戊（E）类功率放大器优化策略

戊（E）类功率放大器可以克服丁（D）类功率放大器缺点，如图4-18所示，它由单个晶体管和负载电阻等组成。在激励信号作用下，晶体管处于开关状态。当晶体管饱和导通时，集电极电压波形由晶体管决定；当晶体管截止时，集电极电压波形由负载网络瞬变响应确定。

1.功率放大器功率和效率分析

负载网络的瞬变响应必须满足下列两个条件。

（1）晶体管截止时，集电极电压必须延迟到晶体管“开关”断开后才开始上升。

（2）晶体管饱和导通时，集电极电压及其对时间的导数必须都为零（假设饱和压降UCES为0）

u＝UCC·sin（θ＋φ1）

其中θ＝ωt，φ1＝φ＋，为剩余电抗jX产生的附加相移。

放大器的输出功率为：

输入直流功率为：

放大器的效率为：

戊（E）类功率放大器波形图如图4-19所示。

图4-18　E类功率放大器原理图

图4-19　戊（E）类功率放大器波形图

2.戊（E）类开关模式功率放大器的损耗分析

戊（E）类开关模式功率放大器的损耗主要有渡越损耗、饱和损耗和负载网络的高频损耗。渡越损耗由于晶体管开关转换需要一定的时间而产生，饱和损耗因为晶体管饱和期间，饱和压降不为零而产生，负载网络的高频损耗主要是电抗元件的Q值不够高所带来的损耗，一般来说，电容器的损耗很小，其损耗比电感L的损耗要小得多，所以负载网络的高频损耗主要是电感L的损耗。

思考题：丁（D）类功率放大电路由两个晶体管组成并交替导通，如两管同时导通或同时截止，功放电路会出现什么情况？

1.工作任务与分析

通过音响功率放大电路的安装和检测，加深对音响功率放大电路内容的理解，提高焊接、安装和检测能力，并初步了解产品生产工艺过程，参与编制工艺文件。

采用双电源供电的功放电路如图4-20所示，其中运放为驱动级，晶体管VT1～VT6组成复合式晶体管互补对称功放电路。

图4-20　双电源供电功放电路

2.安装制作与检测

1）安装与制作

电路安装分单元电路进行，电路与外接仪器的连接端、测试端要布置合理，便于操作。音响放大电路电子元器件如表4-3所示。

表4-3　音响电路实验可供（可选）元器件列表

2）音响电路的检测

（1）调试前先对电路作直观检查。

（2）静态检测：调节复合管基极偏置电压的电位器RW，消除输出交越失真，然后将功放电路输入端接地，测量OTL功放电路的各级静态电压与电路电流，记录在表4-4中。

（3）动态检测。

①输入端接入1 kHz输入信号，逐步提高信号电压，并调节电位器RW，使输出为最大不失真电压，用毫伏表或示波器采用交流耦合方式测量功放输出电压uo及功放负载输出电流Icm，记录在表4-4中。

表4-4　功放电路的测试数据表（f＝1 kHz）

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②音响的额定功率：音响放大器输出失真度小于某定值时的最大功率：

③整机效率：指音响输出额定功率Po与输入电源功率PDC之比。

即：

④给电路通电测试，分析电路的功能。

1.功率放大器的任务是保证信号在允许失真的范围内，输出足够大的功率，以驱动负载，其工作在大信号状态，传输功率也大。

2.功率放大器按耦合方式分为无输出电容功率放大器（OCL）、无变压器输出功率放大器（OTL）及变压器耦合推挽输出功率放大器。

3.当功率管工作于有源状态时，根据在输入信号整个周期内，处于导通状态的时间，分为甲类、乙类、丙类功率放大器。

4.丙类功率放大器：在输入信号整个周期内，功率管小于半个周期处于导通状态。丙类功率放大器属高频功率放大器，高频功率放大器可分为窄带型和宽带型两大类。窄带型通常采用选频谐振网络作为负载，而宽带型常采用工作频带很宽的传输线变压器作为负载。

5.当功率管工作于开关状态时，可分为丁（D）类和戊（E）类功率放大器。

6.丁（D）类开关模式功率放大器的主要损耗有渡越损耗、饱和损耗，戊（E）类开关模式功率放大器的主要损耗有渡越损耗、饱和损耗和负载网络的高频损耗。

一、填空题

1.在甲类、乙类和甲乙类功率放大电路中，效率最低的电路为________。

2.输出功率为10 W的扩音机，若用乙类推挽功放，则应选额定功耗至少为________的功率管________只。

3.乙类互补对称功率放大电路产生的失真现象叫________失真。

4.双电源互补对称功率放大电路（OCL）中UCC＝8 V，RL＝8Ω，电路的最大输出功率为________。

二、选择题

1.与甲类功率放大方式比较，乙类OCL互补对称功放的主要优点是（　）。

A.不用输出端变压器　B.不用输出端大电容

C.效率高　D.无交越失真

2.与乙类功率放大方式比较，甲乙类OCL互补对称功放的主要优点是（　）。

A.不用输出端变压器　B.不用输出端大电容

C.效率高　D.无交越失真

3.在甲乙类功放中，单个电源互补对称电路中，每个管子工作电压uCE与所加电源UCC的关系表示正确的是（　）。

A.uCE＝uCC　B.

C.uCE＝2uCC　D.以上都不正确

三、问答题

1.功率放大器与电压放大器相比较，晶体管工作状态有什么区别？

2.乙类互补功率放大电路如何减小失真和提高效率？

3.丁（D）类功率放大电路的两个晶体管，如同时导通或同时截止，功放电路会出现什么情况？

四、计算题

1.功率放大电路如图4-5所示。设三极管的饱和压降UCES＝1 V，为了使负载电阻获得12 W的功率。请问：（1）正负电源至少应为多少伏？（2）三极管的ICM、U（BR）CEO至少应为多少？

2.功率放大电路如图4-10所示，设输入ui为正弦波。

（1）RL得到的最大不失真输出功率大约是多少？

（2）直流电源供给的功率为多少？

（3）该电路的效率是多少？