资源简介

【课题】
13.4 功率放大器
【教学目标】
知道功率放大的概念。
【教学重点】
互补对称功率放大器（OCL电路）。
【教学难点】
互补对称功率放大器。
【教学过程】
【一、复习】
射极输出器工作原理。
【二、引入新课】
与电压放大不同的是，功率放大电路主要是将信号电流和电压都放大，以满足负载对功率提出的要求。
【三、讲授新课】
13.4.1 功率放大器的概念
1．功率放大器有以下要求：
（1）输出功率大。要求功率放大器输出的电压和电流幅值均应较大。
（2）效率高。当直流电源功率一定，为了向负载提供尽可能大的信号功率，所以要求功率放大器效率要高。
（3）失真小。要求输出功率大应理解为在规定的非线性失真范围内的最大输出功率。
*13.4.2　互补对称功率放大器（OCL电路）
1．OCL功放电路的工作原理
图13.14是互补对称功率放大器的原理电路。
图13.14　互补对称功率放大器的原理电路
正负电源供电，|UCC||UCC|。
VT1是NPN型三极管，VT2是PNP型三极管，要求两管参数对称。
RL是负载。当电路输入ui0时，VT1和VT2都不导通，负载RL上静态电流为零，输出uo0。
（1）输入信号正半周期间，VT1管发射结正向偏置导通，VT2管截止，VT1管的iC1流过负载RL；
（2）在输入信号负半周期间，VT2管发射结正向偏置导通，VT1管截止。VT2管的iC2流过负载RL。
2．最大输出功率和效率
（1）最大输出功率Pom
Pom
（2）功放电路的效率
式中Pv为直流电源供给的功率。
由数学分析可知一个周期直流电源供给的功率为
Pv
78.5%
实用的OCL功放电路的效率一般在60 %左右。
【四、小结】
1．功率放大器要求输出足够的功率、较高的效率和较小的失真。
2．OCL功放采用互补对称型放大电路，由两组电源供电，两管轮流导通，分别放大信号的正、负半周。
【五、习题】
三、填空题：4。
【课题】
13.5 运算放大器
【教学目标】
描述集成运算放大器的性能特点。解释集成运算放大器构成的简单运算电路的原理。
【教学重点】
运算放大器组成的基本运算电路。
【教学难点】
理想运算放大器分析。
【教学过程】
【一、复习】
差分放大器输入和输出方式。
【二、引入新课】
运算放大电路有比例、加法、减法等运算功能，早期的电子计算机就是由运算放大器构成的各种功能电路完成数学运算的。目前运算放大器广泛应用在自动控制系统中。
【三、讲授新课】
13.5.1 运算放大器的结构和特点
1．运算放大器：高放大倍数的直耦多级放大器，运算放大器常被制作成集成电路，为集成运算放大器，简称运放。
内部结构框图如图13.16所示。
图13.16　运算放大器的组成
2．运放的符号及输入输出特性，如图13.17所示。
图13.17　运算放大器的符号与特性
u的同相输入端，由此端输入信号时，输出信号与输入信号的相位相同；
u的反相输入端，由此端输入信号时，输出信号与输入信号的相位相反。
3．线性运行区，如图13.17（b）所示。
uoAo（u+u）
13.5.2 理想运算放大器
1．理想化条件是：
开环电压放大倍数为无穷大，即Ao ∞。
输入电阻为无穷大，即ri∞。
输出电阻为零，即ro0。
2．两个重要结论。集成运放工作在线性区时，有
uoAo（uu）
因Ao∞，uo为有限值，所以 (u+u) 0 ，即
u+u
由于u+u，反相端与同相端之间可视为短路，称为“虚假短路”。
理想运算放大器的输入电阻Ri∞，相当于两输入端不取用电流，即
i+i0
实际上Ri不可能无限大，u和u也不可能完全相等，ii只能是近似为零，称为“虚假断路”。
13.5.3 运算放大器组成的基本运算电路
1．比例运算电路（以下电路分析过程可以忽略，直接给出结论）
（1）反相比例运算电路，如图13.19所示。
图13.19　反相比例运算电路
R2为平衡电阻，取R2R1RF。
运用虚断和虚短的概念，由图13.19可得
i1if
而
i1
if
所以得
uoui
若RFR1时，称为反相器，有
uoui
（2）同相比例运算电路，如图13.20所示。
图13.20　同相比例运算电路
R2为平衡电阻，R2R1RF。
根据分析集成运放的两个重要依据，有
uiu+ u
i+i0
i1if
又
i1
if
则
整理得
uo(1)ui
当RF0时，uoui，电路为电压跟随器。
2．加法运算电路
两输入端的反相加法电路，如图13.21所示。
图13.21　反相加法运算电路
R3为平衡电阻，R3R1R2RF。
运用虚地概念，有
ifi1i2
即
整理得
uo()
当R1R2RF时，则有
uo ( ui1 ui2 )
3．减法运算电路
减法运算电路，如图13.22所示。
图13.22　减法运算电路
uui1i1R1 (ui1uo )
u+ ui2
因为uu，所以
uo(1+)ui2ui1
当R1R2R3RF时，
uo ui2– ui1
【四、小结】
1．集成运放是一种放大倍数高、输入电阻高、输出电阻小的十分理想的电子器件。集成运放内部组成主要有：输入级、中间级、输出级和偏置电路。
2．集成运放的电路符号中“”为相反输入端，表示集成运放输出信号与该输入端所加的输入信号相位相反，用u表示；“+”为同相输入端，表示集成运放输出信号与该输入端所加的输入信号相位相同，用u+表示。
3．比例运算电路
（1）反相比例运算。uoui
（2）同相比例运算。uo(1)ui
4．加法运算电路
两输入端的反相加法。uo(ui1ui2)
3．减法运算电路
减法运算。uo ui2–ui1
【五、习题】
一、是非题：7；二、选择题：6。

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