为了方便看懂分析原理,先贴上整体电路图,图1-1是完成小型功率放大器电路图: f49d3413a39748cdb2eac18a13aea493~noop.image?_iz=58558&from=article.jpg
图1-1 整体电路图

01、设置射极跟随器的偏置电路
图1-1中射极跟随器的偏置电路设置在共发射极电路的晶体管Tr1的集电极与负载电阻R3之间,上期求出了共发射极电路的集电极流过的电流为20mA,所以选用的偏置电路中的晶体管要求最大集电极电流在20mA以上,并且偏置电路是为推挽输出电路提供偏置的,所以也要求选用的晶体管Tr2的集电极-基极间Vcbo与集电极-发射极Vceo间的最大电压为1.2V以上。

图1-2是偏置电路结构,该电路的基极侧流过的电流是由电阻R4决定的,这里取R4为300Ω(为了好分析),那么电阻R4之间流过电流为:
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图1-2 射极跟随器偏置电路的各部分电压与电流

另一方面,晶体管Tr1的集电极电流总共为20mA,所以晶体管Tr2集电极电流为18mA,为了使Tr2的集电极-基极间电压为2Vbe,由第一期求得公式:
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可知,只要使得R4和VR2的值相等即可,其中(VR2表示RA,R4表示RB),可以采用470欧姆的滑动变阻器自行调节。

电容C2是对偏置电路进行旁路,为了使推挽输出电路中晶体管Tr3和Tr4的基极“见到”的阻抗相等,同时电容C2对,电路的高频失真率也有所改善(也不懂),C2的取值越大,那么Tr3和Tr4的基极间的阻抗越低(电容越大,容抗越小),但是太大也没什么意义,所以这里取电容C2为2.2uF。

02、射击跟随器的功率损耗计算
整体电路的电源电压为15V,晶体管Tr1的集电极电位设定为8.5V,所以,如果忽略晶体管Tr2引起的偏置电压,那么射极跟随器也与共发射极电路部分是相同的,图见1-3所示:
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图1-3 信号振幅
从图1-3可以得出,射极跟随器最后输出电压幅值为6.5V,当输出信号驱动8Ω的扬声器负载时,那么需要驱动的电流为:
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这个输出电流作为集电极电流在晶体管Tr3和Tr4上流动,另一方面,当输出电压达到正负的峰值时,那么两个晶体管集电极-发射极之间的最大电压为15V。
当输出波形是正弦波时,则该电路的最大输出电压有效值为:
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最大输出功率为:
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而Tr3和Tr4的功率最大值为最大输出功率的1/5,所以两个晶体管各自的功率为0.53W。【通常,在考虑输出波形为正弦波时,在进行B类工作的推挽射极跟随器中,每一个晶体管的集电极损耗功率的最大值为最大输出功率的1/5】
因此,Tr3与Tr4应该选择集电极电流在800mA以上,集电极-基极间电压与集电极-发射极间电压为15V以上,功率在0.53W以上,同时,由于两个晶体管最后的损耗为1.06W,所以必须要使用散热板。
03、总结设计方法
在设计功率放大器时,首先需要对功率器的规格进行定型,包括(增益、功率、频率、失真率),然后分析整体电路使用的电源电压,接着选型共射极放大电路中NPN晶体管,并对其中各元件进行参数选型,之后为了消除最后推挽输出电路的开关失真和防热击穿,需要设计偏置电路,最后从功率的方面分析推挽输出电路。
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