功率放大电路习题解读(最新整理)
功率放大电路习题
1分析下列说法是否正确，凡对者在括号内打“ √ ”，凡错者在括号内打“ × ”。
（1 ）在功率放大电路中，输出功率愈大，功放管的功耗愈大。（）（2 ）功率放大电路的最大输出功率是指在基本不失真情况下，负载上可能获得的最大交流功率。（）
（3 ）当OCL 电路的最大输出功率为1 W时，功放管的集电极最大耗散功率应大于1 W。（）
（4 ）功率放大电路与电压放大电路、电流放大电路的共同点是
1 ）都使输出电压大于输入电压；（）
2））都使输出电流大于输入电流；（）
3））都使输出功率大于信号源提供的输入功率。（）（5 ）功率放大电路与电压放大电路的区别是
1 ）前者比后者电源电压高；（）
2））前者比后者电压放大倍数数值大；（）
3））前者比后者效率高；（）
4））在电源电压相同的情况下，前者比后者的最大不失真输出电压大；（）
（6 ）功率放大电路与电流放大电路的区别是
1））前者比后者电流放大倍数大；（）
2））前者比后者效率高；（）
3））在电源电压相同的情况下，前者比后者的输出功率大。（）
解：（1 ）×（2 ）√（3 ）×（4 ）××√
（5 ）××√√（6 ）×√√
2已知电路如图P 9 . 2 所示，T 1和T 2管的饱和管压降│ U C E S│＝3 V，V C C ＝15 V，R L＝8 Ω，。选择正确答案填入空内。
图 P 9 . 2
（ 1 ） 电路中 D 1 和 D 2 管的作用是消除
。
A ． 饱和失真
B ． 截止失真
C ．
交越失真 （ 2 ） 静态时， 晶体管发射极电位 U E Q
。
A ． ＞ 0 V
B ． ＝ 0 V
C ． ＜ 0 V （ 3 ） 最大输出功率 P O M
。
A ． ≈ 28 W
B ． ＝ 18 W
C ． ＝ 9 W
（ 4 ） 当输入为正弦波时， 若 R 1 虚焊， 即开路， 则输出电压
。
A ． 为正弦波
B ． 仅有正半波
C ． 仅有负半波 （ 5 ） 若
D 1 虚焊， 则 T 1 管
。
A ． 可能因功耗过大烧坏
B ． 始终饱和
C ． 始终截止 解： （ 1 ） C
（ 2 ） B
（ 3 ） C
（ 4 ） C
（ 5 ） A
3 在图 P 9 . 2 所示电路中，已知 V C C ＝ 16 V ，R L ＝
4 Ω ，T 1 和 T 2 管的饱和管压降│ U C E S │ ＝ 2 V ， 输入电压足够大。 试问：
（ 1 ） 最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多少？ （ 2 ） 晶体管的最大功耗 P T m a x 为多少？
（ 3 ） 为了使输出功率达到 P o m ， 输入电压的有效值约为多少？ 解： （ 1 ） 最大输出功率和效率分别为
P om = 2R L
= 24.5W
= π
4
? V CC - U CES V CC ≈ 69.8%
(V CC - U CES )2
（ 2 ） 晶体管的最大功耗
0.2 ?V 2 P Tmax ≈ 0.2P oM =
CC
= 6.4W
2R L
（ 3 ） 输出功率为 P o m 时的输入电压有效值
U i ≈ U om ≈
≈ 9.9V
4 在图 P 9 . 4 所示电路中， 已知二极管的导通电压 U D ＝ 0 . 7 V ， 晶体管导通时的│ U B E │ ＝ 0 . 7 V ， T 2 和 T 4 管发射极静态电位 U E Q ＝ 0 V 。
图 P 9 . 4
试问：
（ 1 ） T 1 、 T 3 和 T 5 管基极的静态电位各为多少？
（ 2 ） 设 R 2 ＝ 10 k Ω ， R 3 ＝ 100 Ω 。 若 T 1 和 T 3 管基极的静态电流可忽略不计， 则 T 5 管集电极静态电流为多少？ 静态时 u I ＝ ？
（ 3 ） 若静态时 i B 1 ＞ i B 3 ， 则应调节哪个参数可使 i B 1 ＝ i B 2 ？ 如何调节？ （ 4 ） 电路中二极管的个数可以是 1 、2 、3 、4 吗？ 你认为哪个最合适？ 为什么？
解： （ 1 ） T 1 、 T 3 和 T 5 管基极的静态电位分别为
U B 1 ＝ 1 . 4 V U B 3 ＝ － 0 . 7 V U B 5 ＝ － 17 . 3 V
（ 2 ） 静态时 T 5 管集电极电流和输入电压分别为
I CQ
≈
V CC - U B1
= 1.66mA
R 2
u I ≈ u B5 = -17.3V
（ 3 ） 若静态时 i B 1 ＞ i B 3 ， 则应增大 R 3 。 （ 4 ） 采用如图所示两只二极管加一个小阻值电阻合适， 也可只用三只二极管。 这样一方面可使输出级晶体管工作在临界导通状态， 可以消除交越失真； 另一方面在交流通路中， D 1 和 D 2 管之间的动态电阻又比较小， 可忽略不计， 从而减小交流信号的损失。
V CC - U CES
2
解图 P 9 . 6
5 在图 P 9 . 4 所示电路中， 已知 T 2 和 T 4 管的饱和管压降│ U C E S │ ＝ 2 V ， 静态时电源电流可忽略不计。 试问负载上可能获得的最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多少？
解： 最大输出功率和效率分别为
P om = 2R L
= 4W
= π
4
? V CC - U CES V CC ≈ 69.8%
6 为了稳定输出电压， 减小非线性失真， 请通过电阻 R f 在图 P 9 . 4 所示电路中引入合适的负反馈； 并估算在电压放大倍数数值约为 10 的情况下， R F 的取值。
解： 应引入电压并联负反馈， 由输出端经反馈电阻 R f 接 T 5 管基极， 如 解图 P 9 . 6 所示。
R f
在深度负反馈情况下， 电压放大倍数
A u f
≈ - R f R 1
A u f
≈ 10 (V CC - U CES )2
2
R 1 ＝ 1 k Ω ， 所以 R f ≈ 10 k Ω 。
7 估算图 P 9 . 4 所示电路 T 2 和 T 4 管的最大集电极电流 、最 大管压降和集电极最大功耗。
解： 功放管的最大集电极电流、 最大管压降、 最大功耗分别为
I C max = L = 0.5A
U CE max = 2V CC - U CES V 2 = 34V
P Tmax ≈ 0.2 ? CC
≈ 1W
2R L
8 在图 P 9 . 8 所示电路中 ，已 知 V C C ＝ 15 V ，T 1 和 T 2 管的饱和管压降│ U C E S │ ＝ 2 V ， 输入电压足够大。 求解：
（ 1 ） 最大不失真输出电压的有效值； （ 2 ） 负载电阻 R L 上电流的最大值； （ 3 ） 最大输出功率 P o m 和效率 η 。 解： （ 1 ） 最大不失真输出电压有效值
R L
R + R ? (V CC - U CES )
U om = 4 L
≈ 8.65V
（ 2 ） 负载电流最大值
i = V CC - U CES ≈ 1.53A
Lmax
R 4 + R L
图 P 9 . 8
（ 3 ） 最大输出功率和效率分别为
U 2
P om = om
≈ 9.35W 2R L = π
4
? V CC - U CES - U R 4 V CC ≈ 64%
9 在图 P 9 . 8 所示电路中， R 4 和 R 5 可起短路保护作用。 试问： 当输出因
故障而短路时， 晶体管的最大集电极电流和功耗各为多少？
解： 当输出短路时， 功放管的最大集电极电流和功耗分别为
V CC - U CES
R
i
Cmax
=
V
CC
-U
CES
R
4
≈ 26A V 2
P Tmax =CC ≈ 46W π 2R
10在图P 9 . 10 所示电路中，已知V C C＝15 V，T 1和T 2管的饱和管压降│U C E S│＝1 V，集成运放的最大输出电压幅值为± 13 V，二极管的导通电压为0 .
7 V。
图P 9 . 10
（1 ）若输入电压幅值足够大，则电路的最大输出功率为多少？
（2 ）为了提高输入电阻，稳定输出电压，且减小非线性失真，应引入哪种组态的交流负反馈？画出图来。
（3 ）若U i＝0 . 1 V 时，U o＝5 V，则反馈网络中电阻的取值约为多少？
解：（1 ）输出电压幅值和最大输出功率分别为
u Omax ≈ 13V
P om =
L ≈ 10.6W
(u Omax 2)2
4
R
（2 ）应引入电压串联负反馈，电路如解图P 9 . 10 所示。
解图P 9 . 10
（3 ）在深度负反馈条件下，电压放大倍数为
A u=U o
U i
≈ 1 +
R f
R1
A u=
U o
U i
= 50
R 1＝1 k Ω，所以R f≈49 k Ω。
11OTL 电路如图P 9 . 11 所示。
图P 9 . 11
（1 ）为了使得最大不失真输出电压幅值最大，静态时T 2和T 4管的发射极电位应为多少？若不合适，则一般应调节哪个元件参数？
（2 ）若T 2和T 4管的饱和管压降│U C E S│＝3 V，输入电压足够大，则电路的最大输出功率P o m和效率η各为多少？
（3 ）T 2和T 4管的I C M、U （B R）C E O和P C M应如何选择？
解：（1 ）射极电位U
E
＝V C C / 2 ＝12 V；若不合适，则应调节R 2。
（2 ）最大输出功率和效率分别为
(
1
?V -U )2
P om =2
CC
2R L
CES
≈ 5.06W
1
?V -U
=?2
4
CC
1
?V
2
CC
CES
≈ 58.9%
（3 ）T 2和T 4管I C M、U （B R）C E O和P C M的选择原则分别为
I ＞
V
CC
2
= 1.5A
CM
L
U
(BR)CEO
＞V
CC
= 24V
(V 2)2
P ＞CC≈ 1.82W
CM π 2 R
12 已知图P 9 . 12 所示电路中T 1和T 2管的饱和管压降│U C E S│＝2 V，导通时的│ U B E│＝0 . 7 V，输入电压足够大。
图P 9 . 12
（1 ）A、B、C、D 点的静态电位各为多少？
（2 ）为了保证T 2和T 4管工作在放大状态，管压降│ U C E│≥3 V，电路的最大输出功率P o m和效率η各为多少？
解：（1 ）静态电位分别为
U A＝0 . 7 V，U B＝9 . 3 V，U C＝11 . 4 V，U D＝10 V （2 ）最大输出功率和效率分别为
(
1
?V
P =2
-U CES )2
≈ 1.53W
om 2R
=
π
1
?V
?2
-U CES
≈ 55%
4 1 ?V
2 CC
R
L
CC
L
CC
13图P 9 . 13 所示为两个带自举的功放电路。试分别说明输入信号正半
周和负半周时功放管输出回路电流的通路，并指出哪些元件起自举作用。
图P 9 . 13
解：在图（a）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T 2导通，电流从 C 4的正端经T 2、地、扬声器至 C 4 的负端；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T 1 导通，电流从＋V C C经T 2、C 4、扬声器至地。 C 2、R 3起自举作用。
在图（b）所示电路中，在信号的正半周，经共射电路反相，输出级的输入为负半周，因而T 3导通，电流从＋V C C经扬声器、 C 2、T 3至地；在信号的负半周，经共射电路反相，输出级的输入为正半周，因而T 2导通，电流从C 4 的正端经扬声器、T 2至C 4的负端。 C 2、R 2起自举作用。
14LM 1877 N－9 为2 通道低频功率放大电路，单电源供电，最大不失
真输出电压的峰峰值U O P P＝（V C C－6 ）V，开环电压增益为70 d B。图P 9 . 14 所示为LM 1877 N－9 中一个通道组成的实用电路，电源电压为24 V，C 1～C 3
O 对交流信号可视为短路； R 3 和 C 4 起相位补偿作用， 可以认为负载为 8 Ω 。
图 P 9 . 14
（ 1 ） 静态时 u P 、 u N 、 u ' 、 u O 各为多少？
（ 2 ） 设输入电压足够大， 电路的的最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多 少？
解： （ 1 ） 静态时
u '
= u = u =
V CC = 12V
u = 0V
O
P N
2
O
（ 2 ） 最大输出功率和效率分别为
(V CC - 6)2
P om = 2 ≈ 5.06W 2R L
= π 4 ? V CC
- 6
≈ 58.9% V CC
15 电路如图 9 . 4 . 6 所示， 回答下列问题：
（ 1 ） A u = U o1 U i ≈ ？
（ 2 ） 若 V C C ＝ 15 V 时最大不失真输出电压的峰- 峰值为 27 V ， 则电路的
最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多少？
（ 3 ） 为了使负载获得最大输出功率， 输入电压的有效值约为多少？ 解： （ 1 ） 电压放大倍数
A
u = 1 + R f
R 1
= 1 +
20
0.68
≈ 30.4 （ 2 ） 最大输出功率和效率分别为
(OPP )
P om = 2 2 ≈ 11.4W
R L
= π
4 ? U OPP 2V CC
≈ 70.65% （ 3 ） 输入电压有效值
U
i
=
U
OPP ≈ 314mV
16TDA 1556 为2 通道BTL 电路，图P 9 . 16 所示为TDA 1556 中一个通道组成的实用电路。已知V C C＝15 V，放大器的最大输出电压幅值为13 V。
图P 9 . 16
（1 ）为了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大，基准电压U R E F 应为多少伏？静态时u O1和u O2各为多少伏？
（2 ）若U i足够大，则电路的最大输出功率P o m和效率η各为多少？
（3 ）若电路的电压放大倍数为20 ，则为了使负载获得最大输出功率，输入电压的有效值约为多少？
解：（1 ）基准电压
U R E F＝V C C / 2 ＝7 . 5 V
静态时u O1＝u O2＝7 .5V。
（2 ）最大输出功率和效率分别为
U 2
P om =o max ≈ 21W
2R L
=π4?
U omax
V CC
≈ 68%
（3 ）输入电压有效值
U i=U omax
≈ 0.46V
2 2 A
u
2 A u
L (V
CC - U CEmin )2
L (V CC - 2U CEmin )2
17 TDA 1556 为 2 通道 BTL 电路，图 P 9 . 17 所示为 TDA 1556 中一个通道 组成的实用电路。 已知 V C C ＝ 15 ， 放大器的最大输出电压幅值为 13 V 。
图 P 9 . 17
（ 1 ）为 了使负载上得到的最大不失真输出电压幅值最大 ，基 准电压 U R E F 应为多少伏？ 静态时 u O 1 和 u O 2 各为多少伏？
（ 2 ） 若 U i 足够大， 则电路的最大输出功率 P o m 和效率 η 各为多少？ 解： 同题 9 . 16 （ 1 ）、（ 2 ）。
18 已知型号为 TDA 1521 、 LM 1877 和 TDA 1556 的电路形式和电源电压范围如表所示， 它们的功放管的最小管压降│ U C E m i n │ 均为 3 V 。
型
号
TDA1521 LM1877 TDA1556 电路形式 OCL OTL BTL 电源电压
±7.5～±20 V
6.0～24V
6.0～18V
（ 1 ）设在负载电阻均相同的情况下，三种器件的最大输出功率均相同。已知 OCL 电路的电源电压± V C C ＝ ± 10 V ， 试问 OTL 电路和 BTL 电路的电源电压分别应取多少伏？
（ 2 ） 设仅有一种电源， 其值为 15 V ； 负载电阻为 32 Ω 。 问三种器件的最大输出功率各为多少？
解： （ 1 ） OTL 电路应取 V C C ＝ 20 V ， BTL 电路应取 V C C ＝ 13 V 。 （ 2 ） OTL 、 OCL 和 BTL 电路的最大输出功率分别为
P om(OTL) (V
CC = 2
- U CEmin )2 2R
≈ 0.316W
P om(OCL) =
P om(BTL) =
2R 2R L
= 2.25W
≈ 1.27W
19电路如图P 9 . 2 所示。在出现下列故障时，分别产生什么现象。
（1 ）R 1开路；（2 ）D 1开路；（3 ）R 2开路；（4 ）T 1集电极开路；（5 ）R 1短路；（6 ）D 1短路。
解：（1 ）仅有负半周；
（2 ）T 1、T 2将因功耗过大而损坏；
（3 ）仅有正半周；
（4 ）T 2将因功耗过大而损坏；
（5 ）u O＝V C C－U B E1≈14 . 3 V；
（6 ）稍有交越失真。
20电路如图P 9 . 4 所示。在出现下列故障时，分别产生什麽现象。
（1 ）R 2开路；（2 ）D 1开路；（3 ）R 2短路；
（4 ）T 1集电极开路；（5 ）R 3短路。
解：（1 ）无输出；
（2 ）功放管将因功耗过大而损坏；
（3 ）u O＝V C C－U B E1－U B E2≈16 .6V
（4 ）正、负半周不对称，正半周幅值小；
（5 ）稍有交越失真。
“”
“”
At the end, Xiao Bian gives you a passage. Minand once said, "people who learn to learn are very happy people.". In every wonderful life, learning is an eternal theme. As a professional clerical and teaching position, I understand the importance of continuous learning, "life is diligent, nothing can be gained", only continuous learning can achieve better self. Only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all walks of life keep up with the pace of enterprise development and innovate to meet the needs of the market. This document is also edited by my studio professionals, there may be errors in the document, if there are errors, please correct, thank you!