深度剖析推挽式放大电路

描述

推挽放大器是一种功率放大器,用于为负载提供高功率。它由两个晶体管组成,其中一个是NPN,另一个是PNP。一个晶体管在正半周期推动输出,另一个晶体管在负半周期上拉动输出,这就是为什么它被称为推挽放大器。推挽放大器的优点是,当信号不存在时,输出晶体管中不会耗散功率。推挽放大器有三种分类,但通常B类放大器被认为是推挽放大器。

A 类放大器

B 类放大器

AB 类放大器

A 类放大器

A 类配置是最常见的功率放大器配置。它仅由一个开关晶体管组成,该晶体管设置为始终保持开启状态。它产生输出信号的最小失真和最大幅度。A类放大器的效率非常低,接近30%。即使没有连接输入信号,A类放大器的级也允许相同量的负载电流流过它,因此输出晶体管需要大的散热器。A类放大器的电路图如下:

功率放大器

B 类放大器

B类放大器是实际的推挽放大器。B类放大器的效率高于A类放大器,因为它由NPN和PNP两个晶体管组成。B类放大器电路偏置的方式是,每个晶体管将在输入波形的一个半周期内工作。因此,这种类型的放大电路的导通角为180度。一个晶体管在正半周期推动输出,另一个晶体管在负半周期上拉动输出,这就是为什么它被称为推挽放大器。B类放大器的电路图如下:

功率放大器

B类通常受到称为交越失真的效应的影响,其中信号在0V时失真。我们知道,晶体管的基极-发射极结需要0.7v才能导通。因此,当交流输入电压施加到推挽放大器时,它从0开始增加,直到达到0.7v,晶体管保持OFF状态,我们没有得到任何输出。同样的事情发生在交流波的负半周期的PNP晶体管上,这被称为盲区。为了克服这个问题,二极管用于偏置,然后放大器被称为AB类放大器。

AB 类放大器

消除B类放大器交越失真的常用方法是将两个晶体管偏置在略高于晶体管截止点的点。那么这个电路就被称为AB类放大电路。本文稍后将解释交叉失真。

功率放大器

AB类放大器电路是A类和B类放大器的组合。通过添加二极管,即使基极没有信号,晶体管也会偏置在轻微导通状态,从而消除了交越失真问题。

所需材料

变压器 (6-0-6)

BC557-PNP 晶体管

2N2222-NPN 晶体管

电阻器 – 1k(2 个)

发光二极管

推挽式放大电路的工作原理

推挽式放大电路原理图由两个晶体管Q1和Q2组成,分别是NPN和PNP。当输入信号为正时,Q1开始导通,并在输出端产生正输入的副本。此时,Q2仍处于关闭状态。

在这里,在这种情况下

VOUT = VIN – VBE1

类似地,当输入信号为负时,Q1关断,Q2开始导通,并在输出端产生负输入的副本。

在这种情况下,

VOUT = VIN + VBE2

现在为什么当V发生交叉失真在达到零?让我向您展示推挽放大器电路的粗略特性图和输出波形。

功率放大器

晶体管Q1和Q2不能同时导通,要使Q1导通,我们要求V。在必须大于 Vout,对于 Q2,Vin 必须小于 Vout。如果 V在等于零,则 Vout 也必须等于零。

现在当V在从零开始增加,输出电压Vout将保持零,直到V在小于 VBE1(约0.7V),其中V是是打开NPN晶体管Q1所需的电压。因此,输出电压在V周期内出现盲区在小于 V是或 0.7V。当 V在从零开始减少,PNP 晶体管 Q2 直到 V 才会导通在大于 VBE2(~0.7V),其中 VBE2是接通晶体管Q2所需的电压。

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