Part 01

前言

推挽放大器是一種功率放大器，用于向負(fù)載提供高功率。它由兩個(gè)晶體管組成，一個(gè)是NPN，另一個(gè)是PNP。一個(gè)晶體管在正半周期推動(dòng)輸出，另一個(gè)晶體管在負(fù)半周期拉動(dòng)輸出，這就是為什么它被稱為推挽放大器。推挽放大器的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)不存在時(shí)，輸出晶體管不會(huì)消耗功率。

以下面的原理圖為例，我們使用兩個(gè)三極管作為功率輸出級(jí)，并使用TI的741運(yùn)算放大器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大以便提供驅(qū)動(dòng)三極管所需的電壓增益。在電路中使用NPN三極管和 PNP三極管來提供互補(bǔ)推挽輸出。這種類型的電路還有個(gè)名字叫射極跟隨器，因?yàn)檩敵鲭妷汉腿龢O管基極的輸入電壓壓差為BE結(jié)電壓降。因?yàn)樨?fù)載電流主要流過三極管集電極，所以三極管的集電極電流額定值 (Ic) 在選型時(shí)要大，并且三極管發(fā)熱也會(huì)比較厲害，所以還需要考慮采用散熱器給三極管散熱。

Part 02

仿真分析

公眾號(hào)內(nèi)回復(fù)：推挽放大器 即可獲得仿真源文件。

輸入信號(hào)我們?cè)O(shè)置為幅值為1V，頻率為10KHz的正弦波：

通過修改滑動(dòng)電阻器P1 20kΩ的阻值，我們可以修改電路的放大增益，優(yōu)化波形。

B類功率放大器通常會(huì)受到交叉失真的影響，即輸入信號(hào)為0V時(shí)失真，這是由于三極管BE導(dǎo)通壓降的影響。我們知道，晶體管的基極-發(fā)射極結(jié)需要 0.7V 的電壓才能導(dǎo)通。因此，當(dāng)交流輸入電壓施加到推挽放大器時(shí)，它從0開始增加，直到達(dá)到0.7V之前，晶體管保持在截止?fàn)顟B(tài)，我們沒有得到任何輸出。PNP晶體管在交流波的負(fù)半周也會(huì)發(fā)生同樣的情況，這個(gè)區(qū)間我們稱為死區(qū)。為了克服這個(gè)問題，采用二極管進(jìn)行偏置，這種放大器稱為AB類放大器。

如果把P1連接到運(yùn)算放大器的輸出：

輸出VF1波形如下：交叉失真對(duì)應(yīng)的DX為7.22us。

如果把P1連接到推挽輸出：

輸出VF1波形如下：交叉失真對(duì)應(yīng)的DX為3.61us。

所以此電路的優(yōu)點(diǎn)在于我們通過R4以及P1電阻將輸出信號(hào)反饋回非反相輸入，這可以很好地減少交叉失真。