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推挽輸出與交越失真

冬至子 ? 來源:硬件工程師技術(shù)干貨 ? 作者:硬件工程師技術(shù)干 ? 2023-09-11 15:17 ? 次閱讀

1、推挽輸出

如下電路,輸出級有兩個(gè)晶體管,兩個(gè)晶體管交替驅(qū)動負(fù)載工作。實(shí)際上推挽輸出電路可以看作是兩個(gè)射極跟隨器的組合。上面的NPN型晶體管和負(fù)載組成NPN型跟隨器,下面的PNP型晶體管和負(fù)載組成PNP型跟隨器。

射極跟隨器前面文章講了,有輸出阻抗小的特點(diǎn),推挽輸出也有此特點(diǎn),能夠驅(qū)動比較大的負(fù)載。另外,在沒有信號輸入時(shí),兩個(gè)晶體管都不工作,幾乎沒有電流流過。晶體管靜態(tài)損耗很小。

2、交越失真

以上電路有個(gè)缺點(diǎn):在輸入信號較小時(shí),兩個(gè)晶體管的Ube都小于0.7V,即兩個(gè)晶體管都處于截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)沒有對外輸出,產(chǎn)生失真,這種失真出現(xiàn)在跨越零值的位置,即輸入信號由正轉(zhuǎn)負(fù)或者由負(fù)轉(zhuǎn)正時(shí)輸出出現(xiàn)失真。如下波形。

測量基極和射極電壓以及晶體管電流,波形如下圖,可以清楚觀察出兩個(gè)晶體管交替工作,死區(qū)位置時(shí)兩個(gè)晶體管的Ube都小于0.7V,因此兩個(gè)晶體管都沒有電流留過,此時(shí)沒有輸出。

3、交越失真改善

如下電路使用兩個(gè)二極管形成偏置,二極管正向壓降Vf≈Ube≈0.7,使兩個(gè)晶體管處于導(dǎo)通與不導(dǎo)通的臨界狀態(tài),幾乎不會出現(xiàn)交越失真現(xiàn)象。

輸入輸出電壓以及電流波形如下:

這種電路在小電流應(yīng)用場合十分常見,但是應(yīng)用在大電流的場景下有熱損壞風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)閁be有負(fù)溫度特性,即隨著溫度升高Ube減小,導(dǎo)致二極管正向壓降Vf>Ube,增大了集電極電流,集電極電流增大溫度進(jìn)一步升高,Ube進(jìn)一步減小,集電極電流持續(xù)增大,如此循環(huán)導(dǎo)致晶體管過熱損壞。

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