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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,輸出級有兩個晶體管,兩個晶體管交替驅(qū)動負載工作。實際上推挽輸出電路可以看作是兩個射極跟隨器的組合。上面的NPN型晶體管和負載組成NPN型跟隨器,下面的PNP型晶體管和負載組成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,推挽輸出也有此特點,能夠驅(qū)動比較大的負載。另外,在沒有信號輸入時,兩個晶體管都不工作,幾乎沒有電流流過。晶體管靜態(tài)損耗很小。

2、交越失真

以上電路有個缺點:在輸入信號較小時,兩個晶體管的Ube都小于0.7V,即兩個晶體管都處于截止?fàn)顟B(tài),此時沒有對外輸出,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)負或者由負轉(zhuǎn)正時輸出出現(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晶體管交替工作,死區(qū)位置時兩個晶體管的Ube都小于0.7V,因此兩個晶體管都沒有電流留過,此時沒有輸出。

3、交越失真改善

如下電路使用兩個二極管形成偏置,二極管正向壓降Vf≈Ube≈0.7,使兩個晶體管處于導(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。因為Ube有負溫度特性,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一步升高,Ube進一步減小,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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