推挽放大器工作原理介绍

1、一、功率放大电流的特性为了理解或评估功率放大器电路，我们主要考虑输出功率、效率和失真。1.为了获得所需的输出功率，电路必须选择一个具有足够集电极功耗的三极管，并且功放管的工作电流和集电极电压也很高。在电路设计和使用中，首先要考虑如何在不损坏三极管的情况下充分发挥三极管的功能。由于功放管在电路中的工作状态往往接近极限值，所以功放电流应仔细调整和使用，不应超出极限使用。2.考虑到能耗，功率放大器的功率输出最终由电源提供。例如，收音机中功率放大器的功耗占整机的2/3，所以我们应该非常注意提高电路效率，即输出功率与功耗之比。3.功率放大电路的输入信号经过多级放大，具有足够的强度，这将使功率放大管的工作

2、点大幅移动，因此要求功率放大电路具有较大的动态范围。功放管工作点选择不当会导致输出严重失真。二、常用功率放大电路的原理单三极管输出的功率放大电路输出小，效率低，在日常电器中很少见。目前，经常使用推挽电路。图1是具有耦合变压器的推挽电路的示意图。其特点是三极管的静态工作电流接近于零，放大器功耗小。当有信号输入时，虽然电路的工作电流很大，大部分功率都输出到负载上，但其自身损耗并不大，所以功率利用率很高。在这个电路中，每个三极管只在信号的半个周期内导通。为了避免失真，两个三重奏协同工作。在图中，输入变压器B1的次级有一个接地的中心抽头。当输入音频信号时，大小相等、极性相反的两个次级B1信号分别被发送

3、到BG1和BG2的发射节点。在输入信号的正半周，BG1管由于反向偏置而关闭，只有BG2可以放大信号并从集电极输出。在信号的负半周期，BG1获得正的高偏置电压，其可以放大和输出该半周期的信号，而BG2被关闭。虽然电路中的两个三极管各自放大一半的相同周期的信号，但是它们的输出电流依次通过输出变压器B2，因此在B2次级获得的感应电流可以全部形成完整的输出信号。在这种功率放大电路中，为了解决阻抗匹配和信号相位的问题，输入和输出变压器是必不可少的。然而，制造高质量的变压器在材料和工艺上是困难的，这总是消耗一部分能量并降低电路的效率。另外，变压器的频率特性不好，使得电路输出的不同频率的信号非常不均匀，会造

4、成失真。因此，为了提高功率放大器的质量，人们使用更多的不带变压器的功率放大器电路(OTL)。图2是互补对称推挽功率放大器电路的示意图。这里，使用两个具有相同放大性能和相反导电极性的三极管(称为互补晶体管)。图中的BG1是NPN管。当放大器正半周输入交流信号时，对于BG1管，基极电压为正，发射极为负，发射极结正向偏置，三极管可以工作。然而，由于反向偏置施加到发射极结，BG2被关闭。因此，信号的正半周被BG1管放大。在信号的负半周，情况正好相反。BG2管可以工作并放大信号的负半周。放大的信号由两个三极管轮流发出，整个信号在扬声器上重新组合。三个实际电路分析推挽电路中的两个三极管将信号放大半个周期，

5、这就要求两个三极管的放大性能相近(值之差在10%以内)，否则，放大半个周期的信号幅度不同，会出现明显的失真。交叉失真也是推挽电路的一个特殊问题。与上述原理图中的三极管一样，没有静态偏置电流。当输入信号较弱时，三极管的放大能力很小，甚至因为发射极结不导通而失去放大功能。这样，每当输入信号的幅度接近零时，即在两个推挽管交替操作的开始和结束时，输出信号不能很好地连接，导致严重的失真。为了解决这些问题，在许多实际电路中，有必要给三极管加上一个小的正偏压，这样电路就有效率，并能减少失真。图3是无线电中常见的功率放大器电路。其静态工作电流由偏置电阻R8调节，两管的总静态集电极电流一般为4 8 mA。R10

6、是一个负反馈电阻，用于降低失真和三极管的“配对”要求。为了减少电阻器R9和R10上输入信号的损失，它们的电阻值相对较小。电容器C7用于改善声音质量。图4是红岩电视机的扩音电路。与原理图3相比，它有以下不同之处在原理图中，两组电源用于供电，在实际使用中非常不方便。这里，大容量电容器C64串联连接到负载扬声器。对于音频电流，C64可视为一条路径。当输入信号为正半个周期时，BG13管的输出电流通过扬声器对C64充电，产生极性为“左正右负”的电压。在信号的负半周期中，BG13被关断，并且电容器C64通过BG14和充当BG14的电源的扬声器放电。这样，只有一套电源才能使电路正常工作。为了减少失真，电路还

7、应为三极管提供静态电流。电阻器R73不仅是先前的电压放大器管BG12(图中未示出)的负载的一部分，而且是互补放大器管的基极偏置电阻器。当BG12的输出电流通过R73和二极管BG39时，它们上产生的电压降是BG13和BG14的发射极结偏置电压之和(两个管的发射极电阻非常小，可以忽略不计)。这个电压的大小决定了互补放大管的工作电流。当R73的电阻值发生变化或其前一级的工作电流发生变化时，会影响功放管的工作点，调整时应注意这一点。与R73串联的二极管BG39用于稳定互补管的静态工作点。它是一个硅二极管，当电流通过它时，电压降约为0.7V。当环境温度升高时，二极管的正向电阻降低，二极管两端的电压降也降低，这使得互补管的基极偏置电压降低，并且抵消了由于温度升高而导致的工作电流的增加趋势。电阻R74与二极管并联，可以防止功率放大管在二极管断开时因电流过大而烧毁。在电路中，电容器C63起着重要的作用。因为电源可以看作是音频信号的通道，所以BG13的集电极和BG14一样是“交流接触地”。如果没有C63，信号将在基极和集电极之间发送。这种以集电极作为输入和输出信号的公共端的“公共集电极连接”具有低增益，不适合用于功率放大器电路。在连接C63之后，它也可以被视为音频信号的