互补输出级
一.对于输出级的要求
1.互补输出级是直接耦合的功率放大电路。
对于输出级的要求:带负载能力强;直流功耗小;电阻负载上无直流功耗;最大不失真输出电压最大。
注:对于上述输出级的要求来说,带负载能力强就意味着输出电阻小,在我们以往接触到的电路里,只有共集电极电路满足这个要求。直流功耗小意味着静态工作电流小,负载电阻上无直流功耗意味着输入为零的时候输出为零。最大不失真输出电压最大代表着当双电源供电的时候Uom的峰值接近于电源电压,单电源供电的时候Uom的峰值接近二分之一的电源电压。
二.基本电路
1.互补输出级的基本电路就是一个NPN与一个PNP型管的基极连接到一起,两个管子的射极连接到一起(射极连接到一起的原因是为了使得输出电阻小)
2.特征:T1,T2管特性理想对称。
3.静态分析:
注:我们将T1管子与T2管子完全理想化并且理想对称.这种情况下就可以做到在零输入的时候零输出,并且静态功耗变得非常小,因为在静态的时候两只管子都处于截止的状态。
4.动态分析
注:这种动态分析的前提是将管子完全理想化的情况下得出的结论
5.交越失真
如果从理想的状态回到现实,那势必面临的一个问题就是两只管子会存在着开启电压。这也就意味着只有当输出电压达到开启电压的时候管子才会进行导通,这样便造成了交越失真。
消除交越失真的放大:设置合适的静态工作点,在静态的时候T1与T2管处于临界导通的状态,当有信号的时候,至少有一个是处于导通的状态。这也就意味着要在基极垫起一个电位,从而满足上述的要求。并且在基极垫起电位的偏置电路要对动态性能的影响尽可能的小。
三.消除交越失真的互补输出级
注:在+Vcc→R1→D1→D2→R2→-Vcc之间形成一个回路,并且使得每一只二极管上的压降等于或者略高于T1管或者T2管。这样的话就会使得每一只管子都处于一种微导通的状态,在动态的情况下,一旦略微有信号输入,管子就会有输出,并且二极管在动态的情况下可以等效成一个阻值非常小的电阻,在这样一个小数值的电阻上,动态信号基本没有损耗。这样就能够达到消除交越失真的目的。
2.另一种消除交越失真的放大:Ube倍增电路
注:在使用这种电路来消除交越失真的时候有一个前提,就是在电阻R3以及R4选择阻值的时候要非常的小,并且将此电路接入到输入级的时候要保证前边R1与R2的阻值远远大于R3以及R4的阻值。这样的做的目的有二。其一:I2>>Ib,其二:保证T管三个级的电位基本相同。
四.准互补输出级
为了保持管子良好的对称性,输出管应该为同种类型的晶体管,因此在输出端可以采用复合管的形式,这种输出称为准互补输出级
五.直接耦合多级放大电路
1.放大电路的读图方法:
(1)化整为零:按照信号的流通顺序将N级放大电路分为N个基本放大电路
(2)识别电路:分析每级电路属于那种基本电路,有什么特点
(3)纵观整体:分析整个电路的性能特点
(4)定量估算:必要的时候估算主要动态参数
2.例题
基本性能:输入电阻为2*rbe,电压放大倍数比较大(第二级为共射放大电路,并且第二级的集电极上连接着一个电流源,等效的Rc基本为无穷大),第三级为互补输出级,等效的输出电阻很小,输出端最大不失真输出电压也可以接近于电源电压。整个电路可以等效为双端输入单端输出的差分放大电路。