單電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路圖
出處:highend 發(fā)布于:2011-02-13 00:00:00 | 3385 次閱讀
一、電路結(jié)構(gòu)與原理
圖1是采用一個(gè)電源的互補(bǔ)對(duì)稱原理電路,圖中的T3組成前置放大級(jí),T2和T1組成互補(bǔ)對(duì)稱電路輸出級(jí)。在輸入信號(hào)vi =0時(shí),一般只要R1、R2有適當(dāng)?shù)臄?shù)值,就可使IC3 、VB2和VB1達(dá)到所需大小,給T2和T1提供一個(gè)合適的偏置,從而使K點(diǎn)電位VK=VC=VCC/2 。
當(dāng)加入信號(hào)vi時(shí),在信號(hào)的負(fù)半周,T1導(dǎo)電,有電流通過(guò)負(fù)載RL,同時(shí)向C充電;在信號(hào)的正半周,T2導(dǎo)電,則已充電的電容C起著雙電源互補(bǔ)對(duì)稱電路中電源-VCC的作用,通過(guò)負(fù)載RL放電。只要選擇時(shí)間常數(shù)RLC足夠大(比信號(hào)的最長(zhǎng)周期還大得多),就可以認(rèn)為用電容C和一個(gè)電源VCC可代替原來(lái)的+VCC和-VCC兩個(gè)電源的作用。
值得指出的是,采用一個(gè)電源的互補(bǔ)對(duì)稱電路,由于每個(gè)管子的工作電壓不是原來(lái)的VCC,而是VCC/2,即輸出電壓幅值Vom也只能達(dá)到約VCC/2,所以前面導(dǎo)出的計(jì)算Po、PT、和PV的值公式,必須加以修正才能使用。修正的方法也很簡(jiǎn)單,只要以VCC/2代替原來(lái)的公式中的VCC即可。
二、自舉電路
圖1電路是前面已討論的單電源互補(bǔ)對(duì)稱電路,它雖然解決了工作點(diǎn)的偏置和穩(wěn)定問(wèn)題,但在實(shí)際運(yùn)用中還存在其他方面的問(wèn)題。如輸出電壓幅值達(dá)不到Vom=VCC/2?,F(xiàn)分析如下。

在額定輸出功率情況下,通常輸出級(jí)的BJT是處在接近充分利用的狀態(tài)下工作。例如,當(dāng)vI為負(fù)半周值時(shí),iC3最小,vB1接近于+VCC,此時(shí)希望T1在接近飽和狀態(tài)工作,即vCE1= VCES,故K點(diǎn)電位vK= +VCC-VCES ? VCC。當(dāng)vi為正半周值時(shí),T1截止,T2接近飽和導(dǎo)電,vK=VCES?0。因此,負(fù)載RL兩端得到的交流輸出電壓幅值Vom= VCC/2。
上述情況是理想的。實(shí)際上,圖1的輸出電壓幅值達(dá)不到Vom= VCC/2,這是因?yàn)楫?dāng)vi為負(fù)半周時(shí),T1導(dǎo)電,因而iB1增加,由于Rc3上的壓降和vBE1的存在,當(dāng)K點(diǎn)電位向+VCC接近時(shí),T1的基流將受限制而不能增加很多,因而也就限制了T1輸向負(fù)載的電流,使RL兩端得不到足夠的電壓變化量,致使Vom明顯小于VCC/2。
如何解決這個(gè)矛盾呢?如果把圖1中D點(diǎn)電位升高,使VD >+VCC,例如將圖中D點(diǎn)與+VCC的連線切斷,VD由另一電源供給,則問(wèn)題即可以得到解決。通常的辦法是在電路中引入R3C3等元件組成的所謂自舉電路,如圖2所示。

在圖2中,當(dāng)vI =0時(shí),vD=VD=VCC-Ic3R3 ,而vK=VK=VCC/2,因此電容T1兩端電壓被充電到VC3=VCC/2-Ic3R3。
當(dāng)時(shí)間常數(shù)R3C3足夠大時(shí),vC3(電容C3兩端電壓)將基本為常數(shù)(vC3 ?VC3),不隨vi而改變。這樣,當(dāng)vi為負(fù)時(shí),T1導(dǎo)電,vK將由VCC/2向更正方向變化,考慮到vD=vC3+vK=VC3+vK ,顯然,隨著K點(diǎn)電位升高,D點(diǎn)電位vD也自動(dòng)升高。因而,即使輸出電壓幅度升得很高,也有足夠的電流iB1,使T1充分導(dǎo)電。這種工作方式稱為自舉,意思是電路本身把vD提高了。
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