當(dāng)長(zhǎng)距離音頻通信的需求增加時(shí)，就需要增加電信號(hào)的幅度以進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。電話電報(bào)、雙工傳輸?shù)炔块T采取了各種方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，但效果仍不理想。大約在 1912 年，放大器首次被引入世界。這些設(shè)備可以放大以增加輸入信號(hào)的功率。在早期的放大器中，真空管被使用，后來在 20 世紀(jì) 60 年代被晶體管取代。放大器有多種類型，基于用于設(shè)計(jì)它們的有源電路、基于它們的操作等……功率放大器旨在增加負(fù)載可用的功率。推挽放大器是功率放大器的一種。
什么是推挽放大器？
推挽放大器是功率放大器的一種。它包含一對(duì)有源器件，例如一對(duì)互補(bǔ)的晶體管。這里，一個(gè)晶體管向負(fù)載提供從正電源的功率，另一個(gè)晶體管向負(fù)載提供從負(fù)載到地的電流。
這些放大器比單端 A 類放大器更高效。該放大器中的晶體管是反相的。這兩個(gè)晶體管的輸出之間的差異被提供給負(fù)載。信號(hào)中存在的偶次諧波被消除。該方法減少了由于非線性分量而導(dǎo)致的信號(hào)失真。
這些放大器被稱為推挽放大器，因?yàn)槠渲幸粋€(gè)晶體管將電流推向一個(gè)方向，而另一個(gè)晶體管將電流拉向另一個(gè)方向。在推挽放大器中，一個(gè)晶體管在信號(hào)周期的正半部分工作，而另一個(gè)晶體管在信號(hào)周期的負(fù)半部分工作。
電路原理圖
推挽放大器的電路包含兩個(gè)晶體管，一個(gè)NPN和一個(gè)PNP晶體管作為有源器件。這些晶體管是反相的。一個(gè)晶體管在信號(hào)的正半周期期間獲得正向偏置，而另一個(gè)晶體管在信號(hào)的負(fù)半周期期間獲得正向偏置。為了將輸入信號(hào)分成兩個(gè)異相 180 度的相同信號(hào)，在放大器的源極使用了中心抽頭耦合變壓器 T1。
該放大器可以采用不同的配置構(gòu)建，例如 A 類、B 類和 AB 類推挽放大器。為這些類別設(shè)計(jì)的電路是不同的。
A類推挽放大器電路圖
A 類放大器包含兩個(gè)相同的晶體管 Q1 和 Q2。這兩個(gè)晶體管的發(fā)射極端子連接在一起。電阻器 R1 和 R2 用于偏置晶體管。一個(gè)晶體管必須在信號(hào)的正半周期期間正向偏置，而另一個(gè)晶體管必須在負(fù)半周期期間正向偏置。
這兩個(gè)晶體管的集電極端連接到輸出變壓器T2的初級(jí)繞組的兩端。這兩個(gè)晶體管的基端連接到輸入變壓器T1的次級(jí)繞組。電源連接在T2初級(jí)的中心抽頭和Q1、Q2的發(fā)射結(jié)之間。
負(fù)載連接到變壓器 T2 的次級(jí)。來自 Q1 和 Q2 的靜態(tài)電流以相反方向流過 T2 初級(jí)線圈的一半。這消除了電路中的磁飽和。
B類推挽放大器電路圖
B類放大器中沒有偏置電阻R1和R2。這里兩個(gè)晶體管在截止點(diǎn)處偏置。晶體管在理想條件下不消耗任何功率。因此，B類推挽放大器的效率高于A類推挽放大器。
AB類推挽放大器電路圖
該電路類似于A類推挽放大器。但與 A 類不同的是，AB 類偏置電阻值的選擇使得晶體管 Q1 和 Q2 的偏置剛好高于切入電壓。這種布置減少了晶體管同時(shí)截止的時(shí)間。因此，AB 類放大器中的交叉失真得以減少。
推挽放大器工作原理
該放大器的輸出級(jí)可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)方向的電流通過負(fù)載。它包含兩個(gè)反相晶體管 Q1 和 Q2。輸入耦合變壓器 T1 將輸入信號(hào)分成兩半，每半部分相位相差 180 度。一個(gè)晶體管在正半周期期間受到正向偏置并通過電流。另一個(gè)晶體管在正半周期期間保持反向偏置。當(dāng)負(fù)半周期施加到晶體管時(shí)，這種情況就相反。
來自 Q1 和 Q2 的集電極電流 I1 和 I2 以相同方向流過變壓器 T2 初級(jí)的相應(yīng)半部分。這會(huì)在 T2 變壓器的次級(jí)產(chǎn)生輸入信號(hào)的放大輸出。因此，通過 T2 次級(jí)的電流是晶體管集電極電流之間的差值。
主要優(yōu)點(diǎn)
推挽放大器的輸出是兩個(gè)晶體管的集電極電流之差。這消除了輸出中的諧波。此方法還可以減少失真。B類放大器效率高，可以在有限的電源條件下工作。B類放大器電路簡(jiǎn)單，輸出不含偶次諧波。AB 類放大器的交叉失真有所降低。
應(yīng)用領(lǐng)域
推挽放大器的一些應(yīng)用如下：
這些放大器用于射頻系統(tǒng)。
在數(shù)字系統(tǒng)中，這些放大器因其低成本和較小的設(shè)計(jì)而被使用。
這些用于電視、手機(jī)、電腦上的音頻放大。
在需要低失真的長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)中，使用這些放大器。
這些與揚(yáng)聲器一起使用。
用于放大射頻信號(hào)。
在電力電子系統(tǒng)中使用推挽放大器。
常見問題解答
1）為什么叫推挽放大器？
該放大器的電路中有兩個(gè)晶體管。其中一個(gè)晶體管在輸入信號(hào)的正半周期期間將電流推向輸出，另一個(gè)晶體管在輸入信號(hào)的負(fù)半周期期間將電流拉向輸出，因此，放大器稱為推挽放大器。
2）什么是互補(bǔ)推挽放大器？
變壓器的使用使得推挽放大器的設(shè)計(jì)變得龐大。為了消除這個(gè)缺點(diǎn)，推挽放大器的輸入級(jí)使用兩個(gè)互補(bǔ)的晶體管，即NPN和PNP。這種設(shè)計(jì)被稱為互補(bǔ)推挽放大器。
3）什么是推拉？
推挽輸出級(jí)采用兩個(gè)互補(bǔ)晶體管設(shè)計(jì)，這兩個(gè)晶體管交替提供電流負(fù)載并吸收來自負(fù)載的電流。
4).?為什么使用推挽放大器？
通常優(yōu)選推挽放大器來放大信號(hào)而不失真。
5）哪種放大器的效率最高？
B類推挽放大器的最高效率為78.9%。
除了晶體管之外，真空管也被用作這些放大器中的有源元件。如今，放大器的輸出級(jí)很少使用變壓器。在對(duì)稱推挽中，每個(gè)輸出對(duì)鏡像另一個(gè)輸出對(duì)。這里一半的 NPN 與另一半的 PNP 鏡像。
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