推挽输出

推挽输出是一种电子电路，用于功率放大器领域。 它是放大器电路的一部分，其任务是将电信号放大到可以操作连接到它的设备的程度。 该名称源于这样一个事实，即电路中的两个组件以相反的方式工作，根据设计，一次只有两个组件中的一个处于活动状态。

推挽输出的应用是，例如，音频放大器、电压转换器或发射器。 推挽输出由双极晶体管或场效应晶体管等晶体管构成。 历史设计使用电子管。

推挽电路不需要工作电阻。 结果，与其他开关原理相比，实现了显着更高的效率。 对于功率放大器，这是优于“单端电路”的显着优势。

推挽级的一种特殊形式是桥式电路。 这提供了尽管是单极电压供应也可以输出正电压和负电压的优点。

单端控制、工作电压不对称的互补输出级的基本电路。 此处的优点是晶体管 Q4 和 Q5 的直流串联连接使昂贵的变压器变得多余（无铁芯输出级）。 然而，末级晶体管的基极偏置对于最小化交叉失真是必要的，这是通过两个二极管 D1 和 D2 完成的。 如果这些二极管热连接到晶体管，则二极管的正向电压变化程度与晶体管的基极-发射极路径的变化程度相同，这在很大程度上补偿了工作点的变化（温度补偿）。 Q4 和 Q5 都没有传导任何静态电流，存在 B 类操作。 使用更高的基极偏置（例如使用三个二极管）并通过添加发射极电阻器，还可以设置具有静态电流的工作模式（AB 或 A 操作）。 信号质量提高了，但功率损耗也增加了。

电路说明：R1=100kΩ，R2=20kΩ，确保连接点设置3.3V电压。 Q1 和 Q2 构成一个差分放大器，将输出电压的 R7/(R7+R8) 部分与该 3.3V 进行比较，并立即将任何偏差视为通过 Q3 抵消的机会。 Q4 和 Q5 连接处的输出电压应为工作电压的一半，以便动态范围上下对称。 这导致值 R7=20 kΩ 和 R8=40 kΩ。

串联一个大约 1000 µF 的电解电容器，这样直流电就不会一直流过扬声器，否则会导致自身和 Q4 发热。

现在，如果输入电压增加 1V，输出电压必须增加 3V，差分放大器才能停止通过 Q3 进行跟踪。 因此电路将电压放大 3 倍。如果输入电压增加 1V，信号源必须提供 1V/20kΩ=50µA。 然而，Q4和Q5确实可以从电源向扬声器传导10,000倍的电流，因此输入端的控制功率增加了30,000倍。

只需稍作修改，即可在许多 IC 中找到此内部电路，这些 IC 包含除两个电容器之外的所有组件。 在 20 V 的工作电压下，输出电压最多可在平均值之上或之下偏离 10 V，这使得输出电压的有效值为 7 V，具有正弦波形。对于 4 欧姆扬声器，xxx功率为 12 W。实际上，您仍然需要减去每个功率晶体管不到 1 W，然后可以用 10 W 进行计算。

准互补输出级，在数字技术领域也称为图腾柱输出，由两个相同的晶体管或真空管组成，原则上是实现无铁芯推挽级的xxx可能性后者。 直到 20 世纪 70 年代，由于 NPN 设计中没有可靠的锗功率晶体管，因此使用双极型晶体管实现准互补输出级时使用两个 PNP 晶体管。 随着硅基功率晶体管的出现，这种类型的电路也被用于 NPN 晶体管，直到出现相应的互补类型。

如今，准互补电路很少用于分立式音频放大器。 另一方面，在集成电路中，它们仍然发挥着作用。 特别是 TTL 门使用图腾柱电路作为针对短切换时间优化的输出推动输出。

推挽控制是由输入变压器和对称输出变压器这两个特性变压器进行的，它将两个半波重新组合。

工作点由基极分压器 R1/R2 设置：对于硅晶体管，R1 处的电压不得超过 0.55 V，否则静态电流会急剧增加，晶体管可能会过热。 每一半的工作特性是S形的。 当以图形方式添加时，推挽放大器的特性导致双 S 形特性，傅里叶变换从中产生以奇数次谐波为主的宽谐波频谱。