模電學習：三極管推挽電路

一、推挽的概念

在電路中，推挽（Push-Pull）是指使用兩個輸出器件（例如晶體管或MOSFET）交替地將信號推到正和負極性，以便將信號放大并推到一個負載上。

推挽輸出電路通常用于驅動負載電流較大的應用，例如音頻放大器或電機驅動器等。由于它可以提供較高的功率，而且可以實現高速開關，因此被廣泛應用。在推挽輸出電路中，當一個輸出器件處于導通狀態時，另一個輸出器件處于截止狀態。在另一個輸出器件處于導通狀態之前，它必須完全關斷，這可以通過一個驅動電路來實現。

二、三極管基本的推挽電路

1. 上N下P型電路

(1) 原理圖

(2) 電流分析

當輸入信號為正電壓時，NPN導通，PNP截止。因此，電流從Vcc流入負載。

當輸入信號為負電壓時，PNP導通，NPN截止。因此，電流從Vcc流入負載，然后通過BJT-Q2流回地，完成了負載的通路。

因此，在輸入信號為正半周期時，電流從Vcc流向負載；而在輸入信號為負半周期時，電流從負載流向Vcc。這樣可以保證負載上始終有電流流過，實現了推挽電路的輸出。

該推挽電路是同相輸出型電路 。

2. 上P下N型

(1) 原理圖

(2) 電流分析

輸入信號通過C1耦合到Q1基極，通過R1限流。

當輸入信號的正半周期到來時，Q1導通，Q2截止，輸出端Q2的集電極上沒有電壓。

當輸入信號的負半周期到來時，Q1截止，Q2導通，輸出端Q2的集電極上有電壓。
該電路是一個反相放大電路 。

三、電路仿真分析

1. 測試原理圖

2. 簡要分析

電路中輸入正弦信號，峰值約為2V。三極管輸入信號電流約為0.0036mA，輸出約為0.812mA，放大倍數約為226倍。

仿真波形圖：

三、三極管的交越失真

從上圖中可以看出，由于三極管存在導通電壓，導致放大電流在某一區間內三極管都處于截止狀態，無法正常放大波形。

這種情況稱為交越失真。

2. 處理方式

采用圖示電路，給三極管的基極設置偏置電壓，通過二極管D5、D6讓三極管的基極鉗位在開啟電壓左右，當輸入信號處于-0.7v~+0.7v的時候，讓信號也可以放大。
輸出波形：

經計算當前電流放大倍數約為23倍，可以看出輸出波形的交越失真情況得到大幅改善。
這里需要注意的是，負載電阻不宜過大，這樣才能讓輸出電流足夠大。

四、三極管推挽電路的缺點

非線性失真：由于三極管的非線性特性，當輸入信號的振幅過大時，輸出波形會發生形變，從而產生失真。這種失真被稱為交叉失真（交越失真）。

漏電流：在三極管關斷時，由于它的輸出是直接接在負載上的，所以即使三極管關斷，仍然存在一定的漏電流，這會影響輸出的準確性。

熱失真：在工作時，三極管會因為通電而產生熱量，熱量會導致溫度升高，從而改變三極管的電特性，使得電路的輸出產生偏移或失真。

噪聲：由于三極管本身存在噪聲，因此三極管推挽電路的輸出也會存在一定的噪聲，這對于一些高精度的應用場合是不利的。