推挽輸出

推挽輸出是一種電子電路，用于功率放大器領域。 它是放大器電路的一部分，其任務是將電信號放大到可以操作連接到它的設備的程度。 該名稱源于這樣一個事實，即電路中的兩個組件以相反的方式工作，根據設計，一次只有兩個組件中的一個處于活動狀態。

推挽輸出的應用是，例如，音頻放大器、電壓轉換器或發射器。 推挽輸出由雙極晶體管或場效應晶體管等晶體管構成。 歷史設計使用電子管。

推挽電路不需要工作電阻。 結果，與其他開關原理相比，實現了顯著更高的效率。 對于功率放大器，這是優于“單端電路”的顯著優勢。

推挽級的一種特殊形式是橋式電路。 這提供了盡管是單極電壓供應也可以輸出正電壓和負電壓的優點。

單端控制、工作電壓不對稱的互補輸出級的基本電路。 此處的優點是晶體管 Q4 和 Q5 的直流串聯連接使昂貴的變壓器變得多余（無鐵芯輸出級）。 然而，末級晶體管的基極偏置對于最小化交叉失真是必要的，這是通過兩個二極管 D1 和 D2 完成的。 如果這些二極管熱連接到晶體管，則二極管的正向電壓變化程度與晶體管的基極-發射極路徑的變化程度相同，這在很大程度上補償了工作點的變化（溫度補償）。 Q4 和 Q5 都沒有傳導任何靜態電流，存在 B 類操作。 使用更高的基極偏置（例如使用三個二極管）并通過添加發射極電阻器，還可以設置具有靜態電流的工作模式（AB 或 A 操作）。 信號質量提高了，但功率損耗也增加了。

電路說明：R1=100kΩ，R2=20kΩ，確保連接點設置3.3V電壓。 Q1 和 Q2 構成一個差分放大器，將輸出電壓的 R7/(R7+R8) 部分與該 3.3V 進行比較，并立即將任何偏差視為通過 Q3 抵消的機會。 Q4 和 Q5 連接處的輸出電壓應為工作電壓的一半，以便動態范圍上下對稱。 這導致值 R7=20 kΩ 和 R8=40 kΩ。

串聯一個大約 1000 μF 的電解電容器，這樣直流電就不會一直流過揚聲器，否則會導致自身和 Q4 發熱。

現在，如果輸入電壓增加 1V，輸出電壓必須增加 3V，差分放大器才能停止通過 Q3 進行跟蹤。 因此電路將電壓放大 3 倍。如果輸入電壓增加 1V，信號源必須提供 1V/20kΩ=50μA。 然而，Q4和Q5確實可以從電源向揚聲器傳導10,000倍的電流，因此輸入端的控制功率增加了30,000倍。

只需稍作修改，即可在許多 IC 中找到此內部電路，這些 IC 包含除兩個電容器之外的所有組件。 在 20 V 的工作電壓下，輸出電壓最多可在平均值之上或之下偏離 10 V，這使得輸出電壓的有效值為 7 V，具有正弦波形。對于 4 歐姆揚聲器，xxx功率為 12 W。實際上，您仍然需要減去每個功率晶體管不到 1 W，然后可以用 10 W 進行計算。

準互補輸出級，在數字技術領域也稱為圖騰柱輸出，由兩個相同的晶體管或真空管組成，原則上是實現無鐵芯推挽級的xxx可能性后者。 直到 20 世紀 70 年代，由于 NPN 設計中沒有可靠的鍺功率晶體管，因此使用雙極型晶體管實現準互補輸出級時使用兩個 PNP 晶體管。 隨著硅基功率晶體管的出現，這種類型的電路也被用于 NPN 晶體管，直到出現相應的互補類型。

如今，準互補電路很少用于分立式音頻放大器。 另一方面，在集成電路中，它們仍然發揮著作用。 特別是 TTL 門使用圖騰柱電路作為針對短切換時間優化的輸出推動輸出。

推挽控制是由輸入變壓器和對稱輸出變壓器這兩個特性變壓器進行的，它將兩個半波重新組合。

工作點由基極分壓器 R1/R2 設置：對于硅晶體管，R1 處的電壓不得超過 0.55 V，否則靜態電流會急劇增加，晶體管可能會過熱。 每一半的工作特性是S形的。 當以圖形方式添加時，推挽放大器的特性導致雙 S 形特性，傅里葉變換從中產生以奇數次諧波為主的寬諧波頻譜。