1.2.3 驱动晶体管放大器单元电路
1. 驱动晶体管放大器
常见的驱动晶体管放大器是指驱动电动机或继电器的放大器,这类放大器在各种家电设备中都有涉及。如音/视频设备中的光盘电动机驱动放大器,电动玩具中的驱动放大器,等等。
2. 互补推挽驱动晶体管放大器
互补推挽驱动晶体管放大器是晶体管功率放大器中的一种,晶体管功率放大器可分为四类:A类、B类、AB类和C类放大器。
一般情况下,功率放大器的晶体管需要将大量的热能从内部散发出去,因此,当放大器需要考虑散热问题时,就可以将其视为功率放大器。
(1)A类晶体管功率放大器
当晶体管放大器工作在放大区,并且输出的信号是输入信号的放大复制,这类放大器称为A类放大器。前面介绍的放大器就可以适用在A类放大器中,只是功率放大器的输出目的是提供功率给负载,而不是电压或电流。如图1-17所示为A类放大器基本工作情况。
图1-17 A类放大器基本工作情况
(2)B类晶体管放大器和AB类晶体管放大器
B类放大器和AB类放大器就是常说的互补推挽驱动晶体管放大器,常用于晶体管音频放大器电路中。
[1] B类互补推挽驱动晶体管放大器
如图1-18所示为B类放大器工作情况,由于B类晶体管放大器的偏压在截止点,因此电路只有在输入信号的正半周时,晶体管处于导通状态,输出信号,当工作在输入信号的负半周时,晶体管处于截止状态,无输出信号。若要使输入信号的整个周期都处于放大工作状态,就必须加一个在负半周导通的B类放大器。两个B类晶体管放大器组合成B类互补推挽驱动晶体管放大器,如图1-19所示。
图1-18 B类晶体管放大器基本工作情况
图1-19 B类推挽驱动晶体管放大器基本工作情况
B类推挽晶体管放大器存在着交越失真的情况,也就是输入电压必须超过Vbe,晶体管才会导通,在输入信号正半周与负半周的交替过程中就会出现在一段时间内没有一个晶体管是导通的,如图1-20所示。
图1-20 B类推挽放大器的交越失真
要克服交越失真,需要将基极的直流偏压调整到刚好能过克服晶体管的Vbe,这种经过修正过的放大器工作模式可称为AB类互补推挽驱动晶体管放大器。
[2] AB类互补推挽驱动晶体管放大器
如图1-21所示为AB类互补推挽驱动晶体管放大器,利用分压器和二极管的配置,即使没有输出信号出现,放大器也施加偏压,使晶体管成为稍微导通的状态。
图1-21 AB类互补推挽驱动晶体管放大器
在偏压电路中,R1和R2的阻值相等,可以提供正负电源电压,强迫二个二极管之间的A点电压为零,因此就可以不加输入耦合电容,并且输出端的直流电压也是0 V。
(3)C类放大器
C类放大器与其他放大器相比,可以获得更多的输出功率,因为输出波形的严重变形,所以只会应用在射频(RF)调谐放大器这类电路中,如图1-22所示为C类放大器基本工作情况。
图1-22 C类放大器基本工作情况
如图1-23所示为具有负载阻抗的共发射极C类放大器,加上负的Vbb电源,使电路的工作截止。交流信号源电压的峰值比 Vbb+Vbe略高,因此在每个周期的正峰值附近都有一段短时间,基极电压超过发射结的门槛电压。由于晶体管只在输入周期的一小段时间内导通,因此C类放大器的晶体管功率消耗并不高。
图1-23 共发射极C类放大器
由于输出端的集电极电压的波形和输出端电压并不是单纯的复制关系,所以只有负载电阻的C类放大器在线性放大应用上并没有多大的价值,所以C类放大器多是与谐振器并联使用,具体内容将在本书第二章中详细介绍。