一、电路结构与原理
图1是采用一个电源的互补对称原理电路,图中的t3组成前置放大级,t2和t1组成互补对称电路输出级。在输入信号vi =0时,一般只要r1、r2有适当的数值,就可使ic3 、vb2和vb1达到所需大小,给t2和t1提供一个合适的偏置,从而使k点电位vk=vc=vcc/2 。
当加入信号vi时,在信号的负半周,t1导电,有电流通过负载rl,同时向c充电;在信号的正半周,t2导电,则已充电的电容c起着双电源互补对称电路中电源-vcc的作用,通过负载rl放电。只要选择时间常数rlc足够大(比信号的最长周期还大得多),就可以认为用电容c和一个电源vcc可代替原来的+vcc和-vcc两个电源的作用。
值得指出的是,采用一个电源的互补对称电路,由于每个管子的工作电压不是原来的vcc,而是vcc/2,即输出电压幅值vom最大也只能达到约vcc/2,所以前面导出的计算po、pt、和pv的最大值公式,必须加以修正才能使用。修正的方法也很简单,只要以vcc/2代替原来的公式中的vcc即可。
二、自举电路
图1电路是前面已讨论的单电源互补对称电路,它虽然解决了工作点的偏置和稳定问题,但在实际运用中还存在其他方面的问题。如输出电压幅值达不到vom=vcc/2。现分析如下。
在额定输出功率情况下,通常输出级的bjt是处在接近充分利用的状态下工作。例如,当vi为负半周最大值时,ic3最小,vb1接近于+vcc,此时希望t1在接近饱和状态工作,即vce1= vces,故k点电位vk= +vcc-vces ? vcc。当vi为正半周最大值时,t1截止,t2接近饱和导电,vk=vces?0。因此,负载rl两端得到的交流输出电压幅值vom= vcc/2。
上述情况是理想的。实际上,图1的输出电压幅值达不到vom= vcc/2,这是因为当vi为负半周时,t1导电,因而ib1增加,由于rc3上的压降和vbe1的存在,当k点电位向+vcc接近时,t1的基流将受限制而不能增加很多,因而也就限制了t1输向负载的电流,使rl两端得不到足够的电压变化量,致使vom明显小于vcc/2。
如何解决这个矛盾呢?如果把图1中d点电位升高,使vd >+vcc,例如将图中d点与+vcc的连线切断,vd由另一电源供给,则问题即可以得到解决。通常的办法是在电路中引入r3c3等元件组成的所谓自举电路,如图2所示。
在图2中,当vi =0时,vd=vd=vcc-ic3r3 ,而vk=vk=vcc/2,因此电容t1两端电压被充电到vc3=vcc/2-ic3r3。
当时间常数r3c3足够大时,vc3(电容c3两端电压)将基本为常数(vc3 ?vc3),不随vi而改变。这样,当vi为负时,t1导电,vk将由vcc/2向更正方向变化,考虑到vd=vc3+vk=vc3+vk ,显然,随着k点电位升高,d点电位vd也自动升高。因而,即使输出电压幅度升得很高,也有足够的电流ib1,使t1充分导电。这种工作方式称为自举,意思是电路本身把vd提高了。 来源:星梦居