模电学习：三极管推挽电路

一、推挽的概念

在电路中，推挽（Push-Pull）是指使用两个输出器件（例如晶体管或MOSFET）交替地将信号推到正和负极性，以便将信号放大并推到一个负载上。

推挽输出电路通常用于驱动负载电流较大的应用，例如音频放大器或电机驱动器等。由于它可以提供较高的功率，而且可以实现高速开关，因此被广泛应用。在推挽输出电路中，当一个输出器件处于导通状态时，另一个输出器件处于截止状态。在另一个输出器件处于导通状态之前，它必须完全关断，这可以通过一个驱动电路来实现。

二、三极管基本的推挽电路

1. 上N下P型电路

(1) 原理图

(2) 电流分析

当输入信号为正电压时，NPN导通，PNP截止。因此，电流从Vcc流入负载。

当输入信号为负电压时，PNP导通，NPN截止。因此，电流从Vcc流入负载，然后通过BJT-Q2流回地，完成了负载的通路。

因此，在输入信号为正半周期时，电流从Vcc流向负载；而在输入信号为负半周期时，电流从负载流向Vcc。这样可以保证负载上始终有电流流过，实现了推挽电路的输出。

该推挽电路是同相输出型电路 。

2. 上P下N型

(1) 原理图

(2) 电流分析

输入信号通过C1耦合到Q1基极，通过R1限流。

当输入信号的正半周期到来时，Q1导通，Q2截止，输出端Q2的集电极上没有电压。

当输入信号的负半周期到来时，Q1截止，Q2导通，输出端Q2的集电极上有电压。
该电路是一个反相放大电路 。

三、电路仿真分析

1. 测试原理图

2. 简要分析

电路中输入正弦信号，峰值约为2V。三极管输入信号电流约为0.0036mA，输出约为0.812mA，放大倍数约为226倍。

仿真波形图：

三、三极管的交越失真

从上图中可以看出，由于三极管存在导通电压，导致放大电流在某一区间内三极管都处于截止状态，无法正常放大波形。

这种情况称为交越失真。

2. 处理方式

采用图示电路，给三极管的基极设置偏置电压，通过二极管D5、D6让三极管的基极钳位在开启电压左右，当输入信号处于-0.7v~ 0.7v的时候，让信号也可以放大。
输出波形：

经计算当前电流放大倍数约为23倍，可以看出输出波形的交越失真情况得到大幅改善。
这里需要注意的是，负载电阻不宜过大，这样才能让输出电流足够大。

四、三极管推挽电路的缺点

非线性失真：由于三极管的非线性特性，当输入信号的振幅过大时，输出波形会发生形变，从而产生失真。这种失真被称为交叉失真（交越失真）。

漏电流：在三极管关断时，由于它的输出是直接接在负载上的，所以即使三极管关断，仍然存在一定的漏电流，这会影响输出的准确性。

热失真：在工作时，三极管会因为通电而产生热量，热量会导致温度升高，从而改变三极管的电特性，使得电路的输出产生偏移或失真。

噪声：由于三极管本身存在噪声，因此三极管推挽电路的输出也会存在一定的噪声，这对于一些高精度的应用场合是不利的。