推挽A类功率放大器

到目前为止，我们已经看到了两种类型的A类功率放大器。需要解决的主要问题是低功率输出和效率。通过使用称为推挽配置的组合晶体管对，可以获得比A类放大器更高的功率输出和效率。

在这个电路中，我们在输出级使用两个互补晶体管，一个晶体管是NPN或N沟道型，另一个晶体管是PNP或P沟道型（互补型），连接方式是为了使它们能够同时推动一个晶体管导通和拉另一个晶体管截止。这种推挽式配置可以在A类、B类、C类或AB类放大器中实现。

推挽A类功率放大器的构造

下图显示了推挽式配置的A类功率放大器电路的构造。这种安排主要减少了单晶体管放大器的传输特性非线性引入的谐波失真。

在推挽式结构中，两个相同的晶体管T₁和T₂的射极端子短路。输入信号通过变压器T_r1施加到晶体管，该变压器为两个晶体管基极提供反极性信号。两个晶体管的集电极连接到输出变压器T_r2的初级侧。两个变压器都中心抽头。V_CC电源通过输出变压器的初级侧提供给两个晶体管的集电极。

电阻R₁和R₂提供偏置电路。负载通常是扬声器，连接在输出变压器的次级侧。输出变压器的匝数比的选择方式是使负载与晶体管的输出阻抗良好匹配。因此，放大器向负载提供最大功率。

电路工作原理

输出从输出变压器T_r2采集。这个变压器T_r2的初级侧实际上没有直流分量通过。晶体管T₁和T₂的集电极连接到变压器T_r2的初级侧，因此它们的电流大小相等，并通过变压器T_r2的初级侧以相反的方向流动。

当施加交流输入信号时，晶体管T₁的基极更正，而晶体管T₂的基极更负。因此，晶体管T₁的集电极电流i_c1增加，而晶体管T₂的集电极电流i_c2减小。这些电流在输出变压器初级侧的两半中以相反的方向流动。此外，这些电流产生的磁通量方向也相反。

因此，负载上的电压将是感应电压，其大小与集电极电流之差成正比，即

$$(i_{c1} - i_{c2})$$

类似地，对于负输入信号，集电极电流i_c2将大于i_c1。在这种情况下，负载上产生的电压再次取决于差值

$$(i_{c1} - i_{c2})$$

由于 $i_{c2} > i_{c1}$

负载上感应电压的极性将反转。

$$i_{c1} - i_{c2} = i_{c1} + (-i_{c2})$$

为了更好地理解，让我们考虑下图。

整体运行结果是在输出变压器的次级侧感应交流电压，因此交流功率被传递到负载。

可以理解的是，在输入信号的任何半个周期内，一个晶体管被驱动（或推动）到深层导通，而另一个晶体管不导通（拉出）。因此得名推挽放大器。推挽放大器中的谐波失真被最小化，以至于所有偶次谐波都被消除。

优点

A类推挽放大器的优点如下：

• 获得高交流输出。

• 输出没有偶次谐波。

• 纹波电压的影响被抵消。这些纹波电压由于滤波不足而存在于电源中。

缺点

A类推挽放大器的缺点如下：

• 晶体管必须相同，才能产生相同的放大倍数。
• 变压器需要中心抽头。
• 变压器体积大且成本高。