雙場效應管推挽功率放大器知識詳解

雙場效應管推挽功率放大器

由于單場效應管功率放大器存在效率低、輸出功率小等缺點，所以我們必須在提高功放的效率和增大輸出功率方面下功夫。雙場效應管推挽功率放大器就是為此而設計的。

圖3-7所示就是雙場效應管乙類推挽功率放大器。它的結構和元件都是對稱的，相當于兩個單管功率放大器聯合起來工作。由于沒有偏置電阻，所以靜態時兩管都處于截止狀態。

從前級送來的信號電壓通過輸入變壓器B1加到兩個場效應管的柵極。B1次級是采用中心抽頭法繞制的，因此兩個場效應管柵極上得到的輸入電壓大小相等而相位相反。

設輸入正弦信號為正半周期時，B1次級的感應電壓上端為正，下端為負，場效應管T1的柵、源極間得到外加信號給予的正向偏壓后，就進入放大狀態;而對場效應管T2的柵、源極間來說，外加信號給它反向偏壓，它就進入截止狀態。

當過了半周期后，B1次級變為上端為負，下端為正，這時場效應管T1由于反偏而由放大變為截止，場效應管T2卻因正偏而由截止變為放大。所以，當輸人一個正弦波信號之后，在兩個單管電路中，只有半個周期是有電流流過的。

ID1和ID2流入輸出變壓器B2初級時，方向是相反的，結果在B2次級上感應出來的還是一個正負交變的正弦波。概括地說，推挽功率放大器是兩管交替工作，輸出波形合成。這種把靜態工作點取在漏極電流截止的工作狀態稱為乙類工作狀態。

不難想象，在單管放大時，是不能采用這類工作狀態的,因為它將使波形嚴重失真(輸出只有半個波),而在推挽放大器中,兩個管子相互補足。所謂推挽，就是指電路中兩個場效應管的漏極電流此起彼伏、一推一挽的意思。雙場效應管推挽功率放大器也可用圖解法進行分析，如圖3-8所示。

將兩個場效應管的輸出特性曲線反向畫，一左一右, UDs軸同軸，并在UDs=ED的工作點Q相接。這樣工作點Q就在Q'與Q"間移動，相應的漏極電壓及電流波形如圖中所示。

這個結論說明乙類推挽功率放大器的效率比單管甲類功率放大器要高得多。這是因為它僅在有信號輸入時才從電源吸取能量。

若用場效應管作單管功率放大器時，輸出功率有50mW左右，則用兩只場效應管組成的推挽功率放大器就能輸出300mW功率。乙類推挽放大器的工作點是選在截止區的，由于輸入特性曲線的非線性(圖3-9左上),底部彎曲，在UDs的起始階段ID基本為零，這使得漏極電流波形(圖3-9右上)與輸入的信號電壓波形(圖3-9左下)不一樣而產生了失真。

當兩個場效應管交替工作時，合成的波形在過零處就出現不相銜接的現象，這種失真稱為交越失真。交越失真的波形經場效應管放大后，在漏極得到的將是同樣失真的電壓和電流波形，見圖3-7右端和圖3-9。

為了改善交越失真，通常給場效應管以少量偏壓，即把工作點稍微提高些。圖3-10是這種帶少量偏壓的推挽放大器，其工作點介于甲類和乙類之間，所以也叫做甲乙類放大器。圖中由R1、R2、Rs組成的電流負反饋偏置電路使兩管的漏極靜態電流ID略大于IDS，一般取2~ 4mA(兩管之和)。

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