AB類放大器工作原理、偏置方法介紹
可以增加給定輸入信號的電流、電壓或功率的電子設(shè)備稱為放大器。根據(jù)電路應(yīng)用,放大器分為電壓放大器和功率放大器,其中小信號和大信號(功率)放大器的重要因素是線性度、放大率、效率、電路可以處理的最大功率、阻抗匹配以及處理高電壓和電流電平的能力。
另外,輸出信號在給定輸入信號的正負(fù)周期上的變化取決于稱為放大器類別的操作類別或操作模式。目前功率放大器有四種類型,分別是A類放大器,B類放大器,AB類放大器和C類放大器。本文簡單介紹下AB類放大器工作原理、偏置方法及功率計算公式。
AB類放大器的概念
用于克服B類放大器中的交叉失真的放大器稱為AB類放大器。A類放大器和B類放大器的組合形成了AB類放大器。AB類放大器旨在克服和消除A類放大器效率低和B類放大器失真的缺點,并利用這兩種放大器的優(yōu)點。
AB類放大器的構(gòu)造/設(shè)計
設(shè)計具有高效率和低失真的放大器的最佳方法就是AB類放大器,它是B類配置和A類配置的結(jié)合,從而產(chǎn)生了AB類放大器電路。因此該放大電路的輸出級結(jié)合了A類和B類放大器的優(yōu)點,也減少了失真和低效率的問題。
AB類放大器電路設(shè)計考慮了兩個晶體管T1和T2。晶體管T1為NPN型,晶體管T2為PNP型。兩個正向偏置二極管D1和D2串聯(lián)連接,以控制VBE(發(fā)射極-基極電壓)由于溫度變化引起的變化,如下面電路圖所示。電阻R1與D1串聯(lián),電阻R2與D2串聯(lián)。
AB類放大器工作原理
AB類放大器電路甚至可以用于小功率輸出。因為A類放大器用于小電流輸出,而B類放大器用于大電流輸出。這是通過對放大器電路輸出級中的2個晶體管進(jìn)行預(yù)偏置來實現(xiàn)的。根據(jù)預(yù)偏置和輸出電流,每個晶體管在180°和360°之間導(dǎo)通時間。因此,放大器的輸出級作為AB類放大器工作。
考慮T1是NPN晶體管,T2是此放大器配置的PNP晶體管,以獲得具有給定輸入信號的正負(fù)半周期組合的完整輸出信號。在這種配置中,由于輸入信號在過渡期間同時由T1和T2晶體管導(dǎo)通,可以消除交叉失真。
因此在沒有輸入交流信號的情況下,晶體管可以導(dǎo)通。通過使用二極管D1和D2施加小的偏置電壓,可以觀察到工作點高于截止區(qū)域。這里輸出信號的幅度和相位是相同的。因此AB類放大器也被稱為線性放大器。
AB類放大器偏置方法
基于此配置中使用的互補晶體管的同時導(dǎo)通,AB類放大器有不同的偏置方法來創(chuàng)建電壓間隔。下面簡單介紹具有優(yōu)點和缺點的可能的偏置方法。
1、電壓偏置
它是一種直接、獨立且簡單的方法,由直流發(fā)電機或電池的電壓供應(yīng)完成。但由于封裝和成本高,無法用于實際電路。
2、分壓器網(wǎng)絡(luò)
此處晶體管基極的電壓降為1.2V至1.4V(通過R1+R2總電阻)。該值與2VBE有關(guān),其中VBE是晶體管的閾值電壓。由于該電壓降,晶體管T1和T2超過截止區(qū)域,因此導(dǎo)致輸入信號的一小部分同時導(dǎo)通。這種方法并未廣泛使用,僅適用于具有特定電阻值和互補晶體管的特定推挽放大器配置。
3、電阻偏置
電壓偏置和電阻偏置之間的區(qū)別在于,可調(diào)電阻(或)電位器保持在兩個網(wǎng)絡(luò)之間。這種方法的主要優(yōu)點是,互補晶體管的偏置(即使具有不同的電氣特性)是通過控制電阻來實現(xiàn)的。由于截止區(qū)域上方的偏置,此配置的不當(dāng)工作可能導(dǎo)致溫度變化。因此,一般首選二極管偏置方法。
4、二極管偏置
二極管可以產(chǎn)生0.7V的恒定電壓,高于一定的電流值。此特性用于在T1和T2晶體管的基極之間提供1.4V恒定電位。這種方法的優(yōu)點是在任何溫度變化時二極管D1和D2兩端的電壓降都可以自我調(diào)節(jié)。溫度的升高會降低二極管的閾值電壓并降低T1和T2晶體管的偏置,從而導(dǎo)致有限的熱失控。
圖:ATA-304B功率放大器指標(biāo)參數(shù)
以上就是關(guān)于AB類放大器的概述等相關(guān)內(nèi)容,僅供大家學(xué)習(xí)參考。AB類放大器其實就是A類放大器和B類放大器的完美結(jié)合,摒棄二者缺點,結(jié)合二者優(yōu)點而來。
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