雙場效應(yīng)管推挽功率放大器
由于單場效應(yīng)管功率放大器存在效率低、輸出功率小等缺點(diǎn)，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(yīng)管推挽功率放大器就是為此而設(shè)計(jì)的。
圖3-7所示就是雙場效應(yīng)管乙類推挽功率放大器。它的結(jié)構(gòu)和元件都是對稱的，相當(dāng)于兩個(gè)單管功率放大器聯(lián)合起來工作。由于沒有偏置電阻，所以靜態(tài)時(shí)兩管都處于截止?fàn)顟B(tài)。
從前級送來的信號電壓通過輸入變壓器B1加到兩個(gè)場效應(yīng)管的柵極。B1次級是采用中心抽頭法繞制的，因此兩個(gè)場效應(yīng)管柵極上得到的輸入電壓大小相等而相位相反。
設(shè)輸入正弦信號為正半周期時(shí)，B1次級的感應(yīng)電壓上端為正，下端為負(fù)，場效應(yīng)管T1的柵、源極間得到外加信號給予的正向偏壓后，就進(jìn)入放大狀態(tài);而對場效應(yīng)管T2的柵、源極間來說，外加信號給它反向偏壓，它就進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。
當(dāng)過了半周期后，B1次級變?yōu)樯隙藶樨?fù)，下端為正，這時(shí)場效應(yīng)管T1由于反偏而由放大變?yōu)榻刂?，場效?yīng)管T2卻因正偏而由截止變?yōu)榉糯?。所以，?dāng)輸人一個(gè)正弦波信號之后，在兩個(gè)單管電路中，只有半個(gè)周期是有電流流過的。
ID1和ID2流入輸出變壓器B2初級時(shí)，方向是相反的，結(jié)果在B2次級上感應(yīng)出來的還是一個(gè)正負(fù)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(tài)工作點(diǎn)取在漏極電流截止的工作狀態(tài)稱為乙類工作狀態(tài)。
不難想象，在單管放大時(shí)，是不能采用這類工作狀態(tài)的,因?yàn)樗鼘⑹共ㄐ螄?yán)重失真(輸出只有半個(gè)波),而在推挽放大器中,兩個(gè)管子相互補(bǔ)足。所謂推挽，就是指電路中兩個(gè)場效應(yīng)管的漏極電流此起彼伏、一推一挽的意思。雙場效應(yīng)管推挽功率放大器也可用圖解法進(jìn)行分析，如圖3-8所示。
將兩個(gè)場效應(yīng)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(diǎn)Q相接。這樣工作點(diǎn)Q就在Q'與Q"間移動(dòng)，相應(yīng)的漏極電壓及電流波形如圖中所示。
這個(gè)結(jié)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?yàn)樗鼉H在有信號輸入時(shí)才從電源吸取能量。
若用場效應(yīng)管作單管功率放大器時(shí)，輸出功率有50mW左右，則用兩只場效應(yīng)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(diǎn)是選在截止區(qū)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(chǎn)生了失真。
當(dāng)兩個(gè)場效應(yīng)管交替工作時(shí)，合成的波形在過零處就出現(xiàn)不相銜接的現(xiàn)象，這種失真稱為交越失真。交越失真的波形經(jīng)場效應(yīng)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(yīng)管以少量偏壓，即把工作點(diǎn)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(diǎn)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(fù)反饋偏置電路使兩管的漏極靜態(tài)電流ID略大于IDS，一般取2~ 4mA(兩管之和)。
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