推挽式 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。通过使用称为推挽式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。

在此电路中，我们在输出级使用两个互补晶体管，其中一个晶体管为 NPN 或 N 通道类型，而另一个晶体管为 PNP 或 P 通道（互补）类型，连接在一起以便像同时将一个晶体管推至 ON 和同时将另一个晶体管拉至 OFF 一样操作它们。这种推挽配置可用于 A 类、B 类、C 类或 AB 类放大器。

推挽式 A 类功率放大器的构造

推挽式 A 类功率放大器电路的构造如下图所示。这种配置主要减少由单个晶体管放大器的传输特性的非线性引入的谐波失真。

在推挽式配置中，两个相同的晶体管 T₁ 和 T₂ 的发射极端子短路。输入信号通过变压器 T_r1 施加到晶体管，变压器 T_r1 为两个晶体管基极提供相反极性的信号。两个晶体管的集电极都连接到输出变压器 T_r2 的初级。两个变压器都是中心抽头的。 V_CC 电源通过输出变压器的初级提供给两个晶体管的集电极。

电阻器 R₁ 和 R₂ 提供偏置装置。负载通常是扬声器，它连接在输出变压器的次级上。输出变压器的匝数比选择方式应使负载与晶体管的输出阻抗很好地匹配。因此，放大器向负载提供最大功率。

电路操作

输出从输出变压器 T_r2 收集。该变压器 T_r2 的初级几乎没有直流分量通过。晶体管 T₁ 和 T₂ 的集电极连接到变压器 T_r2 的初级，因此它们的电流大小相等，并流过变压器 T_r2 的初级，流向相反。

当施加交流输入信号时，晶体管 T₁ 的基极为正，而晶体管 T₂ 的基极为负。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 减少。这些电流在输出变压器初级的两半中流向相反。此外，这些电流产生的磁通量也将是相反方向的。

因此，负载两端的电压将是感应电压，其幅度与集电极电流的差异成比例，即

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

同样，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，负载两端产生的电压将再次归因于差异

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

由于 $i_{c2} > i_{c1}$

负载两端感应电压的极性将被反转。

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

为了更好地理解，让我们考虑下图。

整体操作导致输出变压器次级中感应出交流电压，因此交流电被输送到该负载。

可以理解的是，在输入信号的任何半周期内，一个晶体管被驱动（或推入）进入深度导通状态，而另一个晶体管则处于非导通状态（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，从而消除了所有偶次谐波。

优点

A类推挽放大器的优点如下

• 获得高交流输出。

• 输出不含偶次谐波。

• 纹波电压的影响被抵消。这些是由于滤波不足而存在于电源中的。

缺点

A类推挽放大器的缺点如下

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