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“上P下N”及“上N下P”有哪些区别?(推挽电路篇)
时间:2023-11-16
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“上P下N”及“上N下P”是推挽电路中常见的两种电路结构,它们的区别主要在于管子的类型与导通方式不同。

本文要点:

一、推挽电路定义讲解

二、电路的结构解析

三、推挽电路的主要特点

四、两种电路的区别说明

一、推挽电路定义讲解

(熟知的朋友可以直接跳到后半部分)

推挽电路:指的是两个不同极性晶体管间连接的输出电路。

推挽电路采用两个参数相同的功率BJT管或MOSFET管,以推挽方式存在于电路中,一只放大正半周信号,另一只放大负半周信号,从而实现对完整信号的放大。两只对称的功率开关管每次只有一个导通,所以导通损耗小效率高。推挽输出既可以向负载灌电流,也可以从负载抽取电流。

简单来说,“推挽”之意,即当一号管子出去时,二号管子‘拉’回来输入不同,交替导通。

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(典型电路图)

二、电路结构解析

推挽电路由两个互补的输出级组成,一个NPN三极管一个PNP三极管。两个输出级总是在一个三极管导通的时候另一个截止。输入级通常由一个晶体管组成,用于控制输出级的导通和截止。

三、推挽电路主要特点

推挽电路适用于一般适用于低电压高电流的场合,上结构部分我们提到了推挽电路工作时,两只对称的功率开关管每次只有一个导通’,因此其优点是更低的导通损耗,更安全的输出广泛应用于功放电路和开关电源等领域。

推挽电路能在输出时输出高电平和低电平,在两种电平下都具备驱动能力。例如:

1、当输入信号为高电平的时候,上面的管子导通,下面的管子截止,输出信号为高电平。

2、当输入信号为低电平的时候,上面的管子截止,下面的管子导通,输出信号为低电平。

四、两种结构的区别

“上N下P”“上P下N”

1. 从电路输入和输出方面看

N下P型输出信号与输入信号的相位是相同的两者皆为高电平;

P下N输出与输出是反相的当输出为高,输入则为低。

2. 从输出信号幅值来看

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N下P型原理图

N下P型输出电压幅值一般会比输入信号的幅值低0.7V这种差距容易导致输出幅值受到输入信号的限制。在这里可以表明此电路对输入信号存在一定要求。

P下N型当满足三极管的饱和导通条件时,输出幅值接近电源电压。

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P下N原理图

3. 从工作原理上看(原理图)

我们知道N下P型的输入信号电平较输出信号低。当输入信号的电平过低时,如若推挽电路输出电流过大,则易导致上N管发热,严重时还会导致其损坏例如有以下情况:

(1)当推挽电路做信号控制时,其流的电流一般不会很大,因此上管也不容易产生损

(2)推挽电路用于驱动负载时,此时的管子流经的电流可能会较大,若输入信号幅度较低,上管则会严重发热。同时P管也会存在发热的隐患。

因此在设计推挽电路时,必须要注意信号、电源及负载根据实际情况去使用和操作。

P下N型的电路一原理图我们可以看到,与“上N下P”相比P下N型多了两个电阻这会相应地增加一些成本。

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那这时就会有朋友说,去掉两个电阻不就行了,成本降低。

当然是不可以的啦!正所谓存在即合理。

如果将两个电阻除去,上下两个管子便容易发生串通现象导致发热损坏。并且我们还要注意,在这两个电阻的“庇护”之下,我们需要格外关注输入端要一直保持有信号且其幅值不导致两个管子出现同时导通。

此外,控制信号的压摆率大于三极管的开关速度,以防止在电平转换时出现串通现象。

从以上一堆“操作”我们可以看出,在控制方面,上P下N型不具备优势这也是为什么一般在实际应用中,我们使用的推挽电路一般都是上N下P型。

当然,上P下N也不是一无是处的!如果将推挽电路中P下N型的三极管换成是MOS管,那其中的很多缺点都会得到很好的改善性能也会有所优化,具体原因,相信我们讲过的许多关于MOS管的优点大家都能了解一二,详细的以后我们下次再探讨!

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(声明:部分资料和图片取材于网络)

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