“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‘推’出去时,二号管子则‘拉’回来;输入不同,交替导通。
(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三极管和一个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。而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,它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”与“上P下N”
1. 从电路输入和输出方面看
上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;
而上P下N型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
上N下P型原理图
上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。
上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。
上P下N原理图
3. 从工作原理上看(原理图)
我们知道上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,如若推挽电路输出的电流过大,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,其流经的电流一般不会很大,因此上管也不容易产生损坏。
(2)当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。同时下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。
从上P下N型的电路一原理图我们可以看到,与“上N下P”相比,上P下N型多了两个电阻,这会相应地增加一些成本。
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,且其幅值不会导致两个管子出现同时导通。
此外,控制信号的压摆率还要远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型是不具备优势的。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!如果将推挽电路中上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!
创作不易,看到这里的你可以给小编点个赞和关注吗!感谢你们的支持!
(声明:部分资料和图片取材于网络)
* 如果您需要申请我司样品,请填写表格提交,我们会24小时内回复您