晶体管推挽功率放大器的交越失真

locky_z · 发表于 2009-11-3 13:12:12

原帖由 yledad 于 2009-11-3 10:22 发表
【一】
能麻烦您给一个“跨导”的定义吗？菜鸟啊，汗。。

  跨导gm定义就是(delta)I/(delta)V,就是输入变化1V，产生的电流变化量，例如某某MOS管的为10S，表示Vgs变化1V，Id变化10A。
  但不同电流下，跨导是不同的。因此看到管子的Vgs-Id/Vbe-Id曲线是不是一条直线，而是一条曲线。
  如果跨导能够保持恒定，那么Vgs-Id/Vbe-Id曲线是一条很直的斜线，其倾斜率就是跨导。

如果两只管子被设置在有所互相覆盖状态，在所互相覆盖的区域里两只管子就都工作，就都对同一个信号进行放大，他们所输出的集极电流也应该一样大并且没有相位之别，是不是在输出集极电流上也应该没有主次之分呢？

两只管的电流是不相同的。
因为找不到三极管的原始数据，就用MOS管2SJ117的Vgs-Id曲线的原始数据说说吧。
未定标题1.png

静态偏置在Vgs=4.2V时，两个推勉管的Id=36mA，方向相反，互相抵消，
如果叠加的交流信号为正负1V，
正方向管子的Vgs就变成了5.2V,此时Id为381mA
负方向管子的Vgs=3.2V,此时的Id为0.2mA，远远小于正方向管子的电流的。
可能用如下图看的清楚一点
未定标题2.png

蓝色是原始的Vgs-Id曲线，
如果管子偏置在Vgs=4.2V I=36mA，那么相当于曲线整体平移到如图第一象限的红色线，
而另一只管输入信号和他反相，所以曲线就是第3象限的红色线，
如果画出他们的合成传输曲线，在接近0点位置的转折还是较大的

但如果偏置电流更大，那么负方向的电流就不能忽略了，例如下面蓝色是偏置在Vgs=5V I=273mA下，
未定标题3.png

此时负方向的电流最大达到273mA，不可忽略了，但可以大约画出他们的合成传输曲线为中间蓝色细线，
白色线是偏置在Vgs=4.2V I=36mA的合成传输曲线，
可见蓝色细线的直线性能比白色的好。

locky_z · 发表于 2009-11-3 13:18:19

下面是这个2SJ117的实测Vgs-Id曲线数据,
你可以拷到excel上面进行计算和合成曲线看看准确的合成曲线是怎样的。

Vgs(V) Id
2.788153172 0.140971556
2.817564249 0.296624005
2.849020958 0.141619653
2.877664804 0.141619653
2.90963316 0.140971556
2.93981123 0.141619653
2.969733715 0.140971556
3.001199484 0.08995153
3.020883083 0.192639679
3.054897308 0.08995153
3.082262278 0.191991583
3.11550951 0.037635319
3.14568758 0.193287775
3.173061609 0.39996025
3.206299543 0.140971556
3.238276958 0.296624005
3.267678738 0.348292112
3.297857046 0.244307786
3.32905817 0.60663271
3.35923624 0.502648413
3.386089802 0.502000272
3.418058157 0.607928932
3.450035572 0.813305199
3.478158712 0.864325225
3.509368658 1.226650119
3.538779736 1.329338312
3.571506262 1.691015124
3.600926161 2.156676292
3.630839586 2.570021391
3.661017656 3.035034418
3.69222784 3.706719875
3.724187136 4.326737404
3.754374266 5.153427601
3.775336504 5.721776485
3.803477764 6.651803017
3.834925652 7.685165405
3.864345551 9.08020401
3.896825552 10.37190723
3.926994562 12.0769558
3.957684278 13.78200245
3.987606525 15.69372272
4.016515255 17.96711922
4.050264359 20.44718933
4.079164028 22.87559319
4.112411022 25.9763279
4.134149551 28.40408134
4.167917252 32.0718689
4.198606968 35.74095535
4.22622776 39.97773743
4.258195877 44.06535721
4.288894653 48.66446686
4.317538261 53.21126556
4.349497795 58.73806763
4.377647877 64.88825226
4.409606934 70.46673584
4.442845345 77.18358612
4.47049284 84.11229706
4.499109745 91.50149536
4.517020702 95.06658936
4.547710419 102.7651443
4.578400135 111.4453888
4.607290745 120.1758118
4.641048908 129.7968445
4.668678761 138.8910675
4.701916695 149.6897125
4.729290962 160.0743561
4.759980679 171.6551361
4.792706966 183.3838043
4.818802357 194.2341003
4.850250244 207.2544708
4.878893852 219.2541809
4.909583569 232.3268585
4.940290928 246.2249298
4.972250462 260.1809692
4.999104023 273.925354
5.0310812 288.5984192
5.058701992 304.624176
5.088624477 319.7635803
5.120592594 336.2457275
5.148725033 352.3293457
5.179414749 369.12146
5.210862637 387.2068176
5.228782654 397.343689
5.258705139 415.6852112
5.291952133 433.8736877
5.318787575 450.9949341
5.350262642 470.8871765
5.383518696 489.901062
5.412144184 508.9412842
5.444121838 529.2468262
5.471742153 548.1651611
5.501162529 568.8302612
5.531842709 588.8279419
5.563811302 609.5773315
5.593231201 630.6571045
5.618029594 649.000061
5.646938324 670.2633667
5.677618504 691.5519409
5.710892677 713.7289429
5.740285873 734.654541
5.767650604 758.2244263
5.797837734 777.7033081
5.829806328 800.3346558
5.859199047 824.2938232
5.887860775 845.8896484
5.921116829 869.8346558
5.951285839 892.4659424
5.965863705 902.0238647
5.99349308 925.0955811
6.024182796 948.6044922
6.053584576 971.338501
6.083516121 995.9750366
6.114205837 1019.483948
6.148211002 1041.959595
6.176352501 1066.961304
6.207562447 1090.36853
6.239001274 1112.688354
6.268941879 1138.516724
6.299147129 1161.612305
6.32520628 1181.762329
6.355895996 1205.88501
6.386074066 1230.065796
6.420599937 1254.091431
6.447453022 1278.059814
6.478654385 1303.015503
6.506275177 1323.940186
6.538764 1351.425049
6.567681313 1372.196289
6.597594738 1396.634644
6.629033566 1420.503784
6.660234928 1442.307739
6.686594486 1465.971069
6.707045555 1481.144531
6.738246441 1504.807983

d3b7 · 发表于 2009-11-4 00:09:46

原帖由 yledad 于 2009-11-3 10:22 发表
如果是的话，输出信号一个周期里面就仍然是两峰得到一倍功率，中间得到两倍功率，对吗？或者应该不说功率而说输出电流？在这里两者是一回事吧？

不对。
比如考虑推挽射极输出器，输出的电压增益近似为1，不管你是一个管子工作还是两个管子工作，输出电压都近似等于输入电压。同样的负载下面不可能因用两个管子就得到两倍功率。

e3po · 发表于 2009-11-4 02:17:37

买一袋 Smartie 巧克力糖要 5 块钱, 老妈给了 10 块钱, 今天只买一袋糖, 剩下5 块钱放在口袋里会不会
有丝分裂呢? 如果不会有丝分裂, 会不会把口袋烧穿了呢?

locky_z · 发表于 2009-11-4 10:46:11

跟随器推勉输出如下图，偏置电压是由理想电压源V1决定的，并且推勉管假设是完全匹配的。
参照下面Vbe-Ic图，

如果偏置在Ic=50mA,此时Vbe大约0.592V，那么V1=2*Vbe=1.184V
当输出电流为400mA时，Vbe约0.658V吧，此时另外推勉管的Vbe剩下1.184-0.658=0.526V，对应Ic小于5mA，接近截止。

但其中一只管进入截止状态并不会引起交越失真。
因为V1是串联在V2中的，即使没有V2，但V1肯定也会存在，并且其电压一般大于单只管在最大输出电流时的Vbe（例如最大输出电流1.5A时，Vbe才不到0.7V，而此时V1维持在1.1V，肯定足以驱动某一只输出管产生大于1.5A的电流），
所以可以得出结论，只要有偏置电压V1存在，这两只推勉管肯定至少有一只会导通，
即使V2很小，也不会产生交越失真。

ynco · 发表于 2010-2-9 11:58:00

河老大牛

ewofin · 发表于 2010-3-26 14:47:02

谢谢楼主，真的很不错，楼主辛苦了。

millwood · 发表于 2010-3-26 15:49:25

放大器理论中，把担负放大作用的器件（晶体管或电子管），在无输入信号时处于不工作状态的这种放大器，称为“乙类（B类）放大器”；把放大器件预先进入工作状态，但其依然主要是承担信号半个周期放大任务的这种放大器，称为“甲乙类（AB类）放大器”。
在音频放大器中，为避免出现这种非线性失真，不使用乙类（B类）放大器，只使用甲乙类（AB类）放大器。

actually, Class B amplifiers are those where the output devices conduct exactly 180 degrees each; Class A amplifiers where the output devices conduct 360 degrees, and Class C amplifiers are those where the output devices conduct <180 degrees.

Class AB amplifiers (sometimes called Class aB) are overbiased class B amplifiers where the output devices conduct > 180 degrees but < 360 degrees. Class AB amplifiers suffer from a new form of distortion called gm-doubling.

sizumiyazhao · 发表于 2012-9-1 16:40:31

真是太感谢您了，愿意花时间给大家做贡献。

COOL-CO · 发表于 2012-9-4 04:07:06

跟着楼主的思路。我的问题解决了。谢谢楼主！

millwood · 发表于 2012-9-4 06:42:47

all the discussion about Vbe - Ic non-linearity is not applicable at all for power amps using emitter follower output stages (99% of the power amps), or with negative feedback (99.99% of the power amps).

xjt1216 · 发表于 2012-9-4 20:01:55

这个帖子要顶

tingfenggy · 发表于 2012-9-6 08:39:42

做的不错，请多给些理论和实践结合的例子，帮助很大，多谢！

lnscp · 发表于 2017-4-24 22:42:48

通俗易懂，讲得好。

naturey · 发表于 2017-4-25 16:35:18

非常直观！要是加上电流值就更好了。

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