Σπρώξτε

Ο ενισχυτής Push-Pull είναι ένας ενισχυτής ισχύος που χρησιμοποιείται για την παροχή υψηλής ισχύος στο φορτίο. Αποτελείται από δύο τρανζίστορ στα οποία το ένα είναι NPN και το άλλο είναι PNP. Ένα τρανζίστορ ωθεί την έξοδο στον θετικό μισό κύκλο και άλλα τραβά στον αρνητικό μισό κύκλο, γι 'αυτό είναι γνωστό ως ενισχυτής Push-Pull. Το πλεονέκτημα του ενισχυτή Push-Pull είναι ότι δεν υπάρχει ισχύς που διασκορπίζεται στο τρανζίστορ εξόδου όταν δεν υπάρχει σήμα. Υπάρχουν τρεις ταξινομήσεις του ενισχυτή Push-Pull, αλλά γενικά ο ενισχυτής κατηγορίας B θεωρείται ως ενισχυτής Push Pull.

• Ενισχυτής κατηγορίας Α
• Ενισχυτής κατηγορίας Β
• Ενισχυτής κατηγορίας AB

Ενισχυτής κλάσης Α

Η διαμόρφωση κλάσης Α είναι η πιο κοινή διαμόρφωση ενισχυτή ισχύος. Αποτελείται από ένα μόνο τρανζίστορ μεταγωγής το οποίο έχει ρυθμιστεί να παραμένει αναμμένο πάντα. Παράγει ελάχιστη παραμόρφωση και μέγιστο πλάτος σήματος εξόδου. Η απόδοση του ενισχυτή κατηγορίας Α είναι πολύ χαμηλή κοντά στο 30%. Τα στάδια του ενισχυτή κατηγορίας Α επιτρέπουν την ίδια ροή φορτίου που ρέει μέσω αυτού ακόμη και όταν δεν υπάρχει συνδεδεμένο σήμα εισόδου, επομένως χρειάζονται μεγάλες ψύκτρες για τα τρανζίστορ εξόδου. Το διάγραμμα κυκλώματος για τον ενισχυτή κατηγορίας Α δίνεται παρακάτω:

Ενισχυτής κατηγορίας Β

Ο ενισχυτής κατηγορίας B είναι ο πραγματικός ενισχυτής Push-Pull. Η απόδοση του ενισχυτή κατηγορίας Β είναι υψηλότερη από τον ενισχυτή κλάσης Α, καθώς αποτελείται από δύο τρανζίστορ NPN και PNP. Το κύκλωμα ενισχυτή κατηγορίας Β είναι προκατειλημμένο με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε τρανζίστορ να λειτουργεί σε μισό κύκλο της κυματομορφής εισόδου. Επομένως, η γωνία αγωγιμότητας αυτού του τύπου κυκλώματος ενισχυτή είναι 180 μοίρες. Ένα τρανζίστορ ωθεί την έξοδο στον θετικό μισό κύκλο και άλλα τραβά στον αρνητικό μισό κύκλο, γι 'αυτό είναι γνωστό ως ενισχυτής Push-Pull. Το διάγραμμα κυκλώματος για τον ενισχυτή κατηγορίας Β δίνεται παρακάτω:

Η κλάση Β γενικά πάσχει από ένα εφέ γνωστό ως Crossover Distortion στο οποίο το σήμα παραμορφώνεται στα 0V Γνωρίζουμε ότι, ένα τρανζίστορ απαιτεί 0.7v στη διασταύρωση βάσης-εκπομπής για να το ενεργοποιήσει. Έτσι, όταν εφαρμόζεται τάση εισόδου AC στον ενισχυτή push-pull, αρχίζει να αυξάνεται από 0 και έως ότου φτάσει στα 0,7v, το τρανζίστορ παραμένει σε κατάσταση OFF και δεν έχουμε έξοδο. Το ίδιο συμβαίνει με το τρανζίστορ PNP στον αρνητικό μισό κύκλο του κύματος AC, αυτό ονομάζεται Dead Zone. Για να ξεπεραστεί αυτό το πρόβλημα, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται για πόλωση και στη συνέχεια ο ενισχυτής είναι γνωστός ως ενισχυτής κλάσης AB.

Ενισχυτής κατηγορίας AB

Μια κοινή μέθοδος για την απομάκρυνση αυτής της παραμόρφωσης διασταύρωσης στον ενισχυτή κλάσης Β είναι η μεροληψία τόσο του τρανζίστορ σε ένα σημείο λίγο πάνω από το σημείο αποκοπής του τρανζίστορ. Τότε αυτό το κύκλωμα είναι γνωστό ως κύκλωμα ενισχυτή κατηγορίας AB. Η παραμόρφωση crossover εξηγείται αργότερα σε αυτό το άρθρο.

Το κύκλωμα ενισχυτή Class AB είναι ο συνδυασμός τόσο του ενισχυτή Class A όσο και του Class B. Προσθέτοντας τη δίοδο, τα τρανζίστορ προκαλούνται σε ελαφρώς αγώγιμη κατάσταση ακόμη και όταν δεν υπάρχει σήμα στο τερματικό βάσης, απομακρύνοντας έτσι το πρόβλημα παραμόρφωσης διασταύρωσης.

Απαιτούμενα υλικά

• Μετασχηματιστής (6-0-6)
• Τρανζίστορ BC557-PNP
• Τρανζίστορ 2N2222-NPN
• Αντίσταση - 1k (2 nos)
• LED

Λειτουργία του κυκλώματος ενισχυτή Push-Pull

Το σχηματικό διάγραμμα για το κύκλωμα ενισχυτή Push-Pull αποτελείται από δύο τρανζίστορ Q1 και Q2 που είναι NPN και PNP αντίστοιχα. Όταν το σήμα εισόδου είναι θετικό, το Q1 αρχίζει να διεξάγει και παράγει ένα αντίγραφο της θετικής εισόδου στην έξοδο. Αυτή τη στιγμή το Q2 παραμένει σε κατάσταση εκτός λειτουργίας.

Εδώ, σε αυτήν την κατάσταση

V _OUT = V _IN - V _BE1

Ομοίως, όταν το σήμα εισόδου είναι αρνητικό, το Q1 απενεργοποιείται και το Q2 αρχίζει να διεξάγει και παράγει ένα αντίγραφο της αρνητικής εισόδου στην έξοδο.

Σε αυτήν την κατάσταση, V _OUT = V _IN + V _BE2

Τώρα γιατί η παραμόρφωση crossover συμβαίνει όταν το V _IN φτάσει στο μηδέν; Επιτρέψτε μου να σας δείξω τραχύ χαρακτηριστικό διάγραμμα και μορφή κυμάτων εξόδου του κυκλώματος ενισχυτή Push-Pull.

Το τρανζίστορ Q1 και Q2 δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα ON, για να είναι ενεργοποιημένο το Q1, απαιτείται το V _IN να είναι μεγαλύτερο από το Vout και για το Q2 το Vin πρέπει να είναι μικρότερο από το Vout. Εάν το V _IN είναι μηδέν, τότε το Vout πρέπει επίσης να είναι ίσο με το μηδέν.

Τώρα όταν το V _IN αυξάνεται από το μηδέν, η τάση εξόδου Vout θα παραμείνει μηδέν έως ότου το V _IN είναι μικρότερο από το V _BE1 (το οποίο είναι περίπου 0,7v), όπου το V _BE είναι η απαιτούμενη τάση για να ενεργοποιήσετε το τρανζίστορ NPN Q1. Ως εκ τούτου, η τάση εξόδου εμφανίζει μια νεκρή ζώνη κατά την περίοδο V _IN είναι μικρότερη από V _BE ή 0,7v. Αυτό το ίδιο πράγμα θα συμβεί όταν V _IN μειώνεται από το μηδέν, PNP τρανζίστορ Q2 δεν θα πραγματοποιήσει μέχρι το V _IN είναι μεγαλύτερη από V _BE2 (~ 0.7V), όπου V _BE2 είναι η τάση που απαιτείται για να ενεργοποιήσετε το τρανζίστορ Q2.