推挽電路使用兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中。電路工作時,兩只對稱的開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小、效率高。輸出既可以向負(fù)載灌電流,也可以從負(fù)載抽取電流。推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力,又提高開關(guān)速度。
推挽輸出常見的是圖騰柱輸出。
“圖騰柱輸出”常用于數(shù)字電路(如TTL)中。由于TTL與非門使用兩個垂直堆砌的同類型晶體管,中間用一個鉗位二極管隔開,與圖騰柱的結(jié)構(gòu)相類似,因此其輸出級被稱為圖騰柱輸出。
開漏形式的電路有以下幾個特點:
1. 利用外部電路的驅(qū)動能力,減少IC內(nèi)部的驅(qū)動。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時,驅(qū)動電流是從外部的VCC流經(jīng)R pull-up ,MOSFET到GND。IC內(nèi)部僅需很小的柵極驅(qū)動電流。
2. 一般來說,開漏是用來連接不同電平的器件,匹配電平用的,因為開漏引腳不連接外部的上拉電阻時,只能輸出低電平,如果需要同時具備輸出高電平的功能,則需要接上拉電阻,很好的一個優(yōu)點是通過改變上拉電源的電壓,便可以改變傳輸電平。比如加上上拉電阻就可以提供TTL/CMOS電平輸出等。(上拉電阻的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度 。阻值越大,速度越低功耗越小,所以負(fù)載電阻的選擇要兼顧功耗和速度。)
3. OPEN-DRAIN提供了靈活的輸出方式,但是也有其弱點,就是帶來上升沿的延時。因為上升沿是通過外接上拉無源電阻對負(fù)載充電,所以當(dāng)電阻選擇小時延時就小,但功耗大;反之延時大功耗小。所以如果對延時有要求,則建議用下降沿輸出。
4. 可以將多個開漏輸出的Pin,連接到一條線上。通過一只上拉電阻,在不增加任何器件的情況下,形成“與邏輯”關(guān)系。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。補充:什么是“線與”?:
在一個結(jié)點(線)上, 連接一個上拉電阻到電源 VCC 或 VDD 和 n 個 NPN 或 NMOS 晶體管的集電極 C 或漏極 D, 這些晶體管的發(fā)射極 E 或源極 S 都接到地線上, 只要有一個晶體管飽和, 這個結(jié)點(線)就被拉到地線電平上. 因為這些晶體管的基極注入電流(NPN)或柵極加上高電平(NMOS),晶體管就會飽和, 所以這些基極或柵極對這個結(jié)點(線)的關(guān)系是或非 NOR 邏輯. 如果這個結(jié)點后面加一個反相器, 就是或 OR 邏輯.
其實可以簡單的理解為:在所有引腳連在一起時,外接一上拉電阻,如果有一個引腳輸出為邏輯0,相當(dāng)于接地,與之并聯(lián)的回路“相當(dāng)于被一根導(dǎo)線短路”,所以外電路邏輯電平便為0,只有都為高電平時,與的結(jié)果才為邏輯1。
“互補”是通過采用兩種不同極性的三極管,利用不同極性三極管的輸入極性不同,用一個信號來激勵兩只不同極性的三極管,這樣可以不需要有兩個大小相等、相位相反的激勵信號。電路中,一個是NPN型三極管,另一個是PNP型三極管,兩只三極管的基極相連,在兩管的基極加一個音頻輸入信號作推動信號。
兩管基極和發(fā)射極并聯(lián),由于兩只三極管的極性不同,基極上的輸入信號電壓對兩管而言一個是正向偏置,一個是反向偏置。當(dāng)輸入信號為正半周時,兩管基極同時電壓升高,此時輸入信號電壓給一管加上正向偏置電壓,所以該管進入導(dǎo)通和放大狀態(tài)。由于基極電壓升高,對另一管來講加上反向偏置電壓,所以該管處于截止?fàn)顟B(tài)。 輸入信號變化到負(fù)半周后,兩管基極同時電壓下降,給另一管正向偏置,使該管進入導(dǎo)通和放大狀態(tài),而一管又進入截止?fàn)顟B(tài)。
這種利用NPN型和PNP型三極管的互補特性,用一個信號來同時激勵兩只三極管的電路,稱之為“互補”電路,由互補電路構(gòu)成的放大器稱為互補放大器電路。由于兩個異極性管工作時,一只三極管導(dǎo)通、放大,另一只三極管截止,工作在推挽狀態(tài),所以稱為互補推挽放大器。
推挽輸出推挽放大器
在功率放大器電路中大量采用推挽放大器電路,這種電路中用兩只三極管構(gòu)成一級放大器電路,兩只三極管分別放大輸入信號的正半周和負(fù)半周,即用一只三極管放大信號的正半周,用另一只三極管放大信號的負(fù)半周,兩只三極管輸出的半周信號在放大器負(fù)載上合并后得到一個完整周期的輸出信號。
推挽放大器電路中,一只三極管工作在導(dǎo)通、放大狀態(tài)時,另一只三極管處于截止?fàn)顟B(tài),當(dāng)輸入信號變化到另一個半周后,原先導(dǎo)通、放大的三極管進入截止,而原先截止的三極管進入導(dǎo)通、放大狀態(tài),兩只三極管在不斷地交替導(dǎo)通放大和截止變化,所以稱為推挽放大器。
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出...
開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù),控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時間比率,維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源,開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比,二者的成本都隨著輸出...
你好,采用推挽式放大電路,功放對管采用電子管(玻璃真空管),就叫推挽膽機 膽機:膽,就是指電子管,大家常說的膽機,指的是用電子管的放大器等。 推挽:由兩個晶體管,共同完成的,在正半一個推,另一...
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3C33是一種傍熱式雙三極發(fā)射管,本文介紹用R CA的3C33做輸出管設(shè)計制作的一款立體聲并聯(lián)推挽功率放大器。一、電路設(shè)計所設(shè)計的用3C33做輸出管的立體聲并聯(lián)推挽放大器的電路圖如圖1所示。該機電源部分的電路圖如圖2所示。表1列出了放大器使用的真空管的相關(guān)參數(shù)。在設(shè)計放大電路時原打算放大級的級間耦合都采用直流耦合,該輸出級工作于A_2級,將輸出管的
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迄今為止所發(fā)表的真空管功率放大器的制作文章中多數(shù)都使用美國生產(chǎn)的真空管,其原因有的方面,一是比較容易購買,二是有些型號的管子價格比較低廉制作成本低。但是WE的真空管和早期生產(chǎn)的真空管的價格都較高。其中300B、2A3N整流管在目前都有工廠在生產(chǎn)。
在學(xué)單片機和選用邏輯器件的時候我們常別人說這款芯片是推挽輸出驅(qū)動能力強,這個引腳是開漏輸出需要加上拉電阻。
是不是有時候感覺一頭霧水?
今天就詳解一下推挽和開漏,以后你買芯片的時候就可以和別人大聲理論了。
1
推挽輸出
推挽輸出既可以輸出低電平,也可以輸出高電平,可以直接驅(qū)動功耗不大的數(shù)字器件。
2
推挽輸出電路
推挽電路是由兩個三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,電路工作時,兩只對稱的開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小、效率高、既提高電路的負(fù)載能力,又提高開關(guān)速度。
其示意結(jié)構(gòu)如下圖所示:
當(dāng)內(nèi)部輸出1電平時,上邊的MOS管導(dǎo)通同時下邊的MOS管截至,IO口輸出高電平。
當(dāng)內(nèi)部輸出0電平時,上邊的MOS管截至同時下邊的MOS管導(dǎo)通,IO口輸出低電平。
3
開漏輸出
開漏輸出只能輸出低電平,如果要輸出高電平必須通過上拉電阻才能實現(xiàn)。就類似于三極管的集電極輸出。
4
開漏輸出電路
如上圖:
內(nèi)部輸出1時MOS管截止,輸出與地斷開,這時候IO口其實是沒有驅(qū)動能力的,需要外部連接上拉電阻才能輸出高電平,才能驅(qū)動數(shù)字器件。
內(nèi)部輸出0時MOS管導(dǎo)通,輸出低電平,所以開漏能輸出低電平。
5
準(zhǔn)雙向I/O
在學(xué)51單片機的時候老師告訴我們,51單片機的IO口是準(zhǔn)雙向的。
什么是準(zhǔn)雙向的?
示意如下:
其結(jié)構(gòu)類似于開漏輸出,只不過是把上拉電阻集成到了單片機內(nèi)部。
推挽式電路是什么
推挽式電路是一種放大電路,它按功放輸出級放大元件的數(shù)量,可以分為單端放大器和推挽放大器。
單端放大器的輸出級由一只放大元件(或多只元件但并聯(lián)成一組)完成對信號正負(fù)兩個半周的放大。單端放大機器只能采取甲類工作狀態(tài)。
推挽放大器的輸出級有兩個“臂”(兩組放大元件),一個“臂”的電流增加時,另一個“臂”的電流則減小,二者的狀態(tài)輪流轉(zhuǎn)換。對負(fù)載而言,好象是一個“臂”在推,一個“臂”在拉,共同完成電流輸出任務(wù)。盡管甲類放大器可以采用推挽式放大,但更常見的是用推挽放大構(gòu)成乙類或甲乙類放大器。
推挽式開關(guān)電源的優(yōu)點
①電壓輸出特性很好
由于它的兩個控制開關(guān)K1和K2輪流交替工作,其輸出電壓波形非常對稱,并且開關(guān)電源在整個工作周期之內(nèi)都向負(fù)載提供功率輸出,其輸出電流瞬間響應(yīng)速度很高,并且它是所有開關(guān)電源中電壓利用率最高的開關(guān)電源,它在輸入電壓很低的情況下,仍能維持很大的功率輸出,所以被廣泛應(yīng)用于低輸入電壓的DC/AC逆變器,或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中。
②是一個輸出電壓特性非常好的開關(guān)電源
它經(jīng)橋式整流或全波整流后,其輸出電壓的電壓脈動系數(shù)Sv和電流脈動系數(shù)Si都很小,因此只需要一個很小值的儲能濾波電容或儲能濾波電感,就可以得到一個電壓紋波和電流紋波都很小的輸出電壓。
③開關(guān)電源的工作效率很高
它的變壓器屬于雙極性磁極化,磁感應(yīng)變化范圍是單極性磁極化的兩倍多,并且變壓器鐵心不需要留氣隙,因此,它的變壓器鐵心的導(dǎo)磁率比單極性磁極化的正激或反式開關(guān)電源變壓器鐵心的導(dǎo)磁率高很多倍;這樣變壓器初、次級的線圈匝數(shù)可比單極性磁極化變壓器初、次級的線圈匝數(shù)少一倍以上,漏感以及銅阻損耗都比單極性磁極化變壓器小很多。
④驅(qū)動電路簡單
它的兩個開關(guān)器件有一個公共接地端,相對于半橋式或全橋式開關(guān)電源來說,驅(qū)動電路要簡單很多,這也是一個優(yōu)點。
下面了解下半橋式以及全橋式開關(guān)電源與推挽式開關(guān)電源的優(yōu)缺點
半橋式以及全橋式開關(guān)電源
它們都有一個共同缺點,就是當(dāng)兩個控制開關(guān)K1和K2處于交替轉(zhuǎn)換工作狀態(tài)的時候,兩個開關(guān)器件會同時出現(xiàn)一個半導(dǎo)通區(qū),即兩個控制開關(guān)同時處于接通狀態(tài);這是因為開關(guān)器件在開始導(dǎo)通的時候,相當(dāng)于對電容充電,它從截止?fàn)顟B(tài)到完全導(dǎo)通狀態(tài)需要一個過渡過程;而開關(guān)器件從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的時候,相當(dāng)于對電容放電,它從導(dǎo)通狀態(tài)到完全截止?fàn)顟B(tài)也需要一個過渡過程;當(dāng)兩個開關(guān)器件分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間,就會同時出現(xiàn)半導(dǎo)通狀態(tài),此時,相當(dāng)于兩個控制開關(guān)同時接通,會對電源電壓產(chǎn)生短路,在兩個控制開關(guān)的串聯(lián)回路中將出現(xiàn)很大的電流,而這個電流并沒有通過變壓器負(fù)載。因此,在兩個控制開關(guān)K1和K2分別處于導(dǎo)通和截止的過渡期間,兩個開關(guān)器件將會產(chǎn)生很大的功率損耗。
推挽式開關(guān)電源
它不會存在這種損耗。因為,當(dāng)控制開關(guān)K1將要關(guān)斷的時候,開關(guān)變壓器的兩個初級線圈N1繞組和N2繞組都會產(chǎn)生反電動勢,而N2繞組產(chǎn)生的反電動勢正好與輸入電流的方向相反;此時,即使是K2開關(guān)器件處于半導(dǎo)通或全導(dǎo)通狀態(tài),在短時間內(nèi),在K2組成的電路中都不會出現(xiàn)很大的工作電流,并且在電路中,兩個控制開關(guān)也不存在直接串通的回路;因此不會像半橋式,以及全橋式開關(guān)電源那樣出現(xiàn)兩個控制開關(guān)同時串通的可能性,這也是推挽式開關(guān)電源的一個優(yōu)點。
推挽式開關(guān)電源的主要缺點
它的兩個開關(guān)器件需要很高的耐壓,其耐壓必須大于工作電壓的兩倍,因此在220V交流供電設(shè)備中很少使用。另外,直流輸出電壓可調(diào)整式推挽開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍比反激式開關(guān)電源輸出電壓的調(diào)整范圍小很多,并且需要一個儲能濾波電感;因此不宜用于要求負(fù)載電壓變化范圍太大的場合,特別是負(fù)載很輕或經(jīng)常開路的場合。
它的變壓器有兩組初級線圈,對于小功率輸出是個缺點,對于大功率輸出是個優(yōu)點。因為大功率變壓器的線圈繞組一般都用多股線來繞制,因此兩組初級線圈與用雙股線繞制沒有根本區(qū)別,并且兩個線圈與單個線圈相比可以降低一半電流密度。
推挽電路是兩個參數(shù)相同的三極管或MOSFET,以推挽方式存在于電路中,各負(fù)責(zé)正負(fù)半周的波形放大任務(wù),電路工作時,兩只對稱的功率開關(guān)管每次只有一個導(dǎo)通,所以導(dǎo)通損耗小效率高。
定義
一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導(dǎo)通的時候另一個截止.要實現(xiàn)線與需要用OC(open collector)門電路 .如果輸出級的有兩個三極管,始終處于一個導(dǎo)通、一個截止的狀態(tài),也就是兩個三級管推挽相連,這樣的電路結(jié)構(gòu)稱為推拉式電路或圖騰柱(Totem-pole)輸出電路。
推拉式輸出級既提高電路的負(fù)載能力,又提高開關(guān)速度。