在大功率输出级中,工作电流较大,而一般大功率管的电流放大系数都较小,因此要求有较大的基极电流,此外,大功率异型管配对较为困难。解决上述矛盾的方法通常是采用复合管。
1.复合管 复合管是由两只或两只以上的三极管组成一只等效的三极管。具体接法如图Z0409所示,从中我们可以看到如下规律:
(1)基极电流
ib向管内流的等效为NPN管,如图Z0409 中(a)和(d);
ib 向管外流的等效为PNP管,如图中(b)和(c)。
ib的流向由
T1管的基极电流决定,即导电极性取决于第一只管子。
(2)若把两只管(或多只管)正确联结成复合管,必须保证每只管各电极的电流,都能顺着各个管的正常工作电流方向流动,否则将是错误的。
2.复合管的电流放大系数和输入电阻 由图Z0409(a)所示,复合管的总电流为:
IC =
Ic1 +
Ic2 =
β1
Ib1 +
β2
Ib2 =
β1
Ib1 +
β2
Ie1
=
β2
Ib1 +
β2(1+
β1)
Ib1 = (
β1+
β2+
β1
β2)
Ib1≈
β1
β2
Ib1=
β1
β2
Ib
所以
可见复合管的电流放大系数近似等于每管电流放大系数的乘积。此结论也适合于其它形式的复合管。
在图Z0409(a)、(c)两种接法中,
T2管的输入电阻
rbe2接于T1管射极上。因此复合管的等效输入电阻为
对于(b),(d)两种接法,复合管的输入电阻,就是
T1管的输入电阻即
rbe =
rbe1。
3.复合互补对称电路 复合互补对称原理电路如图Z0410 所示,T2、T4和T3、T5四管组成复合互补对称电路。
当输入信号
ui的负半周,T2导通,T3截止,信号经T2、T4放大后,通过
CL加到负载
RL上,并对
CL 进行充电;当输入信号
ui 的正半周,T2截止,T3 导通,信号经过T3、T5放大后,通过
CL加到负载
RL 上,
CL 放电。结果在负载
RL上就得到被放大了的全波信号。
图中
Re4、
Re5为发射极稳定电阻,
Re2、
Re3 是穿透电流的分流电阻,也是T4、T5的偏置电阻,
R2是T2、T3的偏置元件,
C2对交流短路;推动管T1 的静态电流
IC14流过电阻
R2,在其两端产生直流压降,供给T2、T3 基极与发射极之间合适的正向偏压,以消除输出波形的交越失真。
Rc1 既是推动管
T1的集电极负载电阻,也是复合管T2的偏置电阻。
Rb1是T1的偏置电阻,又是直流负反馈电阻,用以稳定工作点,同时对输出信号形成电压并联负反馈,使放大电路稳定,改善输出波形。
C3、
R1组成自举电路,使
UD>
Ec,保证有足够的基极电流来推动T2、 T4,使其充分导电,以便得到最大峰值输出电压
Uom ≈
Ec / 2。静态时,
UD=
Ec -
Ic1
R1 ,而
UA=
Ec / 2子,因此,电容
C3充电到两端电压
UC3 =
UD -
Ec /2 =
Ec / 2 -
UR3≈
Ec / 2
当时间常数τ=C3R1足够大时,
UC3基本上保持常量,不随
Ui而变化。输入电压为负时,T2、 T4 导通,
UA将由
Ec/2向更正的方向变化,由于
UD =
UC3 +
UA,显然,随着
UA的升高D点电位也自动提高。当
UA变到
Ec时,
UD可达到
Ec /2+
Ec =3
Ec /2,这时,相当于D点用了一个3
Ec/2的电源供电。这种利用
C3、
R1将D点电位自动提高的电路称为自举电路。电阻
R1的作用是把D点和电源
Ec隔开,为D点电位的升高创造条件。
互补对称电路具有结构简单,效率高、频率响应好,易于集成化、小型化等优点,因而获得了广泛的应用。但是在这种电路中,负载电阻的阻值需限制在一定的范围内,当负载电阻较大或较小时管子定额很难满足要求。
为了妥善地解决上述矛盾,可利用变压器进行阻抗变换,从而构成变压器耦合功率放大电路。