單電源單端輸入至偽 A/B 類差分輸出放大器
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2024-12-04 15:59:04 | 498 次閱讀
如圖 1所示,采用 LTspice 實現(xiàn),該電路采用獨特配置的 6 個雙極晶體管 (BJT),根據(jù)輸入極性“引導(dǎo)”來自 Q3 和 Q4 的輸出電流。

它是如何運作的
C1 用作去耦電容器,允許 Q1 基極的電位隨 Q1 二極管連接的偏置 Vbe 變化。對于正輸入信號,Q2 充當(dāng) Q1 的鏡像,對于大的負(fù)輸入信號則截止;而 Q3 在小信號條件下是共源共柵,并提供大的負(fù)輸入電流。
對于理想的相同尺寸的晶體管,所有集電極電流都相等,并由 Q5 加 Q6 的基極-發(fā)射極電壓設(shè)置,該電壓由流過 R3 的電流(即 Ibias)確定。
當(dāng)輸入信號較大且為正時,輸入電流主要流過 Q1,Q1 充當(dāng)跨導(dǎo)器和共源共柵器件,而 Q3 隨著其發(fā)射極電壓上升而截止。 Q2 通過共源共柵器件 Q4“鏡像”Q1 集電極電流,該器件將大正輸入電流的副本吸收為正輸出。
大信號輸入 在大負(fù)輸入上,所有輸入電流均由 Q3 提供,因為其發(fā)射極電壓下降且 Q1 截止,而 Q3 的集電極吸收負(fù)輸出(圖 2)。請注意,對于大的正輸入,輸出電流“定向”到 Q4 (+) 或 Q3(-),并且對于理想器件而言是無限的。

小信號輸入 如圖 3所示,輸入較小時,電路的工作方式類似于小信號 A 類類型,因為所有晶體管都以 Ibias 集電極電流工作。因此,在輸入電流為零的情況下,Q1 和 Q3 都傳導(dǎo) Ibias,Q2 和 Q4 也是如此,并且電路以差分輸出工作。



另請注意 DSO 和 LTspice 結(jié)果中顯示的輕微“交叉失真”,這對于傳統(tǒng) A/B 級來說很常見。這可以通過更高的 Ibias 來改善,但代價是放大器功耗更高。
該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供了除單差分轉(zhuǎn)換之外的附加功能 [1]。它將動態(tài)輸入阻抗視為瞬時輸入信號電平的函數(shù);傳統(tǒng)放大器討論中經(jīng)常未涉及的領(lǐng)域。
信號引起的失真始于有效放大器輸入阻抗隨動態(tài)信號電平變化并對抗源阻抗,創(chuàng)建非線性信號相關(guān)電壓/功率分配器來調(diào)制輸入信號電平。
改善輸入阻抗 圖 6顯示了添加額外電阻以改善輸入阻抗隨輸入信號電平變化的版本[2]。請注意,添加了額外的電阻器,以幫助平衡大輸入信號擺幅時的輸入阻抗變化,同時仍然保持每個器件的集電極電流偏置相等(由 Ibias 確定)。

如圖7和圖 8所示,LTspice 輸入阻抗結(jié)果是通過在輸入掃過較大的正負(fù)范圍時獲取輸入電壓相對于輸入電流的導(dǎo)數(shù)得出的。

圖 7小信號輸入阻抗結(jié)果和輸出差分電流。

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