推挽输出与交越失真原理详解

1、推挽输出

如下电路，输出级有两个晶体管，两个晶体管交替驱动负载工作。实际上推挽输出电路可以看作是两个射极跟随器的组合。上面的NPN型晶体管和负载组成NPN型跟随器，下面的PNP型晶体管和负载组成PNP型跟随器。射极跟随器前面文章讲了，有输出阻抗小的特点，推挽输出也有此特点，能够驱动比较大的负载。另外，在没有信号输入时，两个晶体管都不工作，几乎没有电流流过。晶体管静态损耗很小。

2、交越失真

以上电路有个缺点：在输入信号较小时，两个晶体管的Ube都小于0.7V，即两个晶体管都处于截止状态，此时没有对外输出，产生失真，这种失真出现在跨越零值的位置，即输入信号由正转负或者由负转正时输出出现失真。如下波形。

测量基极和射极电压以及晶体管电流，波形如下图，可以清楚观察出两个晶体管交替工作，死区位置时两个晶体管的Ube都小于0.7V，因此两个晶体管都没有电流留过，此时没有输出。

3、交越失真改善

如下电路使用两个二极管形成偏置，二极管正向压降Vf≈Ube≈0.7，使两个晶体管处于导通与不导通的临界状态，几乎不会出现交越失真现象。

输入输出电压以及电流波形如下：

这种电路在小电流应用场合十分常见，但是应用在大电流的场景下有热损坏风险。因为Ube有负温度特性，即随着温度升高Ube减小，导致二极管正向压降Vf>Ube，增大了集电极电流，集电极电流增大温度进一步升高，Ube进一步减小，集电极电流持续增大，如此循环导致晶体管过热损坏。