推挽電路-上N下P以及下N上P原理分析-KIA MOS管

推挽電路可以由兩種結(jié)構(gòu)組成：分別是上P下N，以及上N下P。其原理圖如下所示，

1.推挽電路兩種方式

在實際中，我們使用的推挽電路一般都是上N下P型。

但是：“為什么不使用上P下N型？“

因為在使用三極管時，一般N管的發(fā)射極是接地，P管的發(fā)射極是接電源。以上兩種類型，明顯上P下N型是符合習慣的。

對于這個疑問，可能很多人都不屑去回答這個問題，但是這個問題確實是電子設(shè)計初學者幾乎都會考慮的問題。所以今天就來捋一捋這兩種電路結(jié)構(gòu)的區(qū)別。

先從上N下P型說起，其原理圖如下：

上N下P型原理圖

由上圖可知道，其輸出信號與輸入信號的相位是相同的。即輸入為高電平，輸出也是高電平。

但是根據(jù)N管的工作特點，其輸出電壓幅值會比輸入信號的幅值低0.7V。所以上N下P型的輸出幅值會受到輸入信號的限制。

輸入電平直接影響輸出電平

這也就說明該電路對輸入信號的幅值具有一定的要求，否則可能會因為輸入信號的幅值過低而導致后級的電平信號幅值不足。

除此之外，當輸入信號的電平過低時，如果推挽電路的輸出電流過大，會導致上N管發(fā)熱，嚴重時還可能導致其損壞。

如下圖所示：

N管發(fā)熱的原因

這個結(jié)論是存在一定的道理的，但實際中，當推挽電路在做信號控制時，其中流過的電流并不會很大，所以這種情況下，上管也不容易壞。

但如果推挽電路用于驅(qū)動負載時，此時的管子可能會流過較大電流，此時若輸入信號幅度較低，則上管的發(fā)熱量真的會很嚴重。當然，下P管同樣也存在發(fā)熱的隱患。所以在設(shè)計推挽電路時，必須要注意信號、電源及負載。

對于上P下N的模型，從原理圖可以知道，該模型的輸出與輸出是反相的。即當輸入為高時，輸出則為低。

上P下N型原理圖

而實際的應用電路中，我們可以將其與上N下P模型進行對比。對比之后可以發(fā)現(xiàn)，上P下N模型的三極管基極會串了一個電阻，但是上N下P在實際應用中可以將其省略。

上P下N模型中要加這兩個電阻的原因是為了將上P管與下N管進行信號隔離。假如不進行信號隔離，從原理圖中可以知道，上P管的信號其實是會影響下N管的。

去掉基極電阻會導致串通現(xiàn)象

該電路相對于“上N下P”來說，該電路多了兩個電阻，從成本上，上P下N型不具有優(yōu)勢。

那這兩個電阻能不能去掉呢？

答案肯定是不能！ 如上圖：

從以上電路中可以知道，當P管導通時，其信號會流經(jīng)N管，這時就會導致P、N管的串通問題。所以該電阻不能省。可能很多人覺得，加兩個電阻沒什么，但是如果放在實際生產(chǎn)中，假如一個電阻的價格為0.1分，則生產(chǎn)一千萬個產(chǎn)品則意味著“因為這兩個電阻，成本將直接地上升一萬元。”

另外，我們往往以為加了一個電阻之后就萬事大吉了，其實并不是。盡管加了電阻，我們還要嚴格保證輸入端要一直有信號且其信號的幅值足夠高，否則一樣會導致串通問題。

但是，即使能夠保證控制信號的幅值足夠高，但是當信號在進行“高——低”轉(zhuǎn)換的時候，其中必會經(jīng)過一個信號的轉(zhuǎn)換區(qū)間，這說明，在信號進行跳變時，依舊會存在串通的問題。

要解決這個問題，就要求控制信號的壓擺率遠遠大于三極管的導通時間（即在保證三極管還沒做出開關(guān)反應時，控制信號就已經(jīng)完成了信號轉(zhuǎn)換，以避免串通現(xiàn)象）。

大家可以去查查通用三極管的開關(guān)時間，查完之后你或許就會發(fā)現(xiàn)，上P下N型推挽電路的要求未免也太苛刻了。當然，上P下N模型只是在柵極型（即三極管模型）中才會存在如此多的缺點，在場效應管（mos管）中還是很受歡迎的。

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