推挽電路原理：“上P下N”及“上N下P”的區(qū)別

在做信號控制以及驅(qū)動時，為了加快控制速度，經(jīng)常要使用推挽電路。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，

推挽電路

在實際中，我們使用的推挽電路一般都是上N下P型。

但是我一直有個疑問：“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(xí)慣的。

對于這個疑問，從來也沒有人正面地回答我。甚至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(xué)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(dǎo)致后級的電平信號幅值不足。

除此之外，當(dāng)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(dǎo)致上N管發(fā)熱，嚴(yán)重時還可能導(dǎo)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(dāng)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(fù)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(yán)重。當(dāng)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(fù)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(dāng)輸入為高時，輸出則為低。

上P下N型原理圖

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！如下圖：

去掉基極電阻會導(dǎo)致串通現(xiàn)象

從上圖可以看到，當(dāng)將兩個基極電阻去掉時，上下兩個管子容易發(fā)生串通現(xiàn)象。這會導(dǎo)致管子發(fā)熱而損壞。所以這兩個電阻是不能夠省略的。

同時，千萬不要以為加了兩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(yán)格保證輸入端要一直有信號且其信號的幅值不能夠?qū)е聝蓚€管子出現(xiàn)同時導(dǎo)通的情況。這也說明，在控制上，上P下N型不具備優(yōu)勢。

另外，對于信號的壓擺率問題，以及管子的開通速度、死區(qū)控制問題，在這里就沒必要再多說了。

綜上所述，下表總結(jié)了兩種模型的特點供大家參考：

從以上的對比，即可知道為什么“上N下P型”推挽電路會受到人們的“偏愛”。

PS：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。

如果把三極管換成是mos管，那其中的很多缺點都會得到很好的改善，具體原因大家可以根據(jù)自己的興趣去了解。

審核編輯：劉清