图1电路是前面已讨论的单电源互补对称电路,它虽然解决了工作点的偏置和稳定问题,但在实际运用中还存在其他方面的问题,如输出电压幅值达不到vom=vcc/2。现分析如下。
在额定输出功率情况下,通常输出级的bjt是处在接近充分利用的状态下工作。例如,当vi为负半周最大值时,ic3最小,vb1接近于+vcc,此时希望t1在接近饱和状态工作,即vce1= vces,故k点电位vk= +vcc-vces » vcc。当vi为正半周最大值时,t1截止,t2接近饱和导电,vk=vces»0。因此,负载rl两端得到的交流输出电压幅值vom= vcc/2。
上述情况是理想的。实际上,图1的输出电压幅值达不到vom= vcc/2,这是因为当vi为负半周时,t1导电,因而ib1增加,由于rc3上的压降和vbe1的存在,当k点电位向+vcc接近时,t1的基流将受限制而不能增加很多,因而也就限制了t1输向负载的电流,使rl两端得不到足够的电压变化量,致使vom明显小于vcc/2。
图1
如何解决这个矛盾呢?如果把图1中d点电位升高,使vd >+vcc,例如将图中d点与+vcc的连线切断,vd由另一电源供给,则问题即可以得到解决。通常的办法是在电路中引入r3c3等元件组成的所谓自举电路,如图2所示。
图2
在图2中,当vi =0时,vd=vd=vcc-ic3r3 ,而vk=vk=vcc/2,因此电容c3两端电压被充电到vc3=vcc/2-ic3r3。
当时间常数r3c3足够大时,vc3(电容c3两端电压)将基本为常数(vc3 »vc3),不随vi而改变。这样,当vi为负时,t1导电,vk将由vcc/2向更正方向变化,考虑到vd=vc3+vk=vc3+vk ,显然,随着k点电位升高,d点电位vd也自动升高。因而,即使输出电压幅度升得很高,也有足够的电流ib1,使t1充分导电。这种工作方式称为自举,意思是电路本身把vd提高了。