模拟初学者对AB类放大器有几个不太理解的问题

St-Xudong

如图所示的AB类输出级。
问题一：假设IN的直流电平固定了，那么P管和N管存在一个静态电流，我把这两个管子视为两个电流源，但是这两个电流源在同一条路径上，如果两个电流源的电流不相等，那是否意味着静态时，必然有个一管子不饱和呢？如果都饱和，那么OUT端的电位应该是多少呢？
问题二：静态时，假设都处于饱和状态，此时如果OUT端带了一个电阻负载，那么电阻会分走P管流出的一部分电流，那么N是否就不饱和了？
问题三：假设IN端叠加要给交流信号，那么两个管子在工作时，两个都是饱和状态吗？

我看了好几本教材，都没有找到这几个问题的答案，是不是太简单了？但是我就是一直想不清楚，我可能是一直没太搞清楚AB类输出是个啥东西？求论坛的大佬给帮助解答一下，谢谢！

Mark__pro1

我理解的是ab类就是一个 让两个管子都处于饱和区的的反相器，，只是这个区域非常的窄（让两管都饱和）；
在这个区域里面，反相器的增益很大，vout~vin的曲线斜率很“斜”。

ericking0

想想运放为什么一定要闭环呢？
如果开环的时候是不是上下管子电流不平衡，要么输出0，要么输出1?

david_reg

问题一：所有的单端输出运放都有类似问题, 因此通常需要连接成负反馈环路来稳定运放的输出工作点;
问题二: 当运放处于负反馈环路时, 环路会自动调节两个输出管的gate电压, 使得其电流不同, 差值用于电阻负载;
问题三: 当运放处于负反馈环路时, 即使有IN端有交流信号, 由于运放增益很大, 在输出管gate看到的也是交流小信号, 不会影响其偏置状态, 还是处于饱和区;
该图只是简单的原理示意图, 并不能完全反映真实的class-AB电路工作细节, 建议阅读这篇经典的class-AB运放论文, 并且对文中真实的calss-AB电路做一些仿真分析, 加深理解.
R. Hogervorst, J. P. Tero, R. G. H. Eschauzier, and J. H. Huijsing, ‘A Compact power-efficient 3V CMOS rail-to-rail input/output operational amplifier for VLSI cell libraries’, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 29, no. 12, pp. 1505–1513, 1994, doi: 10.1109/4.340424.

xuwenwei

1. 当然有静态电流，电流肯定是相等的，所以会有一个进入非饱和区，这个是可以的，如果都饱和，电压你可以根据电流公式计算出来的啊，vgs都知道了，电流也知道了 vds也就知道了啊 这里肯定要考虑沟道长度调制效应的
2 如果带负载，就有个分流啊 其他都是一样的，根据KCL方程都能计算出来，N管饱和不饱和都可以
3 你这个问题把小信号和大信号有点混了吧，交流是小信号，但是你又问工作时dc状态，这个是工作点状态，不能混

St-Xudong

Mark__pro1 发表于 2023-5-17 08:35
我理解的是ab类就是一个 让两个管子都处于饱和区的的反相器，，只是这个区域非常的窄（让两管都饱和）；
在 ...

感谢指导！

St-Xudong

ericking0 发表于 2023-5-17 08:45
想想运放为什么一定要闭环呢？
如果开环的时候是不是上下管子电流不平衡，要么输出0，要么输出1? ...

感谢指导！懂了，大一学的模电还是没有贯通

St-Xudong

david_reg 发表于 2023-5-17 09:09
问题一：所有的单端输出运放都有类似问题, 因此通常需要连接成负反馈环路来稳定运放的输出工作点;
问题二:  ...

感谢指导！点醒了梦中人

St-Xudong

xuwenwei 发表于 2023-5-17 09:13
1. 当然有静态电流，电流肯定是相等的，所以会有一个进入非饱和区，这个是可以的，如果都饱和，电压你可以 ...

感谢大佬指导帮助，指出了我的问题

foggg

学习学习