019.Двухтактный выходной каскад (Ответы на экзаменационные билеты (МСТ))

Двухтактный выход (en:push-pull output) - является видом электронной цепи, которая может пропускать через нагрузку и положительный и отрицательный ток. Двухтактные выходы присутствуют в ТТЛ и КМОП цифровых логических схемах и в некоторых видах усилителей и обычно реализуются как комплементарная пара транзисторов, один пропускающий ток через нагрузку на землю или отрицательный источник питания и другой пропускающий ток к нагрузке от положительного источника питания. Так как эти схемы рисуются схематически с двумя транзисторами расположенными вертикально, они иногда называются "en:totem pole" выходами.

Вакуумные лампы () не имеют комплементарных видов (как pnp/npn транзисторы) так что ламповые двухтактные усилители имеют пару одинаковых выходных ламп или групп ламп с управляющими сетками приводимыми в противофазе; эти лампы пропускают ток через две половины первичной обмотки выходного трансформатора с выводом от середины таким образом, что сигнальные токи складываются, в то время как искажения сигналов из-за нелинейных характеристических кривых ламп вычитаются. Эти усилители были разработаны первыми, задолго до разработки твердо-тельных электронных устройств; они всё ещё используются аудиофилами и музыкантами которые считают, что их звук лучше. Выпрямительным аналогом этой схемы является двухполупериодный выпрямитель с трансформатором со средней точкой (Миткевича).

Цифровые схемы

Каждый транзистор включается только тогда, когда его дополнение выключается. Недостатком простого двухтактного выхода является то, что два или более их не могут быть соединены вместе, так как если один пытается пропустить положительный ток в то время как другой пытается пропустить отрицательный ток, транзисторы могут быть повреждены. Чтобы избежать этого повреждения, некоторые двухтактные выходы имеют третье состояние в котором оба транзистора выключены. В этом состоянии выход является как говорят плавающим (или, используя подходящий термин, тристабильным).

Альтернативой двухтактному выходу является одиночный переключатель который присоединяет нагрузку или к земле (называемый выход с открытым коллектором или с открытым стоком) или к источнику питания (называемый выход с открытым эмиттером или открытым истоком).

Аналоговые схемы

Усилительный каскад, который не является двухтактным, иногда называется однотактным.

В аналоговых двухтактных усилителях мощности два выходных устройства (транзисторы, лампы, полевые транзисторы) или группы устройств действуют в противофазе (т. е. 180° сдвиг). Два противофазных выхода присоединяются к нагрузке таким образом, который вызывает сложение сигнальных выходов, но вычитанию друг из друга составляющих искажений из-за нелинейности в выходных устройствах; если нелинейность обоих выходных устройств одинакова, искажения намного уменьшаются.

Двухтактные усилители производят меньше искажений, чем однотактные усилители. Это позволяет двухтактным усилителям класса A или AB иметь намного меньшие искажения для той же мощности чем такие же устройства использующие однотактную конфигурацию. Класс АВ и класс B потребляют намного меньше мощности для того же выхода чем класс А; искажения могут быть уменьшены большим числом отрицательных обратных связей.