Двухтактный каскад
Двухта́ктный каска́д (устаревшее пушпульная схема, пушпульный каскад от англ. push-pull — тяни-толкай) — каскад электронного усилителя, состоящий из двух встречно управляемых активных приборов[1] — ламп, транзисторов, составных транзисторов или более сложных схемотехнических узлов. Усиление мощности входного сигнала распределяется между двумя плечами каскада таким образом, что при нарастании входного сигнала ток нарастает лишь в одном из плеч; при спаде входного сигнала нарастает ток в противоположном плече[1]. Каскады, в которых усиление мощности нарастающих и спадающих сигналов возложено на единственный активный прибор, называют однотактными.
Двухтактная схема доминирует в схемотехнике КМОП- и N-МОП-логики, выходных каскадов операционных усилителей, транзисторных усилителей мощности звуковой частоты. Она позволяет строить экономичные электронные ключи и линейные усилители мощности, работающие в режимах AB или В с относительно высоким коэффициентом полезного действия и относительно низкими нелинейными искажениями. При усилении переменного тока два активных прибора такого усилителя («верхний и нижний» или «левый и правый») передают ток в нагрузку попеременно. Свойственные всем усилительным приборам чётные гармоники искажений подавляются, а нечётные, напротив, усугубляются. Кроме того, при передаче управления нагрузкой от одного активного прибора другому двухтактный каскад генерирует коммутационные искажения выходного сигнала.
Простейший линейный двухтактный каскад — комплементарный эмиттерный повторитель в режиме B — образуется встречным включением двух эмиттерных повторителей на транзисторах npn- (верхнее плечо) и pnp-структуры (нижнее плечо)[2]. При нулевом управляющем напряжении оба транзистора закрыты, ток нагрузки равен нулю[3]. При превышении порога включения транзистора, примерно +0,5 В, верхний по схеме (npn) транзистор плавно открывается, соединяя положительную шину питания с нагрузкой. При дальнейшем росте управляющего напряжения выходное напряжение повторяет входное со сдвигом на 0,5…0,8 В, нижний транзистор остаётся закрытым. Аналогично, при отрицательных управляющих напряжениях открывается нижний (pnp) транзистор, соединяя нагрузку с отрицательной шиной питания, а верхний остаётся закрытым[3]. В области малых управляющих напряжений, когда оба транзистора закрыты, наблюдаются характерные коммутационные искажения формы сигнала в виде ступеньки[4].
