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“简洁至上”的晶体管甲类音频功率放大器
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Hi-Fi界有一句至理名言,www.hnygpx.com“简洁至上”。这www.hnygpx.com说,假如能用一个元件或器件做成的电路,就尽量不用两个。电子电路中常用的电子元件有电阻、电容、电感等,常用的电子器件有二极管、三极管及集成电路等。电阻、电容都属于线性元件,在放大电路中www.ssbbww.com认为不会因www.Dddtt.com而产生非线性失真。dddTt,目前用于放大的电子器件,不论是电子管、晶体管,还是集成电路,统统都是非线性器件,www.Dddtt.com是放大电路中产生非线性失真的根源。因此www.8 t tt8. com,在放大电路中应尽量少用管子。要做到这一点也并非
,8ttt8通常所见到的放大电路都比较 。要想“简洁”,必须ssbbww. c om解决8t t t 8. c o m两个问题:一是放大倍数要足够大,至少应该在接CD机时SSBBww达到额定的输出功率;二是非线性失真要尽量小些,在不加负反馈或只加少量的负反馈时,谐波失真系数SSBBww达到Hi-Fi 。电路结构与特点
该晶体管甲类音频功率放大器电路及电源电路如图1所示ssBbww。这一功放电路具有高达15W的有效值输出功率,它只用两只晶体管,并把www.Dddtt.com直接
,复合成一只高跨导的功率场效应晶体管。这是笔者受到绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的启发偶尔想到的。IGBT是一种新型半导体功率器件,已成功地应用于高频开关电源中,近几年在高保真声频功率放大器中也常见ssbbww到它的踪影。它兼有双极型晶体管(即普通PNP、NPN晶体管)和单极型晶体管(即场效应管)两者的优点,但没有两者各自的缺点,8ttt8应用前景非常广阔。普通晶体管的饱和压降小,但开关速度慢,而且是正温度系数。场效应管不需要sSbBwW.cOm输入电流,开关速度快,具有负的温度系数,dddTt导通电阻较大。IGBT的等效电路如图2所示ssBbww,图中(a)示出了由P沟道场效应管和NPN型晶体管复合而成的IGBT等效电路,(b)示出了由N沟道场效应管和PNP型晶体管复合而成的IGBT等效电路。www.ddd tt. com目前的IGBT主要设计目的是用于开关电路而不是线性放大电路,8ttt8其输出特性曲线的线性不太好。笔者采用了一只性能优良的日立名管2SJ77与一只国产大功率晶体管3DD9按IGBT结构复合成输出管。2SJ77(互补管为2SK214)是专门8ttt8设计用于线性放大的中功率MOSFET,在高保真功率放大器中常用作推动管,口碑颇好。其跨导高达40mA/V(或40mS),输入电容CIS为90pF,还不到大功率场效应管2SJ49(2SK134)输入电容的六分之一。 这种复合方式有以下显著优点:(1)具有极高的跨导,可产生足够的电压增益。2SJ77的跨导为40mA/V。8 Tt t 8. comVT1的漏极直接接到了VT2的基极,8ttt8VT2的发射极电流www.hnygpx.comVT1漏极电流的(β+1)倍。8 tt t8.comVT2的电流放大系数β为50,则这只复合管的跨导www.hnygpx.com2000mS。这www.hnygpx.com说,场效应管VT1的跨导被VT2放大了大约β倍。在图1所示ssBbww电路中3DD9的β选为40。当R3短路、R4开路时的开环电压放大倍数为60。负载为8W时最大输出功率为15W,可计算出所需输入电压的有效值约为0.18V。当R3=51W,R4开路时的电压放大倍数约为30,这www.hnygpx.com说,R3产生了-6dB的负反馈。当R3=51W,R4=2kW时的总电压放大倍数为15,总负反馈量为-12dB。其中R3产生的反馈为电流串联负反馈,R4产生的反馈为电压串联负反馈,各为-6dB。(2)VT1对于
图1所示ssBbww电路中的VT1与VT2,如改用MJ29585与2SK214,则输出功率为10W。需注意的是复合后管子属于N沟道的IGBT,故电源与电路中有极性的元器件与组件的极性都要反过来。
安装、调试与技术指标
1.元器件的选择 输出管VT2选用国产的3DD9(F-3型金属封装),也可使用2SC2922等大功率管,但
左右声道两只管尽量做到特性一致。最好用晶体管特性图示仪测试,挑选线性较好8 t tt 8.c o m(即曲线间隔均匀)的管子,但应该注意测试条件要尽量接近实际8ttt8工作www .ddd Tt. com。正宗的进口管线性较好8 t tt 8.c o m,一致性也较佳。而国产管的离散性较大,需要sSbBwW.cOm耐心挑选。还要特别注意该晶体管基极开路时的集射极间最高反向击穿电压,这一电压应大于电源电压的三倍以上 (即不低于160V),并要留有www.hnygpx.com的裕量。否则当扬声器开路时,输出变压器产生的感应电压 将管子击穿。 电源变压器的功率容量应不小于150VA,次级额定电流不应低于2A。
输出变压器的制作工艺比胆机