场效应管在音响电路中的合理应用

zgycgc · 发表于 2016-4-26 07:34:36

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？快速注册

x

1．JFET短少配对容差内的互补管
　　当今双极晶体控制造工艺的成熟已使NPN与PNP互补叁极管的配对误差减少到被广阔专业厂商和音响发烧友所能普遍承受的水平。相相对之下，场效应管的选配就困难得多，而作为缩小器输出级用管的JFET更是短少契合要求的互补对(这完全是选择的制造程度所决议的)。附表列出了东芝公司的孪生场效应管(DualFET)K389／Jl09的重要特性资料比拟。由附表可知，K389与J109的差别有V C C 和NF，其中C和C 两项数值，N沟与P沟的差值要达5倍之巨。笔者有一次购置过8对K389／J109，好像在装机前测试的后果却颇令人绝望：①所谓孪生管只是同一管壳内的两尽管子功能全体，而同时购置的8对管中N沟之间的差异颇大，N沟与P沟的差异更大；②K389与J109的Idss、gm 及Vgs 各不相反，实践的波形测试也不对称。最初，笔者只能一直K389中选出两只误差为3．8％的管子作为单边差动输出级之用(以往选用双极孪生管时总是不难把同极性管的误差控制在1％，异极性管的配对误差也不可能会大于3％)。经过以上的资料比拟和实践测试能够失掉如下启示：JFET用于互补输出级时，其V 和I一的团圆性会使电路的静态任务点发生较大的偏移，一直而令电路的波动性变差；gm、Cis, Cis的固有差别更打击着整个推挽级的上下波形对称和瞬态呼应速度等静态目标。说道这一点，国外的一些知名厂商其实早就构成共识，如天龙、马兰士等的产品中常可见到K389等做成的场效应差动输出级，但总是难以见到J109的影子，也许K389／J109原本是的“拉郎配”。
与JFET相相对，MOS管的耐压、功耗和跨导等都容易做得较高。另外，缩小器中除了输出级以外的局部(如推进级、输入级)，其互补配对要求可绝对放宽，而且一些配对的缺陷也可经过电路的细心设计加以克制。因而，MOS管在功放末级的使用并无哪个大碍。MOS管用于功放输入级的疑问不在于互补配对，重要是效率低。

2、MOSFET输入极效率较***低
　　MOS管输入级的损耗相对双极晶体管大是众所周知的。通常在相反的电路下，为了获得与双极管一样的输入功率，采用的办法是将电源电压降低±5V，以补偿MOS管的损耗。但是，实践制造表明其远不止如此复杂。现以日立公司的老牌LDMOS管K135／J50为例加以阐明。K135／J50的栅一源开启电压阈值为一0．15～一1．45V。实测当Io=10mA时VO．25V，而当I~=100mA标准值时V 添加到0,6～0、85V。可见场效应管的压控特性决议了栅一源损耗电压是随漏极电流I 增大而涨了的(绝对于这一点，双极晶体管的V 简直恒为0．7V)。M OS管的外部损耗重要取决于漏源导通电阻R 、的大小。K1 35／J50的参数中不存在间接给出RDs 1这一项，好像经过漏源导通电压VDs(sat)：12V和ID 7A两个资料，应用公式RDs(oN)=UDs )／ID可计算出K135／J50的R 、约为1．7 Q。这相当于把一个1．7 Q的电阻与负载串联，关于规范的8 Q负载而言其损失的功率已接近20％。假如思索到扬声器在低频时阻抗骤跌及场效应管的负温度电压一电流特性(即温度涨了时电流降低，也是的这时R 增大)，那样MOS管的实践外部损耗将更大。相相对之下，双极晶体管的状况就大不相反。例如，东芝的A1265／C3182，当Ic=7A时V 、=2V。假如输入为二级射随器，那样加上末前级的损耗(<1V)，总的V 。(sat)<3V。这与K135／J50的VDs(sat)=12V相相对，孰优孰劣自然显而易见。

(2)NOS功车管的线住输入电流
　　如前所述，在相反的电路条件下仅将电源电压添加±5V差不多并不能使MOS功率输入级取得与双极管同等的功率。我等往往对MOS管实践任务时的静态损耗估量缺乏。设一个100W 的后级，当负载为8 欧姆时，对双极管而言电源电压为V_Gc (8P。×RL) +2×[VcE(sat)+I ( )×RE　如这时的IcM=5A、vc。1．5V、RE=0．22 Q，那样VC 85．2V (±43V)。对MOS管而言，异样能够算出V?=99．2V (±50V)。明显，这完全是实际上的且是最大功率下的值，实践中运用非稳压电源时的空载电压显然还要高。

　　现实上，100W／8 Q双极晶体管功放的交流二次侧供电值大约是AC 33V ×2。当按通常作法用AC38V×2为MOS功放供电时P 只能到达70～80W ，而且日立MOS管的高R 是依托功放NFB互联网来改善总体内阻的，因而实践大输入时的听感缺乏力度(当功放设计为无反应时愈加不妙)。于是便发生了对MOS管的种种曲解，如MOS管大电流时线性不佳是的其中之一。

　　其实与双极晶体管相相对，MOS管除了高频特性优秀、失真以偶次谐波为主外，由于无二次击穿景象，因而日立公司给出K135／J50等MOS管的使用电流可接近引荐的极限。VMOS管的线性电流可达数十安培，UHC—MOS管的脉冲电流更是高达300A以上。那样MOS音响管为哪个会被曲解为大电流线性差呢?其基本缘由或者是对MOS管内阻所惹起的功率损耗不存在足够的看法以及相应的对策。VMOS、UHC-MOS管的内阻虽然很小，好像大电流下的V 却高达5V以上，所以异样应予以注重。

3、MOSFET输入级效率的进步

　　MOS功率输入级的损耗总是相对双极晶体管的大，这完全是其固有特性所决议的。这里面所说的进步其实应该是怎么增加MOSFET输入级的功率损耗。

　　①如要在同等电路下获得与双极晶体管相反的输入功率，那样MOS输入级的电源电压应相对用双极管时高±10V以上。当要增加MOS管损耗时，可采取电压级与电流级辨别供电的方式。这时，电流级和电压级分Nl：k,双极管输入级高±5V和±10V。

　　②运用多管并联输入级。多管并联是为了降低MOS功率管的等效通态电阻，而不是所谓的为了改善MOS管大电流线性不佳。多个MOS管并联除了能添加电流驱动力外，还可大大增加功率损失，并且改善开环内当K135／J50 4组并联时，等效内阻降为单管的1／4即0．4 Q以下，对8 欧负载功率损耗也相应地由20％减至5％)。另外，MOS管的并联参数误差可相对双极管适当放宽，即并联管误差稍大也不至于使听感变劣。

　　③采用共源输入级，即双极管的集电极输入方式。该输入方式对VMOS管更为适用，这完全是由于VMOS管的电流大、内阻小，电路设计合理时可统筹良好的效率、很低的失真和低输入阻抗。这时的电源电压只需相对双极管电路高±3～±5V即可。

　　笔者用运放OPA604~DVMOS管IRF540／9540~1作了一个共源输入级缩小器，规格是v 为±40V，Po为60W／8 Q、100W／4 Q。实践的试听作用标明其驱动力不弱，发热量也不见得相对双极管大。作为音响发烧友，笔者明显希望能在不久的未来用上片面到达当今双极管配对要求甚至逾越双极管的互~+FET、耐高压的UHC-MOS互补功率管。这关于瞬息万变的明天来说不算啥子梦想，但有一点，希望到时分那些“补品”的价钱别太高了。

zgycgc · 发表于 2017-1-7 23:43:39

我收藏了，谢谢楼主发布啊

帐号		自动登录	找回密码
密码			快速注册

[资讯] 场效应管在音响电路中的合理应用

马上注册，结交更多好友，享用更多功能，让你轻松玩转社区。