功率放大器

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电路分析：

该电路由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。为了抑制温漂和提高共模抑制比，本电路采用了差分式放大电路作输入级；中间级为电压增益级；场效应管作为功率放大级。

首先对场效应管的特性作个简介

场效应管不仅兼有普通晶体管和电子管的优点，而且还具备两者所缺少的优点。场效应管具有双向对称性，即场效应管的源极和漏极是可以互换的(无阻尼)，一般的晶体管是不容易做到这一点的，电子管是根本不可能达到这一点。所谓双向对称性，对普通晶体管来说，就是发射极和集电极互换，对电子管来说，就是将阴极和阳极互换。

一、场效应管的特性

场效应管与普通晶体管相比具有输入阻抗高、噪声系数小、热稳定性好、动态范围大等优点。它是一种压控器件，有与电子管相似的传输特性，因而在高保真音响设备和集成电路中得到了广泛的应用，其特点有以下一些。

1.高输入阻抗容易驱动，输入阻抗随频率的变化比较小。输入结电容小(反馈电容)，输出端负载的变化对输入端影响小，驱动负载能力强，电源利用率高。

2.场效应管的噪声是非常低的，噪声系数可以做到1dB以下，现在大部分的场效应管的噪声系数为0.5dB左右，这是一般晶体管和电子管难以达到的。

3.场效应管具有更好的热稳定性和较大的动态范围。

4.场效应管的输出为输入的2次幂函数，失真度低于晶体管，比胆管略大一些。场效应管的失真多为偶次谐波失真，听感好，高中低频能量分

配适当，声音有密度感，低频潜得较深，音场较稳，透明感适中，层次感、解析力和定位感均有较好表现，具有良好的声场空间描绘能力，对音乐细节有很好表现。

5.普通晶体管在工作时，由于输入端(发射结)加的是正向偏压，因此输入电阻是很低的，场效应管的输入端(栅极与源极之间)工作时可以施加负偏压即反向偏压，也可以加正向偏压，因此增加了电路设计的变通性和多样性。通常在加反向偏压时，它的输入电阻更高，高达100MΩ以上，场效应管的这一特性弥补了普通晶体管及电子管在某些方面应用的不足。

6.场效应管的防辐射能力比普通晶体管提高10倍左右。

7.转换速率快，高频特性好。

8.场效应管的电压与电流特性曲线与五极电子管输出特性曲线十分相似。

场效应管的品种较多，大体上可分为结型场效应管和绝缘栅场效应管两类，且都有N型沟道(电流通道)和P型沟道两种，每种又有增强型和耗尽型共四类。

绝缘栅场效应管又称金属(M)氧化物(O)半导体(S)场效应管，简称MOS 管。按其内部结构又可分为一般MOS管和VMOS管两种，每种又有N型沟道和P型沟道两种、增强型和耗尽型四类。

VMOS场效应管，其全称为V型槽MOS场效应管，是在一般MOS场效应管的基础上发展起来的新型高效功率开关器件。它不仅继承了MOS场效应管输入阻抗高(大于100MΩ)、驱动电流小(0.1uA左右)，还具有耐压高

(最高1200V)、工作电流大(1.5～100A)、输出功率高(1～250W)、跨导线性好、开关速度快等优良特性。目前已在高速开关、电压放大(电压放大倍数可达数千倍)、射频功放、开关电源和逆变器等电路中得到了广泛应用。由于它兼有电子管和晶体管的优点，用它制作的高保真音频功放，音质温暖甜润而又不失力度，备受爱乐人士青睐，因而在音响领域有着广阔的应用前景。VMOS管和一般MOS管一样，也可分为N型沟道和P型沟道两种、增强型和耗尽型四类，分类特征与一般的MOS管相同。VMOS场效应管还有以下特点。

1.输入阻抗高。由于栅源之间是SiO2层，栅源之间的直流电阻基本上就是SiO2绝缘电阻，一般达100MΩ左右，交流输入阻抗基本上就是输入电容的容抗。

2.驱动电流小。由于输入阻抗高，VMOS管是一种压控器件，一般有电压就可以驱动，所需的驱动电流极小。

3.跨导的线性较好。具有较大的线性放大区域，与电子管的传输特性十分相似。较好的线性就意味着有较低的失真，尤其是具有负的电流温度系数(即在栅极与源极之间电压不变的情况下，导通电流会随管温升高而减小)，故不存在二次击穿所引起的管子损坏现象。因此，VMOS管的并联得到了广泛的应用。

4.结电容无变容效应。VMOS管的结电容不随结电压而变化，无一般晶体管结电容的变容效应，可避免由变容效应招致的失真。

5.频率特性好。VMOS场效应管的多数载流子运动属于漂移运动，且漂移距离仅1～1.5um，不受晶体管那样的少数载流子基区过渡时间限制，故

功率增益随频率变化极小，频率特性好。

6.开关速度快。由于没有少数载流子的存储延迟时间，VMOS场效应管的开关速度快，可在20ns内开启或关断几十A 电流。

容，另一个为普通电容？）；R1、C3构成低通滤波器，阻止前级的

超音频干扰信号窜入功放；R2决定了功放的输入阻抗，为Q1管提供一个合适的偏置电压，使其处在放大状态。若全用场效应管，效果更好。

各管的射极都加有本级电流负反馈电阻，比如，R10、R11、R14、R15等，起稳定静态工作点的作用。有利于改善失真。整机负反馈则由R8、R9、C4、C5组成。C4是隔直电容，使前后级形成直流全负反馈，保证输出中点静态零电位。

问题：电流源部分的二极管D1不知道起作用，猜测应该不只是为了给晶体管基极提供一个合适的偏压，具体作用不清楚。

C5、C6是为了抑制高频自激振荡而设置。放大器的电压增益大部分由Q5获得，而C6可产生高频负反馈，降低放大器的高频增益，破坏高频自激的幅度条件。但C6又使高频相位更加滞后，所以在反馈回路中加入C5，进行相位超前补偿，破坏高频自激的相位条件。

C8、R20组成相移校正电路，

使负载近于纯电阻。防止高频自

激。由于扬声器阻抗中的电感分

量在高频时明显增加，使放大器

的负载呈电感性，引起输出电流

滞后于输出电压。若放大器的高

频增益较高，还容易产生高频自

激振荡。电感L1起分频作用，电