.場效應管特性及單端甲類功放電路原理
2021-01-10 電子發燒友佚名 發表於 2009-11-10 08:59:17
單端甲類場效應管功放電路五花八門，各有特色，本機電路如附圖所示。為了獲得靚麗的音色，採取簡潔至上原則，多一個元件多一分失真，多一條線路多一分失真。現將電路原理作一簡述，以拋磚引玉，其主要特點有以下一些。
(1)為了避免普通音量電位器傳輸失真，非穩態接觸電阻、摩擦噪聲和操作易感疲憊之嫌，本機採用音響型極低噪聲VMOS場效應管IRFD113作指觸音量控制。其相對於鍵控音量電路又減少了一些元件，並加以屏蔽，使音量控制部分的噪聲係數達到1dB以下(VMOS場效應管噪聲係數在0.5dB左右)，敢與高檔真空步進電位器或無源變壓器電位器抗衡，手感更貼切人性化。
VMOS場效應管內阻高，屬電壓控制器件，在柵極及源極之間連接充電電容，由於柵漏電流極小，電容電壓在很長一段時間內能基本保持不變。當管子工作於可調電阻區時，其漏源極電阻將受到柵源極電壓即電容的電壓所控制，這時管子相當於壓控可變電阻，當指觸(依手指電阻導電)開關S1閉合，即向電容充電，當指觸開關S2閉合，即將電容放電，從而達到以電壓控制漏源極電阻的目的。將其按入音響設備中，即可調節音量的大小。S1和S2可用薄銀片或薄銅片製作，間距2mm左右，待調試後確定，音量增減量設置在±2dB左右。
(2)由IRF510作電壓放大，放大後的音頻電壓直耦至上臂管IRF150進行擴流並作源極輸出，下臂管IRF150構成恆流源，直流為通路，交流為開路，使交流信號通過輸出電容推動揚聲器。
(3)由於VMOS場效應管具有負的電流溫度係數，即在柵極與源極之間電壓不變的情況下，導通電流會隨管溫升高而減小，從而避免管子二次擊穿。但管子溫度的變化與電流的變化速率相差甚遠，對此為了防止負溫度係數慣性延遲而影響工作狀態，本機在IRF510陰極串上一隻適當阻值的正溫度係數補償電阻(100Ω/2W )，以起到緩衝作用。其原理是當沒有陰極電阻時，IRF510柵源電壓是恆定的固定偏壓，與管子電流變化無關，加上陰極電阻後，當管流減小時，源極電位也降低。而相對於柵極來說，柵極電位便提高了，這樣柵源電壓就增大了，此時管子電流便增加了，從而適量抵消負溫度係數產生的電流陡坡現象。陰極電阻阻值大小決定這種作用的大小，從而起到適當的緩衝作用，此電阻並不是電流負反饋電阻。
(4)本機經考慮後不採用OCL即無輸出電容電路，一則是為了揚聲器安全，二則考慮零點失調電壓尤其是動態時對揚聲器音圈產生直流偏磁位移，直接影響揚聲器性能，從而劣化音質。由於大容量輸出電容多為電解電容，一般認為噪聲較大，而實際上這是一個信噪比的問題，關鍵是應用在什麼電路，如將電解電容用
在動圈唱頭放大電路，就不合適，動圈唱頭信號只有2mV左右，要求放大電路具有較高的信噪比，用電解電容信噪比就低。而將電解電容用於功放末級輸出，情況就不一樣了，信噪比相對低電平電路會有大幅度提高。另外一點，電解電容在使用前最好進行通電老化，並擇優選用，然後上機後再進行充分煲機，這樣可降低噪聲係數。沒有噪聲的元器件是沒有的，關鍵要合理運用，並採取措施，以達到必要的目的。本機為了減小輸出電解電容由於感抗對高頻的影響，用3隻電解電容並聯以減小感抗，並將揚聲器的負極接電解電容的負極，以鉗位電解電容漏電流產生的音圈偏磁位移。
(5)本機場效應管偏壓由電源模塊LM7812提供，功放電源不採取穩壓電源供電，以避免限制樂聲的低頻力度和動態，即降低電壓換電流，降低功率換音質。
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