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用2K425制作的低阻负载大功率放大器S5


《 用黏音技术》 实  
≯   穗搿 

技  术  篇 
实  用  电  路 

用2K 4  25制作的低阻负载大功率放大器  S5  
移 成都大学 林光旭 碜 

本文介绍 一款 用大 电流型MOS F T S 54   E 2 K25 作输出管 
的直流功率放大器 该

类大 电流型场效应瞥原来是用 J工业    用机器』 电机控制的j 关器件。 、 F 在移作半 导体直流功 率放 大  器的输出管 时,具有漏微 电流^ 、线性好的突出优点 。但电 

器  从  能来看. S 54 比UHC MO — E 2 K2 5 要   S F T以及UtC t  MO — 2更为优越 。 l SG 表 是二青的  能比较。 嚣的漏源 电  j 压均较低为 6V。漏极 电流 2 K2 5 最大,达 7 A 峰值漏  0 S 54 5  极 电流 口达 3 0   容 许的 沟道 损失 电是 2 K2 5 J 0A S 5 4最大达  10 5 W,其 次是 UtC MO — l  S G2为 15 2 W、UIc MOS I    n玎 最小为 10 。 0W   表 2 二种大 电流  MOS F 1 电气特性 的比较。 是 三 — E、 漏源  问的导通 电阻  2 K2 5 晶低仅为45 n。是一 种较为理想  S 54 .   的, 关器件。正向跨导 2 K2 5 F S 5 4为 8 S 是 uIC MOS 0, t   

极问的 电容量较大,耐压低.制作火功率放火器有一 定的难 
度 。2 K2  4是 一种容易 购买性 能更为理想 的火 电流 型  S 5 5

MO — E S F T,片它 制作 的低阻负载直流功率放人器、在 2n  j   扬声器  可 以获得 1 5 的音 频功 率输出。 6W  

一 、 大 电 流 型 M o S—F E T  

F T的两倍多 。是 E

种 高增 益的器件。  

2 K2 5 - 类大 电流型MOS F S 54 — EF的性能极为优秀, 不  仅可以流过超过 5 A的漏极 电流,并且在此巨大的 电流领域  0

l S 5 4也存在有  足的 一面,槭问电容.尤其是  2 K2 5 输八电容较大、2 K2 5 S 5 4的输八电容比 U1c MOS F T I  —E   大 倍迁 多-反馈 电容也是最大的 

内输入 ( 源电压 )与输出 ( 栅 漏极 电流 )问仍能保持线性 关 
系 对于音频放大器束说 ,其性能具有较大 的裕量 。即使 只  听了  次用它制作的放大器 的声音 也会被它的音质所深深  地 吸引,不愿再使 用过 去所用 的功率器件 

在功率放大器 中使H 2 K2 5 时 、必须性意驱动级的  { S 54 电路设计,确保对 大的概问电容的克分克 、放电,电压放大 
级必须具有 良好 的高频特性 。 否则就会增 大高频 失真,水仅 

这里介绍的用2 K2 5 制怍的功率放大器,可使用 2   S 54 n 阻抗 的低 阻抗扬声器.真口 是一种超大 电流功率放大器 。 n胃  
过去本刊曾介绍 过使 用 UtC MO — E    l  S F T的功率放大 

会 导致最人输 出功率碱小  还会引起负『馈 不稳 定。 豆  
为 r验 证 驱 动 级 的  动 能  存 设 训 电路 时 , 用 

2 K2 5 作驱动级  达林 顿电路和源极输出器 电路的方渡  S 54 就

流I  =±25 . mA. 负反馈 电阻为R 时, f   t v变换后 V =±2 mA ×R ,考虑  /   . 5 f 到总 电压为 5  毕值为 25 V . V,输出 电  压 可达2   所以电阻R 选择为6 0(。 V。 f 2 ) 

工作 的频带 很宽  DVD—A 和 
S D的带宽考虑设在 10 Hz为好 。 AC 0k  

图 1 是 P M13 的实验板。在  3 C 78
0 0 1 的 THD+ 能实现 S  0% N /N达  i 0 B。文献还给 出   d 2 组实 测性 能 曲 

线,非常理想。 但  于资料未给 出完整  电路,本 文未选 用。 以上各种先进技  从 术的运用看,P M l3 C 78的 “ 实  ”是  不凡的。 新品开发是值得选用的精品!  
囤 】  P … 7 8 价 板 框 图 j c 3 评  

2 0 年 第 1 期 ●7 ● 01 O 1 

《 甩 影 音技 术 》 实  
技 
术 

篇 
实  用  电  路 

表 1 二 种大电流型 . 三 ' d OS场效应管的额定值 比较  项 目 
漏源电压  栅源电压 

f 2 ℃)  = 5   U C MO — E   H   S FT
6  0 ±2   0

记 号 
V  Vs Gs  

单 位 
V   V 

U C M0S G   H  —2
6  0 2  0

2K54 S 25 
6  0 ±2  0

漏极电流  峰值满极电流 
反 向漏极电流 

I n   Ip l ) D us   ( e
I  

A  A  
A  

4  0 lO 6 
4  0

6  0 20 4 
6  0

7  5 30 0 
7  5

沟道额定损失  沟道温度  保存温度 

P  

W  ℃   ℃  

10 0  10 5  5 5~+ 5  】O

15 2  10 5  5 5~+ 5  】O

l0    5 lO    5 5 5一+ 5  10

表 2 三种大电流 MO S场效应管 的电气特性 比较 

f 2 ℃)  = 5  

项目  
满源导通 电阻 

记 号    I I   C   C   C  

单 位 
m n 

U C M S FT H   0 - E 
1  5

UC M S G  H  O — 2
7  

2 K 54 S 2 5 
4  . 5

正向跨导  输A 电容  输出电容  反馈 电容 

S   p  F p  F p  F

3  5 3 0  60 l5   80 40 5 

6  0 35   50 l6    0 7 50 O 

8  0
7o  7o 40  10 70 6 

响应进 行 了 比较,两 者在 波形 响 应方 面差 别极 小,但 将  2 K2 4 S I 接成源极输出器驱 动 2 K25 S 5 4时漏源 闻的电压 Vm   的最小值较小可小于 I V 。 .   0 在采用源极输 出器 作驱动 电路时, 其电压放大级的增 益  将集 中在输^ 级差动放大级, 第二级放大级只能用来加有 电  源反馈 的差动放大 电路。 如果 第二级放大级采用渥尔曼 电路,  

输 出管采用2 K 54 S 2 5 时将会出现 负反馈不稳定, 容易发生寄  生振荡的问题。 这对放大器和对扬声器来说都是极其危险的 

二 、 该 机 的 电路  

图1 是该机放大器部分 的电路 图。 可以说此 电路是大 电  流型 MO — E S F T功率放 大器 的标准 电路 其 电路构成简单。  

图 1 该机的功率 放 大嚣部 分的 电路 图    
●7 , 2 0 年 第 1 期  21 0 1 . O

《 i影 音 技 术 》 实 { j  
罐; 鬻蔼 £ 孽   蓐  警辇 嚣警  技  
术 

篇 
输人缀采用差动放大电路 .两支共源 的 F T选  结型场效  E 应管 2 9 4 N3 5 ,与之相连的两支共基 晶体三饺管和差功 电路 
0 01   日 1   A   F   +  V I4   4

实  用 

电 
路 

的溽极 恒流源选 用 2 C 7 5 S 1 7 A。差动电路的两个输八端分别  接放 _器的输入 端和输 出端 的负反馈 电路。 N3 5 为对管. 人 2 94  
也可以使用配对的 2 K3 A S 0 TM。   第二级放大级 为 F T的差动放大 电路.双端输人双端  E 输出。  

输人级的恒流源电路的电源虽然也- 以与输出级共用一  U
组 一4 3V的电源。但 是为 了追求更加 出色的音乐表现 力,采 

用了独立的 一 2 6 V电源。另外,对源极输出器 T 8 r 米说.其  电源 电压应该片 得 比输 出管 Tr 0高,所  在 输出级 电源  j 1
 ̄4 3 V的基础上又叠加了 1V,作为源极 输出器 Tr 的电源。 5 8   图2 是电源部分 的电路 图。 电源电路没有 采用真 空整  该 流管,由纯半导体 =极 管构成 。 在音乐的分解力和速度感方  面, 半导体二极管要比真空整流管优越.并且小存在衰 老的  问题 .经长期使H 后音 色不 会变化 。 j  
黑  
5 k  ,0 6

保   陛丝

三 、 制 作  

该机第 -N 差动 放大级 的T 6 r在 制作时最好用粘  r 和T 7
接剂将 两管粘在一起作热耦 合处理 。{ 口由于 T 6 r 和Tr 的增  7

图 2 该 机 电源 部 分 的 电路 图  

益很小 仅为 3 B,所 以在制作时若嫌粘接小便,即使 作热  d 耦 合处 理也对放大器 的稳定性影响不大。热敏 电阻 【 、 Thl  

__  _  S二5 4的表而 E。 二 _ 二2 _ _ l    U  在 K = 昱 25  
图3 是放人器 的电路板  和兀件配置 图。 当扬声器的阻  抗在 4n以上 时由 jTr 、T 9中斑过 的电流不太大  可 以      8 r 加散热” 。 当扬声器的阻抗小 r4 ) 必  给Tr 、 9 但 (时. 8 Tr  各添加 一块 小型散热 片,确  保 T 8 r 的工作稳定。小  r 、T 9
型 散 热 片最 好 在  器 件 焊 接  和 背 而 连 线全 部 完 成 之 后 冉  

Th 2与2 K2 5 ( r 0 S 5 4 T l 、Tr 1 l )之间的热耦合则决不能省   
略,否则会对放大器 的稳定性造成严重的影响、 热耦合最好 

在 输出电路扳安装完之 后进行 。 将热敏 电阻尽 n能 紧地紧贴  ,

进行安 装  以免给焊接 _作  r 带来不便 。   图 4是输出 电路板 的元  器件配 置图和 迮线图。 关于  整流二极管的 电路板 由于很  简单在此就省去  提了 =   该机将放大 电路和 1  源 

装在 同  个机箱 内, 将 电源  部 分安装在底板 L,放大电 
路 则安 装在左右两边 的倒 板  1 ,单独连线  可单独调整 
图 5 放 大 电路 艇 的 元件 配置 曩 背 面连 线 

2 0 年 第 1 期 ●7 # 01 0 3 

《 甩影音技 末》 实  
技  术  篇 
买 

m 。    
图6 是输 出阻抗 Z f N ̄ - ( = .2 n)  J f Rs 0   c由图可  2 2

∞z  

慝  电  路 

图图 孵 
图 4 输 出电路 板 的元 件 配 置和 连 线  四 、 调 整 方 法  

知 Z 在 1 tz 1 0 Hz ^ 0l 至 0 k 范  内为一 水平线 l 吏  t hF - : 是  .  ̄

直流放 大器 .该水平 线的低 频端  t 延续  直 流 1 直 =在  VNF 为最大时z =  4 ,C o06   NFj   时 z= ,   当扬   ̄  20 n。 0
声器的阻抗为 4n以 E时,这一 Z 的变化范 围正 好台适。      

在给放大 电路板 加电之前 ,先将输入端 ( l Tr 的栅极 )   接地 。将 v .(   调整输出端电压偏移用 )调至 中央位置 ,将  V (   调整输出级静态 电流 I用 )调至左边尽 头  输出端接   
8n/ 5 的假负载。   3W  
[ 口   簿 
频率  】  

接通 电源, 时L几乎为零 。 此 测量 输出端的 电压 v . n 调 
*   舯  

图 6 输 出阻抗 的频 率 特 一   _ 生

君一 蟮哑珀嚣 

咐  

嘲  

节 V . V。  使 为零 。小心地慢慢旋 动 V : I慢慢增加 ,直到   让 。

I 40 o 0mA为止e = 再一次嗣整V . ¨  使v 为零, 调试即告完成。  
调 整完后将 ±3 V电源连线取掉. 4 然后 以相 同的方法调 
试另一放大器 

图7 是2n负载时的输出阻抗 的频率特性. 时将 R 改  此  

N o1n V .   NF为最大时 z: .2 n.C   。O3  NF为最 1时 Z= 人   
1 0n,     正好为  = .2 n时 的二分之  。 0 02   由此可知z 与R 。  

成止 比c 以可 以依照扬声器的 阻抗,自由地设定 z,这 正  所  
五 、 该 机 的 特 性  

是究全对称放 大器 的一人特点 

图5 是负载阻抗 z =     2n时的失真率特件  由该 图口 知  ,
最大输出功率选 15 6W Z 为 4n和 8   n时的失真率 E z:   亍  2

n时大体一致,4n时的最_ 输出功率为 15 ,8 ^ 0W n负载 时 
的晟太输出功率为6  w 。 05  



 



 

r I  rj ; f   I l    I 一




Ⅲ 

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十  

圈 7 输 出阻抗 的 频率 特 性 一   2

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l  

另外还对 UIC MOS F T、UIC MOS G I  — E I  — 2和 

2 K2 5 的失真率特性 做 r比较,通过测试 比较表明,在负  S 54
载阻抗为4 n时 , S 5 4 2 K2 5  ̄失真率最小。 这是 凼为2 K2 5  S 54

图 5 z =    L 2n时 的 失真 率 特 性 

的 1 s 较大,输 出级的增益大,负反馈量 较大 的缘故  Yfl

●7   2 0 年 第 1 期   41 01 0


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