场效应管功放电路图

场效应管功放电路详解

这个功放电路的设计独特且巧妙，能够让人们深入理解场效应管在音频放大领域的应用。其简洁的电路设计很容易制作，且在实际应用中表现出色。

该功放电路的输出电压中混入的少量纹波会被本功放输出级的恒流源所阻尼。其中，串联电阻R1不仅限制了C1充电峰值电流，还有助于衰减纹波电压中的高频成分。这一精妙设计使得整个功放的交流声抑制比达到了一个相当高的水平。若想要进一步提高抑制效果，可以加入一个附加的电源电路，如图4所示。这个附加电路其实是一个由分离元件组成的调压器，其参考电压取自电源电压的平均值。整个调压器产生的压降与整流变压器的电压无关，确保了系统的稳定性和可靠性。

T1与T2的连接形式达林顿管，以及T3和R4的组合，共同形成了一个短路电流的检测电路。这个检测电路具有短路保护功能，只需将T3安装在散热器上即可。该调压器产生的压降约为1.9V，功耗小于2.5W，限流设定在大约1.9A，输出短路时的功耗约为45W。

试验中使用了一只环形电源变压器和一只储能电容器，在无附加滤波的情况下测得的输出纹波电压为800mVpp。若想要减小纹波，可以通过提高电源电压并调整R1的阻值来实现。必须考虑到晶体管T1和T2的阈值，因为不同的hFE可能会导致输出电压过高或过低。这时，调整R1的阻值进行补偿是必要的。

晶体管T3通过控制T1的基极电压来限制输出电流，确保输出电流达到由R4两端压降决定的最大值。而T2使用的是BD912大功率晶体管，它能承受的最大电流为15A。必要时，也可以减小R4的阻值来增大输出电流。该功放电路的输出阻抗非常高，旨在减小扬声器的阻尼，让人们听到扬声器系统的独特声音特性。场效应管在此功放中发挥了至关重要的作用，它们组成的输入级冲器具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性。低通滤波器R1/C1滤除了有害的高频干扰信号。所有这些设计都是为了确保功放的音质达到最佳状态。

本功放的电路设计成甲类放大器，不使用总体负反馈来补偿输出级场效应管的非线性特性。该设计还具有高阻抗输出特性，实测的动态阻抗约为38ω。，这使得它能够为低阻抗扬声器提供高电流输出，从而获得近似胆机的音质。这一特点使得这款功放与众不同，能够满足更多人的需求。更值得一提的是，由于采用了场效应管电流源来取代常见的输出阻抗匹配变压器，本功放无需对输出变压器的频率特性进行补偿。，这不仅简化了设计，还提高了系统的稳定性。总体来说这款场效应管功放电路设计巧妙、性能出色、应用广泛是一个值得深入研究和应用的优秀设计。随着电子技术的不断进步，输出变压器或输出扼流圈的寻找变得越来越困难。为了简化制作流程并降低成本，许多功放设计都尝试省去这些元件。这样的改变使得本功放的功耗显著增加。在静态状态下，T2和恒流源T3的功耗约为15W，整机约有30W的电能转化为热能。确保T2和T3安装在热阻不超过1kω/W的散热器上是至关重要的。

如果你对音质有着极高的追求，并打算进一步本功放的潜力，可以试着将电源电压提升至约35V。这将使场效应管的漏极电流增大，但同时需要准备更大散热器和减小源极电阻的阻值。

关于本功放的电路设计，T2的源极电阻R6扮演着重要角色，它产生局部负反馈并调整放大系数曲线的斜率，而不影响输出阻抗。与之并联的网络R7/C4则负责调控功放的频率响应。其中，R7设定高音频的响应，而C4则针对低音频进行设定。理论上，若想让低频响应达到30Hz，C4的容量需增至30000μF。这种改动不仅成本高昂，还可能导致放大器在低频过载时烧坏。

电源电路方面，本设计相当简洁且易于制作。输出电压中的纹波被输出级的恒流源有效阻尼。其中，串联电阻R1不仅限制C1的充电峰值电流，还有助于衰减纹波电压中的高频成分。若要求完全消除交流声场，可添加图4所示的附加电源电路。这一附加电路实为调压器，其参考电压取自电源电压的平均值。调压器产生的压降与整流变压器的电压无关。该电路具有短路保护功能，只需将晶体管T3安装在散热性能良好的散热器上即可。其产生的压降约为1.9V，正常工作时的功耗小于2.5W。

在试验阶段，使用环形电源变压器和储能电容器在无附加滤波的情况下测得的输出纹波电压为800mVpp。为了减小纹波，可考虑提高电源电压并调整R1的阻值，使调压器产生附加压降。必须注意晶体管T1和T2的阈值差异，可能引发输出电压波动。这时可通过调整R1的阻值进行补偿。在简单电路操作中，这是唯一的不足之处。至于晶体管T3的功能，它通过控制T1的基极电压来限制输出电流，确保输出电流不超过由R4两端压降所设定的最大值。本功放的主要元件选择了BD912和BC639等大功率晶体管。在安装场效应管T2、T3时，需特别注意避免机械应力造成的断裂或脱焊问题。它们与散热器之间的接触应保持绝缘并涂抹导热硅脂以确保良好的散热效果。在安装完成后，使用三用表检查各点的电压是否与图1中标注的电压相符（允许场效应管存在一定的特性范围）。

表中所列，乃为本功放的卓越性能。在电源电压稳定为24VDC，电流稳定于IT2/T3=1.28A的条件下，此功放展现出惊人的表现。

关于输入灵敏度，当功率为P=4W/8ω时，其灵敏度高达0.47V。这种灵敏度使得功放对各种输入信号都能迅速响应，呈现出绝佳的音乐体验。放大系数在VIN=10mV的情况下达到惊人的13倍，显示了其强大的放大能力。

在最大输出功率方面，该功放表现得尤为出色。以8ω的阻抗，THD+N为10%的失真率，以及1kHz的正弦波信号，其最大输出功率能够达到惊人的4W。而在播放音乐时，其最大音乐输出功率更是高达5.5W，带给人们震撼的听觉盛宴。

失真度是评价功放性能的重要指标之一。此功放在1W和0.1W的功率下，失真度分别为4.2%和1.3%，表现出非常优秀的失真性能。信噪比方面，该功放同样卓越。在功率为1W时，信噪比高达89dB(A)，即使在更高的频率范围内也能保持稳定的性能。其带宽覆盖从低频到高频的宽广范围，提供丰富的音乐细节和生动的音质体验。

该功放的阻尼因数达到0.21，这对于音质的稳定性和清晰度至关重要。输出阻抗约为38ω，使得与其他设备的匹配更为顺畅。而其效率在功率为4W时达到惊人的13%，表现出优异的能源利用效率。

此功放不仅在各项性能指标上表现出色，更以其卓越的音质和稳定的性能为人们带来极致的音乐享受。无论是音乐爱好者还是专业人士，都能从中感受到其带来的震撼和愉悦。