[发明专利]晶体管串接单端直耦甲类功率放大电路

说明书

所属领域

本发明涉及一种晶体管串接单端直耦甲类功率放大电路，这种功率放大电路 可有三种表现形式：晶体管“共源——共漏”、“共漏——共栅——共漏”和“共 源——共栅——共漏”串接单端直耦甲类功率放大电路。

背景技术

最近些年，真空管功放卷土重来，大有力立主功放高端市场之势。尽管真空 管功放拖着一个傻、大、黑、粗、无限慵懒的身躯，并对能源和资源造成了巨大 的吞噬，但它那至清至醇的宛如天籁之音却令人神往，让我们回味雋永。

经典的，在音响界被津津乐道、信受追棒、誉为美声最高境界的真空管直热 式三极管单管甲类放大器，其音色更是美丽如水。关于它靓声的秘诀，专家道出 了其中的奥秘：“我们之所以花费这样大的代价造一台单管甲类300B胆机，主要 就是为了听它那丰富的偶次谐波，可以激发人们听感的美丽泛音”。在《实用电子 文摘》1995年第6期的“电子管单管甲类放大器与胆王300B”文章中，资深专家 梁先生同时提示我们：“我们在列出单管放大所具有的特长后，也需要看到它的短 处是很多的，可以说除了靓声的长处以外其他都是不足；首先是效率低，一台单 管甲类放大的胆机，它的阳极效率绝不可能超过25％，若是算上灯丝和前置推动 部份的耗电，则整机的效率也许只有10％……”。

现代声学理论认为：输出信号中的偶次谐波有益于激发人们的听感，使声音 更加丰富、圆润。最宜用来改善现代音源在采集过程中因插入数码处理而使还声 后附加出现干涩、尖刺金属声的现象。晶体管功放的音质先天不足，除了管子特 性、供电、耦合方式与真空管功放有所差异之外，最主要的原因是输出信号中可 贵的偶次谐波因使用了高输出效率的推挽输出电路被自动抵消，因而这种干涩尖 刺的所谓数码声在使用晶体管功放时表现得尤为突出。

在音频功率放大器的输出信号中，偶次谐波中的二次谐波是引起失真的主要 谐波成份。而对于晶体管“共源”、“共栅”、“共漏”三个基本组态电路，其中的 “共源”、“共栅”组态电路由于电压增益较高，因而产生的非线性失直最大，“共 漏”组态电路电压增益小于1，所以产生的非线性失真较小。为便于以后的分析对 比，我们在波形分解图中只画出基波和二次谐波成份，并将基波记为字母C；“共 漏”电路产生的二次谐波分量记为字母B；忽略“共源”、“共栅”电路在频率高 端放大的差距，并将它们产生的二次谐波分量均记为字母A，其中|C|＞|A|＞|B|。

图1A和图1B是传统经典的晶体管单端推挽输出的电路原理及其波形的分解 和二次谐波消除示意图，其中图1A是互补式、图1B是完全对称式。

在图1A的互补式单端推挽功率放大电路中，上输出管Q₂的输出电流i_S2与下 输出管Q₁的输出电流i_S1中均包含有同为B分量的二次谐波，由于i_S2与i_S1互为反 相，在合成的i₀＝i_S2-i_S1输出电流中，这两个同为B分量的二次谐波因为相位相反 而被自行抵消，使得负载R_L上不出现偶次谐波。