[实用新型]功率管互补功率放大器

说明书

所属技术领域

本实用新型属于电子技术领域，是一种功率管互补功率放大器。

背景技术

晶体管功率放大器技术经历了两个阶段的发展，第一阶段是变压器耦合功率放大器，第二阶段是无变压器功率放大器(Output Transformer Less，OTL)及无输出耦合电容功率放大器(Output Capacitor Less，OCL)，即互补射随器。由于变压器笨重、低频性能差及难以集成化，目前变压器耦合放大器已经基本让位于OTL电路及OCL电路。

要求输入信号同时加到OTL电路或OCL电路两功率管的基极或栅极。如果互补射随器的两个功率管的基极接在一起，虽然有利于输入信号同时加到两功率管的基极，但是管子无偏置电流，在信号过零前后数值很小时受发射结死区电压影响，功率晶体管不能及时开启，使输出电压波形在零点附近为零，发生平坦交越失真。

现有OTL及OCL技术对于平坦交越失真的处理办法大致有下列两种：

第一种方法是与功率管发射结并联平衡二极管。

通常用两只二极管串联与两只功率管发射结并联，据说是以二极管流过电流时产生的正向压降与功率三极管发射结正向压降相平衡，以给后者发射结提供偏压，使其在无信号时即轻微导通，总导通角稍大于180°，形成所谓甲乙类功率放大器，消除交越失真。

实际上二极管及三极管发射结pn结正向压降离散很厉害，很难匹配，平衡效果很差。如硅pn结正向压降名义值0.7V，实际测量一批硅二极管或三极管发射结可发现，即便同一批管子的pn结正向压降也会低达0.5V，高达0.8V。

通常给二极管串联一只电位器进行调整。但是这种调整顾此失彼，调整难度大、效果差。如信号幅度1V时，往往交越失真刚刚消除，却又出现非线性失真。若信号稍强，则又发生单边削波失真。若信号幅度更大，则莫名其妙的失真更多。阻值小了无效果，阻值大了又影响信号耦合及功率放大倍数。

还有人干脆只用一只二极管串联电阻进行平衡。一只二极管只有一个pn结，一个pn结如何与两个pn结平衡呢？两只二极管能平衡，一只二极管也能平衡，从一个侧面说明二极管平衡做法根本缺乏理论基础。

二极管平衡效果不好的直接反映是制造、调试、使用或维修时容易烧毁功率管或扬声器等负载。于是认为平衡效果不好是功率管烧毁的原因，又广泛流行在互补功率管发射极或源极串联两只大约0.1Ω~1Ω的电阻来保护功率管。实际上，阻值如此之低的电阻对功率管根本起不到任何保护作用，却又因为流过较大电流而明显影响放大器功率增益及效率。

总之，与功率三极管并联二极管的充分性并不存在。

三极管是否能得到偏置，关键是有无直流电源经过限流电阻加在其发射结上，而不是与其发射结并联什么元器件。与三极管发射结并联二极管，非但不能为三极管提供偏置电流，反而与其争夺偏置电流。与功率三极管并联二极管的必要性也不存在。

与功率三极管并联二极管的充分性及必要性都不存在，目前与互补射随器的功率三极管并联二极管的做法是不合适的。实际上目前与互补射随器中的功率三极管并联二极管的观点纸上说得多、实际做得少，个中原因就在于此。

第二种方法是把并联二极管改为并联三极管。与两只功率三极管的发射结并联一只三极管，所并联的三极管依然不是为功率三极管提供基极偏置电流，而是与其争夺基极偏置电流。故与功率三极管发射结并联三极管的必要性也不存在。三极管集-射压降属于派生参数，根本不可能与功率三极管的发射结压降平衡，并联三极管根本不能给功率三极管提供偏压。因此与功率三极管发射结并联三极管的充分性也不存在。

与功率三极管发射结并联三极管(平衡三极管)的必要性及充分性都不存在，而且换上的三极管还要增加分压偏置电阻等，结果无谓地使功放电路更加复杂。

并联好似堆砌。实际上二极管堆砌效果很差，三极管堆砌效果也不好。于是又流行给平衡三极管并联一只电容。虽然实际上电容完全可以取代平衡三极管，但是由于传统观念影响的根深蒂固，没有人敢贸然去掉平衡三极管。结果使电路愈发庞大、问题愈加复杂、制造、调整及维修工作愈加难做。很多烧友制作功放时就是简单地照图纸组装，遇到问题往往一筹莫展，烧毁功率管或烧毁扬声器的事情屡见不鲜。