簡易的分立元件50瓦高保真功率放大器

發(fā)燒友在自制30瓦以上的音頻功率放大器時(shí)總是設(shè)法采用集成功放電路，這樣的確會(huì)使制作工藝簡化，但卻使得制作者不易領(lǐng)會(huì)電路原理，因而分立元件的功率放大器仍有存在的必要。本文介紹的50W放大器的原理圖如圖1所示。電路中只有六只三極管，由單電源供電。當(dāng)THD（總諧波失真）為1%、電源不穩(wěn)壓時(shí)連續(xù)輸出功率為50W：當(dāng)THD為5%，電源穩(wěn)壓時(shí)動(dòng)態(tài)輸出功率為60W，當(dāng)THD為1%、電源穩(wěn)壓時(shí)動(dòng)態(tài)輸出功率為60W。在額定連續(xù)功率范圍內(nèi)，輸入端無論短路或開路，交流聲及噪聲均小于82.3ｄＢ,此時(shí)靈敏度為100mV，輸入阻抗為8.2歐。圖2是其功率與失真關(guān)系曲線，圖3是相對(duì)頻率響應(yīng)曲線。

放大電路的功放級(jí)由互補(bǔ)對(duì)管射極限隨器構(gòu)成，大環(huán)路的負(fù)反饋使驅(qū)動(dòng)互補(bǔ)對(duì)管的信號(hào)保持在線性范圍。該電路在結(jié)構(gòu)上確保了兩只功放管不同時(shí)導(dǎo)通，防止了對(duì)電源的短路。

理想的晶體管應(yīng)能迅速導(dǎo)通或截止，但是實(shí)際上三極管開關(guān)速度有限，大功率管尤其是這樣。當(dāng)輸入互補(bǔ)對(duì)管的變化信號(hào)迅速翻轉(zhuǎn)時(shí)，有可能使兩只管子同時(shí)導(dǎo)通，造成過大的電流，為此，在選擇互補(bǔ)功放對(duì)管時(shí)，應(yīng)采納開關(guān)速率與傳輸特性折衷的方案，并在其輸入端加入高頻去耦電容。

末前級(jí)三極管Q4工作于甲類狀態(tài)，其靜態(tài)集電極電流等于電源電壓減去Q5、Q6基極公共端電位除以電阻（R13+R14）。為使該甲類放大器工作于最佳狀態(tài)，應(yīng)保持R14中的電流恒定，因此加入了自舉電容C7。

由于晶體管的存儲(chǔ)效應(yīng)，在高音頻范圍內(nèi)，作為乙類放大器的Q5、Q6互補(bǔ)對(duì)管不再處于純乙類狀態(tài)。

從R15、R16的公共點(diǎn)引入的直流負(fù)反饋為輸入級(jí)建立了偏置電壓，它使Q5流過很小的電流。Q5、Q6的輸出電壓同時(shí)也為激勵(lì)級(jí)建立了偏置。對(duì)Q3加入了交、直流負(fù)反饋，反饋深度決定于R9、R10的比值及Q3的Vbeo當(dāng)然R9、R10的比值也影響了Q5、Q6公共輸出端的靜態(tài)電位。交流負(fù)反饋使放大器具有較高的頻率上限，帶寬的穩(wěn)定性決定于Q1，Q1通過從引入的負(fù)反饋而穩(wěn)定工作點(diǎn)。

Q1的輸入電路為常見的直流耦合電路，調(diào)節(jié)R4、R5及R6可使Q1、Q2工作于最佳狀態(tài)。

大環(huán)路的負(fù)反饋決定于R15、R16的比值，本電路電壓增益為10倍。為使負(fù)反饋能夠起作用，輸入電路中加入了隔離電阻R1。

由于功放級(jí)處于乙類狀態(tài)，僅在有信號(hào)時(shí)才有功耗，所以功放管的散熱片可適當(dāng)小一些。又由于省去了發(fā)射極電阻，因而減小了對(duì)電源的消耗，使功放管能夠獲得更高的工作電壓。

要想進(jìn)一步提高輸出功率，可將功放級(jí)改為甲乙類放大器，亦可換用功率更大的三極管。

電原理圖中各晶體管的型號(hào)可用如下代替：Q1、Q2、Q3：2SC2547E，可選用國產(chǎn)小功率硅NPN管，如3DG12、3DK4等代用。Q4、Q5：2N3055?？蛇x用國產(chǎn)大功率高反壓硅管PNP管3DD71，3DD12等。Q6：MJ2955，可選用國產(chǎn)大功率高反壓硅PNP管3CD10D等。