场效应晶体管上的 UMZCH。方案、说明

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UMZCH 场效应晶体管。无线电电子电气工程百科全书

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无线电电子与电气工程百科全书 / 晶体管功率放大器

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所述的UMZCH大功率场效应晶体管具有温度稳定性高、静态电流低、不怕负载短路、相当稳定可靠的特点。所提出设计的特点包括输出电流有限，因此需要使用标称阻抗为 8 或 16 欧姆的扬声器。

放大器规格

负载8欧时的额定输出功率，W......32
灵敏度，V ...... 1
输入阻抗，kOhm ...... 20
频率为 20 kHz 时的 OOS 深度，dB......36
频率为 8 kHz 时 Pout = 20 W 时的谐波失真因数，%，不大于...... 0,015

未测量放大器的信噪比，但在扬声器附近，打开 UMZCH 时未听到明显的噪音。

该器件的主要特点是采用了具有水平沟道结构的高频发生器场效应晶体管（KP904A）。从[1]可知，这种类型的MIS晶体管的特点是相对线性的传输特性和高速。然而，相对较低的特性斜率和增加的导通电阻限制了晶体管的最大电流。

从KP904A晶体管的实验结果来看，其吞吐量特性的初始部分的曲率可以忽略不计，并且在约30mA的静态电流下，输出级的吞吐量特性已经相当线性，因此开关失真结果如下：非常低。这些晶体管的电容值相对较小，因此可以拒绝对其强制充电。

KP904 系列晶体管也有望用作电压放大器，因为它们在没有饱和效应的情况下提供显着的线性增益和速度。由于其相当线性的特性，此类放大器中的失真不会出现双极晶体管所出现的宽频谱谐波。

放大器本身被中等深度的一般 OOS 覆盖，实际上在所有音频频率上都不会降低。其中不使用导致脉冲信号过载或降低速度特性的“向前”或“向后”校正。

UMZCH方案如图1所示。 2. LPF R1C1之后的输入信号到达由晶体管VT4-VT5构成的差分放大器的输入之一。复合晶体管的使用提高了输入级的线性度及其输入阻抗。在VT2上制作级联电流发生器；二极管VD3、VD11和电阻器R12设置其电流，电阻器R1提高了级联臂在高频下的对称性。该发生器本身由齐纳二极管 VD3 确定的电压供电。静态电流为1mA的差分放大器在大约360kHz时增益下降为300dB（后级的输入电容约为XNUMXpF）。

（点击放大）

从第一级的输出，反相信号连接到第二差分级（主电压放大器）的强大场效应晶体管VT6、VT7的栅极。这里使用功能强大的 KP904A 晶体管，因为在 7 mA 的 VT20 漏极电流下，它们具有较高的特性斜率和较大的增益：频率为 20 kHz - 约 170。级联产生高达 25 Veff 的电压。选择静态电流以提供高转换速率和线性度。

信号从电压放大器的输出经VT11上的射极跟随器进入大功率晶体管VT9的栅极，再经VT12上的反相级到达输出级下晶体管VT10的栅极。电阻R23的选择应使输出级两臂的传输系数严格相同。元件R29-R31、C3设置用于直流和交流的OOS UMZCH的深度，并且电容器C4用于OOS环路的相位校正。元件L3、C23、R27、R28保证放大器在高频复杂负载下的正常工作。

这个UMZCH在给定的总环境保护深度下是相当稳定的。作为实验，其中的 FOS 深度暂时增加到 54 dB，并且焊掉 C2 后增益降低到 4 - 在这种情况下，没有发现不稳定。

电源电路如图所示。 2. 正如你所看到的，它非常简单。需要说明的是，电源滤波电容位于每个UMZCH通道的板上。因此，每个通道在输出级附近都有自己的滤波器。电阻器 R2 - R5（0,5 欧姆）可限制加电期间的浪涌电流，并提供一些额外的放大器去耦功能。 [2]中推荐了这种方法。

场效应晶体管上的 UMZCH

UMZCH 的保护装置尚未开发，并且 UMZCH 输出处没有使用继电器，因为打开时瞬态的咔哒声几乎听不到。

应该记住，2P904A 系列的更昂贵的晶体管具有较小的参数范围，应在第二差分级中的所述放大器中使用。测量初始漏极电流的附件方案如图 3 所示。 XNUMX. 初始电流大的晶体管通常具有大的陡度。

场效应晶体管上的 UMZCH

关于放大器安装的一些信息。该放大器的印刷电路板尚未开发，仅制作了体积安装的双通道布局。安装或自行接线印刷电路板时，应注意一些要点。

电源电路的公共线（图中以粗线表示）和信号电路的公共线（细线）由10欧姆电阻（R33）隔开。

在图中，源电路VT12包括由钽电容器C8并联的二极管VD22。仅当 VT12 KP904A 的特定实例的初始漏极电流高于 5 mA 时才应安装这些元件；在这种情况下，这个“立场”就是必要的。不过，最好安装一个初始漏极电流小于12mA的实例来代替VT5，并在上肩安装大电流晶体管或差分放大器。

需要记住的是，在安装过程中，所有元件和导体的端子应尽量短，而电源端子应更粗。重要的是，漏极 VT11 和源极 VT12（或二极管“支架”）直接连接到滤波电容器的端子，此处导体的长度应最短。

输出晶体管VT11、VT12位于独立的肋状散热器上，尺寸为90x65x50mm，用于电视机的MS-3行扫描单元。散热板的厚度为5毫米，安装晶体管外壳只需钻一个直径8,5毫米的孔。

VT8 晶体管还必须放置在散热器上，在作者的版本中，该散热器由两块尺寸为 40x25x2 mm 的硬铝板组成，放置在电路板的两侧并用螺钉紧固。安装时，这些板连接到VT8集电极，放大信号的高幅电压作用在VTXNUMX集电极上。因此，此类散热器应远离放大器的输入电路放置。这些板可以与晶体管隔离，但不应将它们连接到公共电线或外壳，因为会形成显着的寄生负载电容，这会显着降低级输出电压的压摆率。

放大器中可以使用MLT-0,125电阻，但R6-R9位置最好使用容差不超过2%的精密电阻C14-2、C29-1或普通电阻，用欧姆表选择。

电容器C1、C4——KT-1； C2、C3、C6、C9、C18-C21 - K73-17； C7、C22-K53-4； C23 - K73-9。氧化物电容器 C5、C8，电压为 63 V - JAMICON。 C10-C17 是小型进口 NRZ 电容器，但较大的 JAMICON 也适用。

DPM 系列的电感器 L1、L2 - D1-0,1 或类似产品，电流为 200 mA 时，电感为 500 ... 100 μH。线圈 L3 逐匝缠绕在电阻器 MLT-2 (R27) 上，并包含 20 匝 PEV-20,8 mm 电线。

关于设置放大器。通电后，应检查直流模式是否与图中所示相符。在出现明显偏差的情况下，可以通过选择电阻器 R40 来改变第二差分级的电流 (11 mA)。如果电阻R8、R9两端的电压相差很大（超过20%），则表明晶体管VT6、VT7的参数存在显着差异；期望更精确地选择它们。通过选择电阻器 R17，输出晶体管的静态电流设置为 30 ... 40 mA。

接下来，将 UMZCH 加载到相当于 8 欧姆电阻的负载上，并向 3H 发生器的输入施加频率为 1 kHz、幅度为 1 V 的信号，检查是否存在输出端幅度约为 16 V 的正弦信号。与该值存在显着偏差或波形失真的原因通常是错误安装或使用了故障元件。

进一步，暂时关断电容C1，通过容量为73μF的K17-1,5电容，将摆幅约为0,25V、频率为100kHz的“曲折”信号馈送到UMZCH输入端；电容器C4的选择实现了瞬态振荡过程的最小幅度和持续时间。检查完毕后，电容器C1安装到位。结果可能根本不需要电容器。到此设置就可以算完成了。

该放大器的特点是乐器声音自然、开放、轻盈，失真度低，有助于详细再现声像的空间场景和微观动态。 AC S-90D 用作扩音扬声器。

文学

Dyakonov V. P. 等人，强大场晶体管上的器件电路。 - M.：无线电和通信，1994 年。
Ataev D. I.，Bolotnikov V. A. 高质量声音再现的实用方案。 MRB。 - M.：无线电和通信，1986 年。

作者：Ya.Tokarev，莫斯科

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