6P3P三极管接法甲类单端功放

文章摘要： 许多发烧友很喜欢纯三极管甲类单端无反馈放大器的音质。300B、2A3、845、211等三极管价格相对较高，6GA4、6RA8、6CA10等专为音频功放设计的欧美功率三极管国内又无仿制品。如将五极管改接为三极管，造价相对低廉，拓宽了器件来源，不失为一个好办法。几十年前的威廉逊功放就是这么做的。但是，其理论支持何在，细心的发烧友已不满足于照图施工，追根究底一定要弄清楚是为什么。 五极管和三极管的构造原理如图1所示。功率三极管板极离阴极较近，板阴之间的电场强度较大，电子在较大的电场力推动下(F=q·U/S)以较大的加速度飞向板极。在栅极离阴极距离和栅网密度等条件不变的情

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    许多发烧友很喜欢纯三极管甲类单端无反馈放大器的音质。300B、2A3、845、211等三极管价格相对较高，6GA4、6RA8、6CA10等专为音频功放设计的欧美功率三极管国内又无仿制品。如将五极管改接为三极管，造价相对低廉，拓宽了器件来源，不失为一个好办法。几十年前的威廉逊功放就是这么做的。但是，其理论支持何在，细心的发烧友已不满足于照图施工，追根究底一定要弄清楚是为什么。
    五极管和三极管的构造原理如图1所示。功率三极管板极离阴极较近，板阴之间的电场强度较大，电子在较大的电场力推动下(F=q·U/S)以较大的加速度飞向板极。在栅极离阴极距离和栅网密度等条件不变的情况下，板极离阴极越近，板内阻越小。如6AS7G (即6N5P)。但其功耗过于集中，板极损耗不易做大。而五极管或束射四极管的帘栅极离阴极很近，板极距阴极稍远，板极大小就不太受限制了，因此板极损耗容易做得大一些。
 
图1 五极管和三极管的构造(顶视图)
    接成三极管后，在阴极与帘栅极间大的电场强度下，电子在电场力的推动下作加速运动，而经过帘栅极的电子已具有很高的速度。又因为在三极管接法中帘栅极已接通板极，两极属于同电位，在帘栅极与板极问的电场强度为零，电子便匀速飞向板极。这时的板极特性等效于从较远处移动到了离阴极较近的帘栅极位置，具有了帘栅极与阴极间近距离板极的等效特性，即低内阻、低放大系数特性。这时，电子管的放大系数μ就是栅极对帘栅极的放大系数。一般功率五极管中，栅极对帘栅极的放大系数μ都在10以下，因为内阻Ri=μ/s，所以五极管改变为三极管后内阻非常小，而功率损耗却可以做得很大。新型大功率音频专用功放管6CA10便是这种构造，其帘栅极在管内就已接通了板极，对外呈现低内阻纯三极管特征，板极功率损耗相当大。
    五极管改接为三极管后，电路的计算与原五极管有很大的不同，这是因为板极特性曲线与原五极管的板极特性曲线完全不同。图2为6P3P改三极管后的板极特性曲线，曲线中完全没有了五极管板极特性中的饱和点。因此，输出阻抗不像五极管那样固定，有了一定的宽容度。对甲类单端机而言，影响工况的因素有最大板耗Pam 最高板压Uam 最大板流Iam，以及该板流下的管压降Us、静态板流Ia、电路的效率η等。其中静态板流Ia应为最大板流Iam的1/2。在Ua为一定值时，管压降Us约为板压Ua的60％，将达到最大输出功率，但此时板耗很大，效率不高，电路阻尼特性也略差。而管压降Us在总电压Ua中所占比例越小，效率便越高，电路阻尼特性也越好，但输出功率下降太多。这是一对矛盾，因此要进行权衡，Us应选在输出功率相对较大、效率相对较高之处。同时，输出阻抗尽量采用整数，以便与成品变压器相匹配。从以上多方面考虑，提高电源电压是比较有利的。而管压降Us与静态板压Ua的之比Us/Ua通常在50％到25％之间。具体计算方法可由以下实例说明。
    束射四极管6P3P为6L6GC的全等效管，其板极功耗为20.5W，接成三极管后内阻仅为1.7kΩ。作甲类单端功放很有利。该管价格低廉，来源充足，目前还有生产。纯三极管甲类单端功放要做到较高效率十分不易。使用较高的板压可使零栅偏压时管压降Us在总电压Ua中的比例下降，管效率便可提高，但不应超过极限板压，即在允许范围内，板压Ua尽量用得高一些。附表为6P3P三极管接法在250V板压时的工况。管效率不高，目的是推动乙类功放，输出功率只有1.4W，显然太小，远不如300B和2A3，但将板压提高到400V后，情况则大不相同了。
 

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