制作简易的分立元件50瓦高保真功率放大器

文章摘要：电子爱好者在自制30瓦以上的音频功率放大器时总是设法采用集成功放电路，这样的确会使制作工艺简化，但却使得制作者不易领会电路原理，因而分立元件的功率放大器仍有存在的必要。本文介绍的50W放大器的原理图如图1所示。电路中只有六只三极管，由单电源供电。当THD（总谐波失真）为1%、电源不稳压时连续输出功率为50W：当THD为5%，电源稳压时动态输出功率为60W，当THD为1%、电源稳压时动态输出功率为60W。在额定连续功率范围内，输入端无论短路或开路，交流声及噪声均小于82.3ｄＢ,此时灵敏度为100mV，输入阻抗为8.2欧。图2 是其功率与失真关系曲线，图3是相对频率响应曲线。放大电路的功放级由互

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电子爱好者在自制30瓦以上的音频功率放大器时总是设法采用集成功放电路，这样的确会使制作工艺简化，但却使得制作者不易领会电路原理，因而分立元件的功率放大器仍有存在的必要。本文介绍的50W放大器的原理图如图1所示。电路中只有六只三极管，由单电源供电。当THD（总谐波失真）为1%、电源不稳压时连续输出功率为50W：当THD为5%，电源稳压时动态输出功率为60W，当THD为1%、电源稳压时动态输出功率为60W。在额定连续功率范围内，输入端无论短路或开路，交流声及噪声均小于82.3ｄＢ,此时灵敏度为100mV，输入阻抗为8.2欧。图2 是其功率与失真关系曲线，图3是相对频率响应曲线。
放大电路的功放级由互补对管射极限随器构成，大环路的负反馈使驱动互补对管的信号保持在线性范围。该电路在结构上确保了两只功放管不同时导通，防止了对电源的短路。
理想的晶体管应能迅速导通或截止，但是实际上三极管开关速度有限，大功率管尤其是这样。当输入互补对管的变化信号迅速翻转时，有可能使两只管子同时导通，造成过大的电流，为此，在选择互补功放对管时，应采纳开关速率与传输特性折衷的方案，并在其输入端加入高频去耦电容。
末前级三极管Q4工作于甲类状态，其静态集电极电流等于电源电压减去Q5、Q6基极公共端电位除以电阻（R13+R14）。为使该甲类放大器工作于最佳状态，应保持R14中的电流恒定，因此加入了自举电容C7。
由于晶体管的存储效应，在高音频范围内，作为乙类放大器的Q5、Q6互补对管不再处于纯乙类状态。
从 R15、R16的公共点引入的直流负反馈为输入级建立了偏置电压，它使Q5流过很小的电流。Q5、Q6的输出电压同时也为激励级建立了偏置。对Q3加入了交、直流负反馈，反馈深度决定于R9、R10的比值及Q3的Vbeo当然R9、R10的比值也影响了Q5、Q6公共输出端的静态电位。交流负反馈使放大器具有较高的频率上限，带宽的稳定性决定于Q1，Q1通过从引入的负反馈而稳定工作点。
Q1的输入电路为常见的直流耦合电路，调节R4、R5及R6可使Q1、Q2工作于最佳状态。
大环路的负反馈决定于R15、R16的比值，本电路电压增益为10倍。为使负反馈能够起作用，输入电路中加入了隔离电阻R1。
由于功放级处于乙类状态，仅在有信号时才有功耗，所以功放管的散热片可适当小一些。又由于省去了发射极电阻，因而减小了对电源的消耗，使功放管能够获得更高的工作电压。
要想进一步提高输出功率，可将功放级改为甲乙类放大器，亦可换用功率更大的三极管。
电原理图中各晶体管的型号可用如下代替：Q1、Q2、Q3：2SC2547E，可选用国产小功率硅NPN管，如3DG12、3DK4等代用。Q4、 Q5：2N3055。可选用国产大功率高反压硅管PNP管3DD71，3DD12等。Q6：MJ2955，可选用国产大功率高反压硅PNP管3CD10D 等。