利用升壓三極管獲取更多功率的方法
圖1 五極管(a)能輸出比三極管(b)大得多的功率,但采用升壓三極管配置除外(c)。
* 熱電子陰極:電子源(對應(yīng)于JFET源極);
* 控制柵極:控制陰極電流;在相對于陰極的負(fù)電位下工作(對應(yīng)于JFET柵極);
* 簾柵極:靜電屏蔽控制柵極和板極,從而減小陽極電壓對陰極電流的影響;在相對于陰極的正電位下工作;
* 抑制柵極:防止二次電子離開陽極到達(dá)簾柵極;在陰極電位下工作;
* 陽極:收集電子(對應(yīng)于JFET漏極)。
圖2 五極管的負(fù)載曲線表明,陽極可在陽極電壓僅為50V時吸收150 mA電流。
圖2示出了控制柵極電壓為0 ~ -25V和簾柵極電壓為250V時的五極管特性曲線。請注意理想化的負(fù)載線以及該五極管可以在板極電壓僅為50V時吸收150 mA的陽極電流。高電壓增益、高陽極阻抗和高輸出功率是五極管放大的三個特點。只要將簾柵極與陽極直接連接,該五極管可以以三極管模式工作。低電壓增益和低輸出阻抗是這種模式的特點。圖3示出了三極管曲線與五極管曲線的差別。這些曲線代表0 ~ -90V的控制柵極電壓。請注意負(fù)載線以及在三極管模式下板極無法在板極電壓低于200V時吸收150 mA電流。這一事實大大限制了放大器效率及輸出功率。但是,盡管輸出功率有限,一些人還是更喜歡三極管模式,因為他們聲稱它能產(chǎn)生一種優(yōu)秀的音響放大器。對于圖1c所示的升壓三極管電路來說,你只是在標(biāo)準(zhǔn)三極管放大器電路上增加一個100V簾柵極-陽極電源(圖4)。這樣做就使三極管特征曲線向左平移了100V(圖5)。請注意負(fù)載線以及板極此時可以在陽極電壓僅為100V而不是純?nèi)龢O管模式電路所要求的200V時吸收150 mA電流。你可以利用升壓三極管放大獲得大得多的功率,并仍然保持三極管放大的特性。在使用MicroCap-7評估軟件(http://www.spectrum-soft.com/)對三個單端A類音頻放大器進(jìn)行Spice仿真中,靜態(tài)陽極電流的控制柵極偏置為75 mA,而交流柵極信號只是短少放大器限幅。變壓比可為五極管提供5 kΩ的陽極負(fù)載阻抗,為三極管和升壓三極管提供3 kΩ的陽極負(fù)載阻抗。表1給出了這些參數(shù)。
圖3 純?nèi)龢O管需要200V陽極電壓才能吸收150 mA電流。
圖4 一個100V簾柵極電源可將一個普通三極管轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€升壓三極管。
圖5 升壓三極管的陽極可在陽極電壓100V時吸收150 mA電流,而純?nèi)龢O管則需要200V陽極電壓才可以。
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