[实用新型]低成本高性能滑动甲类桥式放大器

说明书

本实用新型涉及半导体功率放大器。

自晶体管功放问世以来，人们一直不断地研究如何使晶体管功率放大器的放声质量达到甚至超过电子管功放。其中一个研究方向是使功放电路工作点可随输入信号的大小滑动，不使功放管工作到截止状态，使功率放大器既有甲类放大的低失真，又有乙类放大的高效率。至今实现这个目标的方案已有多种，但就其附加电路的复杂程度，在批量生产中实施的工艺可行性，还有性价比方面的矛盾，总而言之，在实用性方面，尚未见有一种可适用于大批量生产的电路方案。

图1示出了一种现有技术的乙类桥式推挽功放电路，它利用晶体管集射极倒相带动四角电压推动管BG9、BG11、BG13、BG15。

本实用新型的目的是试图提供一种由上述图1电路改进而来的滑动偏置甲类电路，希望它能以电路简洁、低成本、高性能以及良好的生产工艺实施性有益于电声领域及其产品。

本实用新型的目的是这样实现的：1、在图1所示的现有技术基础上，在电压推动管的两个集电极之间插进一个恒压偏置电路（见图2），使其对末级功放管的偏压大小，由流过推动管的集电极电流Icc的大小来决定，亦即只要调整输入差动级恒流管发射极回路中的可调电阻值，就可以改变末级功放管的工作状态，图2中BG16′与BG16、BG12′与BG12组成复合输出管（图1电路左边的单端推挽部份也作同样的改进）。2、在输入级差动    电路恒流管的发射极回路中取消可调电阻W，改用图3（称为实现工作点随输入信号大小滑动的附加电路）中晶体三极管的集、射极之间的等效电阻来代替，以使功放电路的工作点受输入信号大小变化而滑动，下面作进一步说明。通常对单端（或桥式）推挽功率放大器的设计均是通过调整恒压偏置电路中的两个分压电阻中的一个阻值来确定末级功放管的静态偏流的，而本实用新型为了实现一点控制，将插入的恒压偏置电路中的分压电阻固定起来，改由电压推动管集电极电流的大小来确定该恒压偏置电路对功放末级的偏置状态。由于调整输入差动级恒流管发射极回路中的可调电阻即可决定电压推动管集电极电流的大小，于是只要实现W的阻值随输入信号大小而变动，即可使功放工作点随信号大小滑动。图3电路的工作原理如下：图3电路的输入端接在信号源的输出端上，由于R₁′的阻值很大，不会影响信号源向别的电路提供信息。输入信号经由R₁′与R₂′组成的分压衰减器后送到高输入阻抗，低输出阻抗的放大器AⅡ的正相输入端，无信号时调节R₄′与R₅′的分压比使AⅡ输出的直流电位能使D′导通，并且C₃′在静态时已充电，此时BG18尚未进入深饱和状态，它相当于一个等效电阻，其值与R₁₀阻值之和正好使功放电路末级被偏置在数毫安电流上。但当BG18深饱和时，R₁₀的取值大小则使功放电路进入纯甲类工作电流状态。在输入信号作用下，BG18的基极对地电位便随之有微小的增加，BG18就趋向更深的饱和状态，即它的等效电阻会进一步减小－－直至输入信号的增大使功放最大输出波形刚刚出现削顶时减小为零。AⅡ的输出信号经D′整流后由C₃′平滑滤波供BG18的基极电位作平滑的微弱升降。应指出的是C₃′随信号增大的被充电不是从零电位开始的，故C₃′的值取得不大，且充电时间很快（D′的导通电阻也很小），功放电路随输入信号的增大而作出的工作点抬高的响应也就相当之快。由于BG18的实际工作范围很窄，大约在其V_CE≈0.4V到V_CE≈0.015V之间，故对AⅡ的输入信号幅度范围有较为严格的限定。调整R₂′的大小使分压确当时，可使BG18的等效电阻的变化正好对应于功放末级从无信号时的电流微偏状态到最大输出信号时的纯甲类偏置状态，并且在BG18的这段较窄的受控变阻范围内，功放工作电流随输入信号的变化是近乎于线性的。为了使工作点随信号滑动的响应尽量及时，图3电路的输入端应是接到功放电路之前的前置放大器电路中音量电位器之后的。