在众多的分立元件功放电路当中,普遍采用互补功率对管组成输出级电路.使用精确配对的NPN和PNP功率对管组合工作能够发挥优秀的电气特性,完美地组合出音频信号的整个波形,并且能够确保相当低的非线性失真度.然而这只是理想化的假设情形,在实际运用中要实现NPN和PNP功率对管的精确匹配是十分困难的.
首先在晶体管制造过程中由于工艺和结构的差异,NPN和PNP管的特性曲线很难实现完全吻合,所谓的"对管"也只是特性相近而已;再者晶体管不同批次间的参数离散性很大,在大量同型号NPN和PNP对管中筛选配对的成功率并不高.另外配对选管需要事先对待选管进行一定时间通电老化,而且需要借助专用的晶体管测试仪器才能完成配对的全部工作,这些工作在业余条件下实现起来相当复杂,投人也高.本文介绍的准互补功放电路采用两个同极性NPN管替代NPN和PNP对管,回避了选管配对的复杂过程,适合在业余条件下制作出高性能功放电路,此种方法供大家参考.
一、设计思路
其实准互补输出级早在晶体管功放设计时就提出来了,当时由于晶体管制造水平的限制,还不能制造出大功率的PNP晶体管,所以功放电路只能采用两个相同的NPN功率管组成互补推挽输出级,因此叫准互补输出级.具体方法是采用复合管连接形式,利用一对小功率NPN和PNP对管分别实现与两个NPN大功率管的复合,使整体输出级等效于采用NPN和PNP功率对管的互补推挽电路.这样做的优点是可以避免在不同极性的NPN和PNP功率管中筛选配对的工作,可以直接使用相同型号的两个NPN管组成输出级电路.由于同型号NPN管之间的特性差异不大,只要在相同批次NPN管中用数字万用表Hfe挡即可选出相近的两个管子,操作相对简便.采用准互补输出级的功放整体性能不比互补输出级功放差,在某些声音细节的表现方面还优于互补输出级功放.因此很多功放集成电路都采用全NPN准互补输出级,如LMl875、LM3886等着名功放集成电路,可见一斑.
二、电路分析
双声道电路原理图见下图,总体分成放大电路、电源电路和保护电路三部分.左右声道的放大电路完全相同,下面以左声道电路为例说明.输入信号首先经过双联音量电位器RPI,再通过输入耦合电容C2、C4耦合到差动输入级电路,C4采用铝电解电容,C2采用薄膜电容并联在C4两端用来改善C4的高频特性.R10、C6组成一阶RC低通滤波器以过滤外界高频杂波,VT1、VT2组成差动输入级电路。