高效率低失真HEXFET功放

　　一、电路简介

　　本功放是《电子报》去年第11期第14版电路的升级版。

　　由图可知，本功放可看作是两级独立放大电路的组合，IC1主要起缓冲和输出中点稳定作用;整机增益主要由后续Q1～Q10构成的“倒达林顿”输出级完成(这种安排既发挥了运放优良的平衡特性又使整机速率不再受限于运放自身的SR)。由Q1～Q4接成共射共基串联激励器;Q5、Q6作阻抗变换，对末级的场效应功率管进行强力驱动以克服其数千pF输入电容对高频的影响;而Q7～Q10则是作漏极输出用的HEXFET功率管。上述电路设计良好时可获得高效率和低失真，可避免HEXFET因高开启、高激励电压(VGS=3～5V)导至输出阻抗上升、输出功率损耗大的不足。实践表明，本功放的“倒达林顿”连接比常规的多级达林顿射随器或源极输出器有着更低的开环输出阻抗(低失真)和更高效率(输出幅度接近电源电压)。

　　功放的一些附属电路：Q11、Q12是为IC1和输出级之间提供线性耦合的恒流源;Q14、Q15是电源纹波隔离恒流源;Q13、LD1～LD3等和上述恒流源共同构成输出级的高精度偏置电路。还有D1、D2防止IC1电源与其他各部分混淆，D3～D6作输出管栅、源保护。另外R1/R2(12dB)，R3/R4(24dB)，分别是IC1和输出级的本级负反馈网络;整体不设大环反馈，即整机增益为36dB。

　　二、元件与制作

　　元件方面，IC1可选OPA637、LT1028等低噪高速FET运放;Q13、Q5和Q6要求高β及低饱和压降;Q1、Q4用视放管;Q7～Q10是1R公司的低阻大电流场效应对管——1RF9640(P沟)和1RF640(N沟)。

　　实作提示只有一点：在不加中点伺服(R6、C1)且断开R5的情况下，输出中点电位应低于30mV、无振荡。否则各对称元件(尤指Q11、Q12之类JFET)应重新配对并改良布线。至于HEXFET，只要令各并联管的VGS尽量一致即可。其他参数已标于图中，在此不再赘述。

　　三、测评

　　笔者用XFS-9B信号发生器、双踪示波器对功放作了简单测试：本机对音频范围的正弦波、方波响应平直;试验中从A点输入信号，当C2用到47pF时已完全克服输出波形的任何异像，也就是说输出级的-3dB落点达2MHz以上(整体频响仍受运放、伺服电路限制但仍优于5Hz～220kHz -3dB)。在±55V及±75V两种供电下，削波前的输出分别是34V、50V(RMS)，可见其电源利用率近90%(实际效率约70%，相应的输出为145W和310W/8Ω——这是对稳压供电及最大输出而言的)。

　　听音是测试前的事且较主观。本机成功搭配过的音箱都是要求高电流驱动的单元。数月的使用中，其用之不竭的能量感和耳畔的清爽感实在可以，堪作“消暑”之用。本功放适用于配合中性或偏暖的音箱。