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电子管高μ三极和五极管RC耦合放大器

★★★★★【文章导读】：电子管高μ三极和五极管RC耦合放大器具体内容是：高μ三级管的μ在30以上，后期开发的型号常达70～100，此举完全为适应上世纪高增益放大器的要求，当时的信号源，电声转换器件输出电平很低，例如mic的输出低可低至uv级。高级唱片拾音器也多在1mv以下，即使要驱…

来源：日期：2013-12-14 9:26:29 人气：标签：

　　高μ三级管的μ在30以上，后期开发的型号常达70～100，此举完全为适应上世纪高增益放大器的要求，当时的信号源，电声转换器件输出电平很低，例如mic的输出低可低至uv级。高级唱片拾音器也多在1mv以下，即使要驱动3w的2a3a类放大器，前级电压增益也常在50000倍以上，高u管、五极管的高增益当时几乎是不可或缺的设计。

　　无论高μ、低μ三极管，其结构原则相同，由于u的提高，根据u=rixs，则内阻和跨导两者必有其一为高值方可，鉴于s的提高涉及技术水平、阴极发射能力的限制，故小功率电压放大管均采取高内阻的方案(后期开发的高跨导三极管均用于uhf、tv，电子计算机除外)。所以说高μ三极管，同时必有高内阻。根据前文关于低μ、中μ三极管特性的分析，可以确认高内阻必有负面效应。同时，在目前高μ也并非完全必要，名胆机中采用高μ管无非是为了弥补其深度负反馈引起的增益损失，或者驱动低阻抗输出的阴极输出器。除上述情况以外，以目前音响输入电平而言，采用高μ管是须谨慎的，为了说明高u管的特殊性，此处仍按负线特性分析其工作情况。

　　下图a为常用高μ双三极管6n9p、6sl7的特性曲线族。由图中可直观看出，在6sl7 高板极供电300v时，允许栅负压变动在ug=-5v以内，如涉及截止区失真，则ug应在-4v范围内。为此，图中以ea=300v，各作出ra=50kω的负载线ab，和ra=150kω的负载线cb，两种负载条件下的工作点分别为o点和01点，工作点ia0、ua0，以及板流动态范围iamax-iamin如图所注。由下图a中可见高u管工作特点是：

　　1.ug和la动态范围大为减小，由于工作点为ug=-2v，所以上述ra=50kω、ra=l00kω时输入信号幅度均以2vpp为限。所以高μ三极管即使用于数字音频放大器的第一级小信号放大，也难免有大信号失真，故负反馈是必不可少的。

　　2.ra值由50k0增大到100kω，单级增益由37倍增大到48倍（计算同前），但由于大信号失真的限制，此高增益放大仅适用于输入0.5vpp以下的弱信号放大中。美国沙尔文公司给出的数据表明，为了使输出信号失真度小于1%，输入信号不宜大于0.1vpp，thd允许到5%，则可输入0.5vpp的信号，此为高u放大器无反馈应用的限制。需注意的是，此为ea=300v时的限制，当ea降低，负载线的长度缩短，工作点ug进一步减小，而且负载线斜率变缓，负载线所涉及瞬时板流均处于ug～ia特性弯曲处，使非线性失真更大，输入动态受限。使用中继续增大ra的后果也相近，即使ea保持不变，另将ra增大到5xri以上，负载线跨度虽来减少，但已近似为平行于x轴的水平线，基本负载线处在ug～ia截止点附近，极难得到线性良好的放大。沙尔文公司给出12ax7在ea=l00v，ra=470k的应用警示例当输入0.lvpp信号时thd为3.2%，信号输入增大到0.17vpp，thd即上升到5%以上。上述结论说明，在无负反馈条件下采用高μ管，在数码音源放大器中既无必要也属自讨苦吃。

　　3．u越高三极管动态范围、栅负压值必然越小，允许失真度下输入信号也越小，6sl7的栅负压以ug=-2v（ea=300v）为限，μ=l00的12ax7则ug=-1.5v，12au7的μ＜20，ug=-8.5，因此在cd机中用12au7，即使无负反馈，输入2vpp信号，前级失真也不会超出1%0如此结论是否说高μ管就无用武之地了呢?物尽其用，在某些特殊情况下高μ管仍有其优势，在现代的hi-fi音响中也不能舍弃。

　　首先是高μ、高增益放大是负反馈电路的良好搭档，为提高负反馈，必须有足够的开环增益，如果要在不增加放大级数的条件下得到高开环增益，采用高μ放大管是佳方案。音响放大电路中某些功能电路完全依靠反馈作用完成其特有功能，如自平衡倒相器、长尾式倒相器，其平衡度取决于反馈量。采用μ值较高倒相管，可保证高度平衡，兼顾到倒相器的动态范围与全机的配合，当采用高μ管6sl7等作倒相时，倒相器宜置于前置级之后，且倒相器后需设置足够动态的对称平衡放大器。如果输出级驱动要求不很高，也可选择μ在30左右的6n7p、6dj8等中μ双三极管，后期有足够的平衡度且兼具较大的动态。

　　阴极输出器的优良特性使之在名机音响中广泛采用，为了弥补阴极输出器的增益损失，高μ三极管也成为其良好搭档。即使阴极输出级本身为了有更低的输出阻抗，μ也极其重要。当电子管μ远大于1时，可以认为阴极输出器输出阻抗ro≈ri/μ，所以，采用高μ管可使阴极输出器得到更低的输出阻抗。但是绝不要忘记，千万勿轻易让高μ管介入ndnfb的hi-fi放大器。

　　高μ三极管的“同党”五极管
　　
　　从性能上说，五极电压放大管属高μ三极管的顶级产品，从放大系数而言，根据五极管的内阻和跨导推算出的μ可达1000以上（业界历来不以μ区分五极管，因为ri过大，μ与增益的关系已无直接联系，高μ五极管的提法是“外行语”）远高于三极管，ri也近乎天文数字。

　　此条件使五极管可拥有高达200以上的单级电压增益，遗憾的是仅此而已，它也把高μ三极管的负面效应发挥到极致。下图b为五极管6j8、6sj7的特性曲线族，不难看出，高μ三极管的弱点更甚于三极管，同时线性又远不如三极管（由曲线族看出，同样△ug为o.5v的变置，ugl从-0.5v到-1.0v，板流变量比ug-3v～3.5v将近大过两倍…）。所以，在目前hi-fi音响中五极电压放大器已近销声匿迹，即使少数欧洲各机偶有采用，也必将伴有多路、大剂量的负反馈。

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