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怎么使用升压三极管获取功率?

我们都知道一个原理:三极管输出的功率,随输出电压不同,输出功率不同,电压越高,功率越大。三极管是靠载流子的运动来工作的,以 npn管射极跟随器为

咱们都知道一个原理:三极管输出的功率,随输出电压不同,输出功率不同,电压越高,功率越大。

三极管是靠载流子的运动来作业的,以 npn管射极跟从器为例,当基极加不加电压时,基区和发射区组成的pn结为阻挠多子(基区为空穴,发射区为电子)的分散运动,在此pn结处会感应出由发射区指向基区的静电场(即内建电场),当基极外加正电压的指向为基区指向发射区,当基极外加电压发生的电场大于内建电场时,基区的载流子(电子)才有可能从基区流向发射区,此电压的最小值即pn结的正导游通电压(工程上一般以为0.7v)。

但此刻每个pn结的两边都会有电荷存在,此刻假如集电极-发射极加正电压,在电场效果下,发射区的电子往基区运动(实践上都是电子的反方向运动),由于基区宽度很小,电子很简单跳过基区抵达集电区,并与此处的PN的空穴复合(接近集电极),为坚持平衡,在正电场的效果下集电区的电子加快外集电极运动,而空穴则为pn结处运动,此进程相似一个雪崩进程。

集电极的电子经过电源回到发射极,这便是晶体管的作业原理。三极管作业时,两个pn结都会感应出电荷,作为开关管处于导通状况时,三极管处于饱和状况,假如这时三极管到,pn结感应的电荷要康复到平衡状况,这个进程需求时刻。

下面咱们将介绍经过实例来阐明运用升压三极管能够获取更多功率的方法。虽然选用的6L6束射功率管虽然现已存在了66年,可是现在依然非常盛行地应用于电吉他扩大器中,与其同类的6CA7 (EL34)功率五极管也是高保真音响“本站”之所爱。

这些电子管的开发人员将它们规划得以五极管形式作业,而在这种形式下它们能够输出最大的音频功率。另一方面,许多高保真音响爱好者更喜爱以三极管形式作业,并且直到现在也不得不将输出功率下降50%.输出功率下降意味着他们需求更大的电源和两倍数量的贵重电子管来从三极管扩大器中取得五极管的功率。图1a、1b和1c别离示出了将6L6变为五极管、实三极管和“升压三极管”的三种衔接方法。升压三极管装备使得五极管在以真三极管形式作业时能够发生相似五极管的功率。为了了解升压三极管的作业情况,重说一下真空管理论是有利的。6L6是一个束射功率管,有阴极、操控栅极、帘栅极、按捺栅极和阳极。按捺栅极实践上是一个由两块聚束板供给的虚拟按捺栅极,可是能够将6L6束射功率管作为五极管来对待。你能够将五极管看作是具有下列电极功用的n沟道JFET:

图1 五极管(a)能输出比三极管(b)大得多的功率,但选用升压三极管装备在外(c)

* 热电子阴极:电子源(对应于JFET源极);

* 操控栅极:操控阴极电流;在相关于阴极的负电位下作业(对应于JFET栅极);

* 帘栅极:静电屏蔽操控栅极和板极,然后减小阳极电压对阴极电流的影响;在相关于阴极的正电位下作业;

* 按捺栅极:避免二次电子脱离阳极抵达帘栅极;在阴极电位下作业;

* 阳极:搜集电子(对应于JFET漏极)。

图2 五极管的负载曲线标明,阳极可在阳极电压仅为50V时吸收150 mA电流

上图2示出了操控栅极电压为0~ -25V和帘栅极电压为250V时的五极管特性曲线。请注意理想化的负载线以及该五极管能够在板极电压仅为50V时吸收150 mA的阳极电流。高电压增益、高阳极阻抗和高输出功率是五极管扩大的三个特色。只要将帘栅极与阳极直接衔接,该五极管能够以三极管形式作业。低电压增益和低输出阻抗是这种形式的特色。

图3 纯三极管需求200V阳极电压才干吸收150 mA电流

上图3示出了三极管曲线与五极管曲线的不同。这些曲线代表0 ~ -90V的操控栅极电压。请注意负载线以及在三极管形式下板极无法在板极电压低于200V时吸收150 mA电流。这一现实大大约束了扩大器功率及输出功率。可是,虽然输出功率有限,一些人仍是更喜爱三极管形式,由于他们宣称它能发生一种优异的音响扩大器。

图4 一个100V帘栅极电源可将一个一般三极管转变为一个升压三极管

图5 升压三极管的阳极可在阳极电压100V时吸收150 mA电流,而纯三极管则需求200V阳极电压才干够

关于图1c所示的升压三极管电路来说,你仅仅在规范三极管扩大器电路上添加一个100V帘栅极-阳极电源(图4)。这样做就使三极管特征曲线向左平移了 100V(图5)。

请注意负载线以及板极此刻能够在阳极电压仅为100V而不是纯三极管形式电路所要求的200V时吸收150 mA电流。你能够运用升压三极管扩大取得大得多的功率,并依然坚持三极管扩大的特性。在运用MicroCap-7评价软件对三个单端A类音频扩大器进行Spice仿真中,静态阳极电流的操控栅极偏置为75 mA,而沟通栅极信号仅仅缺少扩大器限幅。变压比可为五极管供给5 kΩ的阳极负载阻抗,为三极管和升压三极管供给3 kΩ的阳极负载阻抗。

总归,在开关电路中,三极管导通时,Uce到达最小值,此刻电流到达最大值;三极管截止时,Uce到达最大值,但电流简直为0.所以开关电路中,“开”与“关”状况下,三极管的耗散功率是很小的,而在“开”与“关”的转化进程中,Uce、Ic值都比较大,三极管接受的功率较大。而集电极电流过三极管时,会发生热量,管子因受热而引起参数的改变不超越答应值时的最大集电极耗散功率称为PCM.管子实践的耗散功率于集电极直流电压和电流的乘积,即Pc=Uce×Ic.运用时庆使Pc

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