功放常用的元器件知识

玩音响是一个系统工程，DIY功放同样如此，除考虑成本外，还要考虑元器件的采购与选配，以及相关器件与各种板卡的装配，不是随便购买器件就可用的。

在专业音响领域，专业散热器大量使用，如下图所示为ZY~01型散热器的外观图。

其中图上为内侧页面，图下为外侧页面与页面宽度。该散热器分A、B两款，A款内部叶面高度为90mm，外部叶面高度为120mm, 叶面厚度为65mm。B款内部叶面高度为60mm，外部叶面高度为84mm, 叶面厚度为60mm。

以图所示的散热器为例，其底部可平放在机箱低部，功率管可固定在内侧的叶面上，上下的两个叶面都可安装功率管，功率管可对称安装，如下图所示。

散热器的长度可根据需要截取，比如15cm、30cm、80cm等等，可安装多对大功率管，如图所示。

好思路我们要学习，好器件我们要借鉴，若DIY功放，ZY~01型散热器是一个较好的选项，可能我们不必装配很多对功率管，2~4对大功率管即够，并且可把电压放大级部份电压放大管与电流放大级的中功率预推动管、大功率推动管及温度补偿管与热敏电阻都安装在ZY~01型散热器一起，如下图所示。

站在发烧的角度来看，虽然ZY~01型散热器不能满足部份高烧人士的需求， 但该散热器较实用，我们可以用该散热器直接当作后级功放的侧板用，这时散热器可外露以加强散热。该散热器也可内置在机箱内，左右声道各用一个，方便整体部局，如下图所示。

2、大功率功率管

多数音响发烧友对一些平价易购的器件视而不见，总喜欢购一些炒作的“管王”或“发烧器件”，但“管王”或“发烧器件”都是相对的，是在特定时期或在特定环境下为了某些利益被少数人称呼。在专业音响， 低价的原装小功率管2N5551、2N5401大量使用，发烧友确看不上它，情愿采用贵数十倍售价的小功率发烧管、金封管，不愿从电路上去挖掘潜能。如今发烧管众多，国内市场易购的大功率对管达数十种，但考虑到使用场所不同，优先考率如下5款：2SK1058、2SJ162；2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858、2SA1494；MJ15024、MJ15025。部份参数如下：2SK1058、2SJ162：100W、 7A、160V、TO-3P；2SC5200、2SA1943 ：150W、 15A、230V、TO-3P；NJW0281、NJW0302：150 W、15A、260V、TO -3P；2SC3858 2SA1494：200W、17A、230V、MT -200；MJ15024、MJ150 25：250W、16A、250V、TO-3。

由于易购、平价的2SC5200、2SA1943；NJW0281、NJW0302；2SC3858 2SA1494；MJ15024、MJ15025被很多专业音响厂或HIFI音响 生产厂家大量使用。

如上图所示，这些大功率管售价低主要原因是国内这些厂家使用量大，功率管生产厂家特有的销售策略，使其盟主地位多年不被动摇。

3、氧化铝散热片

音响生产厂家多使用矽胶片与云母片作集成IC功放与大功率功放管的绝缘与传热， 如下图所示：

由于售价低，这两种绝缘片被大量使用，矽胶片方便裁剪，导热系数为1 w/m. kz左右，一些小功率集成IC功放大量使用，如TDA2030、LM1875 等等。云母片导热系数为1~2w/m.k，一些大功率对管大量使用，如 2SC5200、2SA1943 与 2SC3858 2SA1494 等等，云母片较脆，需凃导热硅脂配合使用。这几年国内已有厂家开发生产了氧化铝绝缘片，传热性能大幅提高，导热系数为25w/m.k左右，长期工作温度最高可达1480℃，如下图所示，一些高级音响生产厂家使用。

4、电容

A.滤波电容：

这几年国内部份电容器生产厂家为适应市场需求，开发了很多规格的音响用电容。如HS系列容量为4700μF、6800μF、10000μF，耐压 为50V、63V、80V、100V等多种规格的FOR audio电容，还可定制特殊规格的电容。通过材料设计、工艺突破、结合核心电解液添加剂，这些电容有如下特点：低损耗、低E.S.R 、低漏电、耐高纹波电流等特点，85℃带负载寿命5000小时；105℃带负载寿命4000小时。HS系列电容可让音响系统其音效声场清晰、低频更加厚实、中频自然顺滑、高频晶莹透彻更有鲜活感，具有挑战进口名牌电容的实力，主用于HIFI级功放、专业音响电源滤波，如下图所示为国产HS系列 10000UF 80V电容的外观图。

B.CBB电容：

国产金属化聚丙烯轴向电容器即CBB电容，用镀金属聚丙烯膜作为电解质、电极绕制而成，采用镀锡铜线环氧树脂灌封，容量在0.01μF~100μF，耐压在100V~630VDC，损耗角正切值在0.01%~0.08%，在音箱分频与胆机制作大量使用，如下图所示，国产电容具有较高的性价比。

部份采用铜膜或银膜的电容损耗角正切值小于0.005%，能够满足特定用户的需求。

5、变压器：

A.电源变压器

功放电源变压器几乎都是在国内加工生产，为国内专业音响厂订制的大功率变压器铁芯多选用进口整条0.23mm或0.27mm的直纹片或斜纹片卷制，230V输入范围可达到300V不饱合，230V~260V无震动、无牛叫、无噪音。采用无氧铜漆包线绕制线圈，采用无氧铜杆镀银线、或裸铜电子线作引线，外观多采用透明、白色、黑色、聚脂膜、高温黑纱布封装，如图15所示，这类订制的变压器同样可用于DIY HIFI功放。

B.音频变压器:

小功率音频变压器多用来隔离、滤波、声音处理等。

6、功放电压放大模块：

国外很多公司上世纪八十年代与九十年代推出了很多功放驱动模块，可简化电路设计，使生产功放简易很多，在发烧圈STK3048与STK6153较为“受宠”。国内外也有厂家开发出一些音响模块，如马兰士的HDMA电压反馈模块与电流反馈模块。时过景迁，很多模块已退出市场，比较看好的是国内的 LM4702、LME49810与LME49830 ，如下图所示。

特别是LME49810 、LME49830高耐压，最高可达正负100V供电，可输出较高的电压信号，若两路桥接，意味者业余条件下也有可能制作100~1000瓦的大功率功放。可看作LM4702是双声道设计、内部不包含电流放大级预 推动级，也可看LME49810 、LME49830是单声道设计、内部已包含电流放大级预推动级。

7、电子管：

国内库存还有很多国产电子管， 部份电子管用于制作前级或小功率功放， 本报有很 多电路可参考， 部份国产低价冷门管可开发用于音响领域，如图所示。

若较难购到功放推动模块，或者追求各性化的声音，也可采用前胆后石、胆石混合等方案，即用电子管作电压放大推动大功率晶体管制作的0DB功放，国内有少部份商品机采用此方案。

三极管、场效应管、运算放大器基本放大电路的结构特点与电路分析

基本放大电路是放大电压或电流的电路。

基本放大电路的结构特点

根据工作条件和电路的不同，基本放大电路的结构也有所差异，根据电路的结构和放大元件的不同，大体可将基本放大电路分为晶体管放大电路、场效应管放大电路、多级放大器和负反馈放大器、差动放大电路、运算放大电路等。

1、晶体管放大电路的结构特点与电路分析

晶体管最基本的作用之一就是放大，因此，使用晶体管制成的电路具有放大作用。

下图是晶体管放大电路的功能示意图。

在对晶体管放大电路进行识读前，应首先了解电路的结构组成。

下图是典型的晶体管放大电路。

由上图可知，晶体管放大电路主要是由晶体管、电阻器和电容器等组成。

晶体管是一种电流放大器件，当输入信号加至晶体管基极时，基极电流随之变化，进而使集电极电流产生相应变化。由于晶体管本身具有放大倍数，根据电流的放大关系，是经过晶体管后的信号放大了一定倍数，输出信号经耦合电容阻止直流后输出，这时在电路的输出端便得到了放大后的信号波形。

2、场效应管放大电路的结构特点与电路分析

场效应管与晶体管一样，也具有放大作用，场效应管是电压控制器件，它具有输入阻抗高，噪声低的特点。

场效应管的三个电极分别是栅极、源极、漏极，分别相当于晶体管的基极、发射极、集电极。由其构成的放大电路可分为三种：共源、共漏和共栅极放大器。

场效应管三种组态电路见下图。

图a)是共源放大器，相当于三极管中的共射极放大器，是一种最常见电路。

图b)是共漏放大器，相当于三极管共集电极放大器i，输入信号从漏极与栅极之间输入，输出信号从源极与漏极之间输出，这种电路又称为源极输出器或源极跟随器。

图c)是共栅放大器，相当于三极管共基极放大器，输入信号从栅极与源极之间输入，输出信号从漏极与栅极之间输出。这种放大器的高频特性比较好。

典型的场效应管放大电路见下图。

.在场效应管的漏极和源极之间加上一定电压，并串接一个电阻，那么改变或调整Ugs，就可改变Id的大小，进而改变输出电压，实现电压放大。

3、运算放大器电路的结构特点与电路分析

标准的运算放大器由三种放大电路组成：差动放大器、电压放大器和推挽式放大器。

运算放大器的基本构成见下图

基本运算放大电路有很高的电压放大倍数，因此在作为放大运用时，总是接成负反馈的闭环结构；否则电路是非常不稳定的。运算放大器有两个输入端，因此输入信号有三种不同的接入方式，即反相输入、同相输入和差动输入。无论是哪种种输入方式，反馈网络都是接在反相输入端和输出端之间。

利用运算放大器构成的温度检测电路见下图。

MC1403为基准电压产生电路，其2脚输出经电阻和电位器等元件分压后加到运算放大器的同相输入端，热敏电阻饥饿在运算放大器的负反馈环路中。环境温度发生变化，热敏电阻的阻值随之发生变化，IC1的输出加到IC3的反相输入端，经IC3放大后作为温度传感信号输出，IC1相当于一个测量放大器，IC2是IC1的负反馈电路，RP2，RP3可以微调负反馈量，从而提高测量的精度和稳定性。

基本放大电路的分析实例

1、宽频带放大电路的分析实例

典型宽频带放大电路见下图，该电路是一种典型的共射极放大电路。

该电路是一种1-250MHz宽频带放大器电路。该电路采用两级放大器作为放大电路，VT3作为输出级放大器。

主要是由晶体管放大器VT1，VT2，VT3以及相应的分压电阻器，耦合电容器等组成，其中VT1，VT2，VT3主要用来对输入的信号进行三级放大，分压电阻器主要用来为晶体管提供工作电压，耦合电容器可用来将信号耦合后送往下一级的晶体管中。

在该电路中，其输入信号由接口J1输入，经电容C1耦合后送入三极管VT1的基极，有三极管放大后经其集电极输出，并经电容C5耦合后送往三极管VT2的基极进行放大，经集电极输出，经电容C9耦合后再送往晶体管VT3的基极上，最终由发射极送往输出口J2。

2、超小型收音机电路的分析实例

见下图，它采用两只晶体管，其中的场效应管放大电路采用了固定式偏置方式。

该电路主要是由场效应管VT以及晶体管2SC2001，耦合电容器C1和C4以及周围元器件组成。场效应管VT用来进行高频信号的放大。

由外接天线接收信号，经C1进入LC振荡电路。LC振荡电路由磁棒线圈和电容组成，谐振电路选频后，经C4耦合至场效应管VT的栅极，与栅极负偏压叠加，加到场效应管山脊上，使场效应管VT的漏极电流相应变化，并在负载电阻R1上产生压降，经C5隔离直流后输出，在输出端得到放大了的信号电压，放大后的信号送入三极管2SC2001的基极，该管还具有检波功能，将调制在高频载波信号上的音频信号检出，输出较纯净的音频信号到耳机。

3、电容耦合多级放大器电路的分析实例

典型的电容耦合多级放大器电路见下图。

该电路由两个共发射极晶体管放大器连接而成的电容耦合两级放大器，可获得较高的放大倍数。信号经过电容器C1耦合到共发射极晶体管VT1的基极，经集电极输出通过电容器C2耦合到后级共发射极晶体管VT2的输入端（基极）。

使用电容器C2耦合，就可以防止某极放大器的直流偏压影响下一级的直流偏压，但是交流信号能够通过耦合电容送入下一级电路。

4、小型录音机音频信号放大器的分析实例

见下图，该电路是一个由多级放大器和负反馈放大电路组成。可将话筒输入的音频信号放大，然后送入录音头，用来保存声音信号。

该电路主要由话筒、电位器、晶体管放大器以及周围的分压电阻器，耦合电容器，反馈回路中的电容器等组成。其中VT1，VT2，VT3组成多级放大器。

话筒信号经电位器RP1调整后加到晶体管VT1，R4接在VT1的发射极作为电流负反馈电阻稳定直流工作点，C3为去耦电容使VT1交流增益提高。音频信号经三级放大后加到变压器T1的初级线圈。VT3的集电极输出经R18，C16反馈到VT1的基极，用以改善放大器的频率特性。该放大器的输出采用变压的方式可以补偿高频信号。

5、OTL音频功率放大器电路的分析实例

见下图。该电路的输出级是一个典型的差动放大器电路，其输入级采用VT1和VT2组成的差动放大器进行音频信号的放大。

VT1、VT2构成差动输入级电压放大器，VT3是推动管，VT4和VT5为功放输出管的静态偏置二极管，VT6-VT9构成复合互补对称式OTL电路，是输出级电路，其中VT6和VT7为两只NPN型同极性复合管，等效成一个NPN型晶体管，VT8和VT9是PNP和NPN复合管。等效成一只PNP型晶体管。

输入信号经过耦合电容C1加到VT1的基极，经放大后从集电极输出，直接耦合到VT3的基极，放大后从集电极输出。VT3集电极输出的正半周信号经VT6和VT7放大，由C7耦合到SP1中，VT3管集电极输出的负半周信号经VT8和VT9放大，由C7耦合到SP1中，在SP1上获得正、负半轴一个完整的信号。

VT1和VT2构成单端输入、单端输出式差动电路，是一级电压放大器。VT1基极偏置由R1提供，VT2基极偏置由R7提供，R7的右端接输出端，其直流电压为1/2（+V）。

推动极VT3的基极电压取自VT1的集电极，这两极之间采用直接耦合方式。C5是VT3的高频电压并联负反馈式消振电容，它容量小，对音频信号而言呈开路，对高频信号容抗很小，具有大的负反馈作用，以抑制放大器可能出现的高频自激。

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