[交流] 说说大功率管的"特征曲线"

ary · 发表于 2006-9-7 00:24

看到不少坛友对三极管还是比较陌生，看三极管的参数只限于看N型或P型、最大功率多少、耐压多少，估计有好些个坛友都是听说某某管好,于是乎见了个电路就想用这些“好”管子！我认为这是不对的，且看一下我的原因：----从“特征曲线”看大功率管的选取在此以三个比较典型的管子作为对比：MJL21194、2SC5200、MJW32811，fT2,功率问题3，线性相关4，VBE与IC5，输出特性曲线

ary · 发表于 2006-9-7 00:24

1，看fT MJL21194典型值约7M、2SC5200典型值约30M、MJW3281典型值约30M<img src="attachments/dvbbs/2006-9/200697013575118.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-9/200697013575118.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />小日本的5200没有曲线，看它的典型值跟MJW3281一样，就当差不多吧。这个图反映的是对不同IC大小信号的频率放大能力，就是当给定一个固定IC大小的正弦波时，对该信号放大的最高不失真频率点。鉴于音频信号大约在 20K 以内，算上“奇怪”音频信号的谐波分量，1M 是肯定足够的。所以这个曲线基本上是没什么看头的。不过有个结论跟这个曲线上的值有关，就是fT不同的管子放大时对相位的处理不一样，这就在相当的程度上导致了音色的不同：fT低的管子声音暖、高的管子声音丽，另外晶体管声也多半发生在频率高的管子身上。当然，这个还跟电路中对相位的处理有关。这个图有个概念就行。呵呵。

ary · 发表于 2006-9-7 00:25

5,输出特性曲线看图：MJL21193/21194

MJW1302/MJW3281

2SA1943/2SC5200

这个图也是大家都非常熟悉的，我列出来大家就能看懂了。这里可以看出来一个稳定性的问题：MJL21193/4的稳定性超好！MJW3281/1302的稳定性次之！小日本管子的稳定性那个叫差啊！呵呵，不多啰嗦了。再提一点：从这里，我看到了异性管子的配对可能性真是！#%￥！%……￥—*你说这里百分之几的配对效果是不是好夸张哦！呵呵

ary · 发表于 2006-9-7 00:25

4,VBE与IC看图：MJL21193/MJL21194

MJW1302/MJW3281

2SA1943/2SC5200

这里看到的，也是一个线性度的问题，当IC变化时，VBE并不是一直都线性的跟着他变化。不过由于大功率管多作末级电流放大，电压都在很大的范围内，所以对VBE的这点非线性还是不敏感的。不过能做点适当的静态选择使其也工作在线性区，那自然就更妙了。呵呵

ary · 发表于 2006-9-7 00:25

3,hFE的线性程度这里面学问有点大，呵呵。容我慢慢道来。看图：

首先我们看到的是，这三种管子的放大倍数都是在不同的范围：25摄氏度的时候，MJL21194约为60多、MJW3281约为105、2SC5200约为50多一点点。这个大致的范围在设计的时候也是要考虑的，电路中对这个有不有要求？受不受hFE大小的牵制？等等。接着我们看一下它的线性度，由于我们这个hFE 本身就代表着一个斜率（IC/IB），我们说线性是要保持斜率不变才算是一条直线，所以就需要hFE恒定，为一条水平线！可事实上，从曲线上看到它并不总是一条水平线，但不要紧，我们可以选取一段区域，把IC固定在这一段区域内，hFE就恒定了。这就是所谓的三极管的线性工作区了。MJL21194的线性区在0.2~2A；MJW3281的线性区在0.1~7A（这是非常优秀的）；小日本儿的2SC5200的线性程度就不好了，仅仅在1A左右会好一点。我们说在设计功放的时候应该使管子工作在线性区，所以MJL21194要用的时候我们就只能让它工作在0.2-2A间（而且在这里它是非常非常的平坦），小了点是吧？没关系，多管并联的时候就可以弥补这一缺陷了，所以我认为要用到MJL21194的时候，如果不是多管并联或者是仅仅只工作在很低的电流下面，这个选取是不成功的！！！MJW3281的表现就很好了。虽然没有MJL21194那样如此平坦的区域，但也算得上非常平坦的了。所以它只需在单管工作的时候就可以保证工作在线性区了，所以这个管子十分的好用！（所以symasym上用这个管子还是非常有道理的，呵呵）2SC5200的表现就不太尽人意了，所以我认为。单用5200的话，谐波失真肯定是个头疼的问题，多管并联的时候，也只有在每管工作大约1A才有好点的表现。那是不是就这样就完了？就这样就说明了问题了呢？不是的！因为功放中用到大功率管的时候，绝大多数情况下面都是要用到对管的。所以我们还要再把它们的对管的这个参数挖出来，要是对管也在这个IC的范围内有好线性，那么这对管子肯定非常的好用。否则就不然了。呵呵。MJL21193/MJL21194

唉，你说这个MJL2193太对不起观众了！太对不起MJL21194了！线性这么差！ MJW3281/MJL1302

这个不错，呵呵。一对儿都挺好。 2SC5200/2SA1943

也不咋样，不过还行。NND，单对用的话，综合质量还差不多有MJL21193/4呢。呵呵。

ary · 发表于 2006-9-7 00:25

2，看功率图图MJL21194最大为200W，2SC5200最大为150W，MJW3281最大为200W

这里大家注意下，所谓的最大功率并不是在任何情况下都能达到的。（温度我就不谈了，大家都知道温度高了最大功率会急剧下降，默认的都是在室温25度的情况下进行的。）最大功率是VCE与IC的乘积。看图，只有在斜线的中点两者的乘积才最大（可以算出来的），所以最大功率只是发生在这一个点而已，在其它的点，是达不到这个最大功率的。在其它点可以达到多少呢？很简单，你对照着VCE竖着往上走，找到跟曲线相交的点，这一点的VCE和IC的乘积就是这个耐压下的最大功率。另外，所谓的耐压VCE也是指的一个最大值，这个值会随着IC的增大而减小的。对吧。顺着曲线走就能理解了。同理：所谓的最大集电极电流IC也只是指一个最大值，这个值也会随便着VCE的增大而减小。对吧。

ary · 发表于 2006-9-7 01:51

累了，找个沙发座座。呵呵

xingwb · 发表于 2006-9-7 06:23

请问a老师，4楼的分析对于场效应管可以吗？好像2sk1530跨导随电流变化很大哦

[交流] 说说大功率管的"特征曲线"

ary · 发表于 2006-9-7 07:51

不是的，这个图看不出来什么东西的。你看这个图正说明了VGS是一个固定值，所以看不出什么线性程度的。呵呵

天涯羽飞 · 发表于 2006-9-7 09:38

那么：总体来说应该是 MJW3281 好于 MJL21194 好于 2SC5200 ？就算多管并联，考虑到对管，也是 MJW3281 好于 MJL21194 ？

locky_z · 发表于 2006-9-7 10:04

跨导很难算的，例如下面2SK214的Vgs-Id曲线，很仔细Vgs=0-2V和Vgs=0-4V

[交流] 说说大功率管的"特征曲线"

[交流] 说说大功率管的"特征曲线"

跨导S=(Id1-Id2)/（Vgs1-Vgs2),这里ID1 Vgs1是你想了解特定电流下的跨导，那么这个基准电流Id2 Vgs2究竟取那一点好呢？ID2=0.1A和1mA下的S相差很大。特别是IRF那些转折电压高的，如果Id2取得较高，取Vgs-Id曲线线性那段，那么算出来的S应该是较稳定的，但如果id2取转折之前的话，那么S变化很大。但上面的刚好是日立名管，他的线性范围特别宽,从0.8-4V，所以不明显,其他场管线性范围只有<２Ｖ，就很明显Ｓ变化很大。如果看场管的线性，只需看Vgs-Id这条就够了。所以我的智能图示仪都省掉了测量S这条曲线，

locky_z · 发表于 2006-9-7 10:11

<div class="quote">以下是引用ary在2006-9-7 0:25:00的发言： 5,输出特性曲线看图：MJL21193/21194 <img src="attachments/dvbbs/2006-9/2006971525253237.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-9/2006971525253237.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" /> MJW1302/MJW3281<img src="attachments/dvbbs/2006-9/2006971541633826.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-9/2006971541633826.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />  2SA1943/2SC5200 <img src="attachments/dvbbs/2006-9/200697822833672.gif" border="0" onload="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized=true; this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor=\'hand\'; this.alt=\'Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out\';}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open(\'attachments/dvbbs/2006-9/200697822833672.gif\');}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" /> 这个图也是大家都非常熟悉的，我列出来大家就能看懂了。这里可以看出来一个稳定性的问题：MJL21193/4的稳定性超好！MJW3281/1302的稳定性次之！小日本管子的稳定性那个叫差啊！呵呵，不多啰嗦了。再提一点：从这里，我看到了异性管子的配对可能性真是！#%￥！%……￥—*你说这里百分之几的配对效果是不是好夸张哦！呵呵 </div>上面３个图，不能说明2SA1943/2SC5200较差，因为2SA1943/2SC5200显示的是０－５V的这一段， 其他两个显示０－２０Ｖ，而他们的０－５V这一段其实也是较差。

ary · 发表于 2006-9-7 10:36

呵呵，后面的连曲线都没有，估计就是因为不一致性太差的原因。呵呵。当然，我这个推理是不严密

ary · 发表于 2006-9-7 10:41

<div class="quote">以下是引用天涯羽飞在2006-9-7 9:38:00的发言： 那么：总体来说应该是 MJW3281 好于 MJL21194 好于 2SC5200 ？就算多管并联，考虑到对管，也是 MJW3281 好于 MJL21194 ？</div>我这里只是纯管子曲线引起的讨论，好不好还要看电路的设计的呵呵。对吧。不加修饰的话，林兄说的是对的。但如果在大功率管前加一级推动管的话，严格配对的要求就主要跑到推动管上去了，这时的21194/3对也就不一定输于MJW3281对了。还有，加上一个小射极补偿电阻（KOA）2SC5200的稳定性也得以“隐藏”了。还有其它类似的修饰电路，呵呵