[分析测量] MOSFET輸出級的最佳工作點的調整

[复制链接] 查看: 14461|回复: 32

29

主题

11

好友

1384

积分

贵宾 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
971
帖子
620
精华
11
经验
1384 点
金钱
611 ¥
注册时间
2004-7-5

论坛贵宾

发表于 2012-12-31 09:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 wensan 于 2012-12-30 17:30 编辑

對於推挽輸出的功率放大器而言,
究竟輸出級的偏流調到多大可以讓失真最小?
也就是「如何才能讓輸出級工作在最佳工作點?」

由於雙極性電晶體(BJT)是屬於電流驅動元件,
要探討其失真特性必須連驅動級、電壓放大級的影響一併考慮進去,
而不容易單獨考慮輸出級的失真特性.
但MOSFET是電壓驅動元件,
很容易將MOSFET輸出級分離出來單獨分析其失真特性.
所以這次只針對MOSFET輸出級的最佳工作點的調整加以討論.

下圖是典型的MOSFET輸出級電路.
MOSFET_output.GIF

下表是我用TINA-TI進行電路仿真,
針對不同的輸出級偏流所測得的THD失真加以紀錄,
並用EXCEL繪出輸出級偏流和THD失真的變化曲線.
MOSFET_BIAS_A.GIF
由這個曲線圖可看出,

當工作在A纇狀態時,
輸出級偏流越大、失真越小.
而且輸出級偏流大到某個程度以上,
失真的變化就越來越不明顯.

但是工作在AB纇狀態時,
輸出級偏流只在某一點上的失真最低!
這就是工作在AB纇狀態時輸出級的最佳工作點.

下圖是針對AB纇工作狀態所做的輸出級偏流和THD失真的變化曲線.
MOSFET_BIAS_B.GIF
由上圖可知,
AB纇工作狀態的輸出級偏流並不是隨意調整就能得到最低的失真!

由於零件特性的差異,
即使是完全相同的電路,
調整在相同的偏流,
都不能保證有相同的失真!

所以AB纇功率放大器必須用失真儀測試來調整其輸出級的最佳工作點.

评分

参与人数 1经验 +4 魅力 +4 收起 理由
patch + 4 + 4 很给力!

查看全部评分

32

主题

0

好友

355

积分

业余侠客 当前离线

Rank: 4

UID
316237
帖子
483
精华
0
经验
355 点
金钱
348 ¥
注册时间
2011-4-9
发表于 2012-12-31 09:43 | 显示全部楼层
强,不错的分析.有用
头像被屏蔽

54

主题

4

好友

1万

积分

禁止发言 当前离线

UID
118932
帖子
14140
精华
0
经验
14228 点
金钱
14167 ¥
注册时间
2009-7-18
发表于 2012-12-31 10:17 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

33

主题

7

好友

1793

积分

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
532639
帖子
1574
精华
0
经验
1793 点
金钱
1549 ¥
注册时间
2012-10-2
发表于 2012-12-31 10:40 | 显示全部楼层
最好的方法还是保持“永不截止”的工作状态最好。

81

主题

1

好友

1287

积分

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
367998
帖子
1367
精华
0
经验
1287 点
金钱
1297 ¥
注册时间
2011-7-20
发表于 2012-12-31 10:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 老兔有点懒 于 2012-12-31 11:14 编辑

谢谢楼主提供的资料。
根据楼主最上面这张曲线图,如果要求失真在0.05%以下,那么该MOS管最好始终工作在2条红竖线所夹区域,即1.2A以上。如此看来,该MOS管并不适合做末级管。请问,我这样理解对吗?强烈要求楼主提供BJT管的类似资料。


12123017285db2d838e08e8fb1_gif_thumb.jpg

评分

参与人数 1经验 +1 魅力 +1 收起 理由
patch + 1 + 1 A类状态。

查看全部评分

头像被屏蔽

125

主题

1

好友

7975

积分

禁止发言 当前离线

UID
40023
帖子
11043
精华
1
经验
7975 点
金钱
7864 ¥
注册时间
2008-4-11
发表于 2012-12-31 11:29 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
头像被屏蔽

2

主题

0

好友

58

积分

禁止发言 当前离线

UID
555971
帖子
58
精华
0
经验
58 点
金钱
58 ¥
注册时间
2012-12-30
发表于 2012-12-31 11:32 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

29

主题

12

好友

3925

积分
     

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
38523
帖子
4120
精华
0
经验
3925 点
金钱
3772 ¥
注册时间
2008-3-26
发表于 2012-12-31 11:55 | 显示全部楼层
换2SK1058,2SJ162看看.
240,9240的电路我仿真过,这个做输出在业余条件下装机不发烧啊,就是怕声粗.
woaw 发表于 2012-12-31 11:29



    同求1058曲线。
头像被屏蔽

125

主题

1

好友

7975

积分

禁止发言 当前离线

UID
40023
帖子
11043
精华
1
经验
7975 点
金钱
7864 ¥
注册时间
2008-4-11
发表于 2012-12-31 12:00 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

39

主题

2

好友

1451

积分

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
23591
帖子
2563
精华
0
经验
1451 点
金钱
1442 ¥
注册时间
2007-6-12
发表于 2012-12-31 12:11 | 显示全部楼层
同求1058曲线。
kiven_chen 发表于 2012-12-31 11:55


同求

81

主题

1

好友

1287

积分

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
367998
帖子
1367
精华
0
经验
1287 点
金钱
1297 ¥
注册时间
2011-7-20
发表于 2012-12-31 12:39 | 显示全部楼层
回复 9# woaw

你说的对,楼主最上面曲线图是开环情况下的,在闭环下的失真的确没那么大。

我现在纠结的是,既然发烧就要尽量追求开环下的失真尽可能小,不知BJT管开环下是什么情况?所以强烈要求楼主提供开环下失真小电流小的资料。

6

主题

0

好友

1065

积分
     

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
235499
帖子
1189
精华
0
经验
1065 点
金钱
1023 ¥
注册时间
2010-9-1
发表于 2012-12-31 13:44 | 显示全部楼层
谢谢楼主的工作和分享,给我们指出了正确的总体方向。
1、但是A类和AB类工作条件是不同的,A类一般工作电压是20-30V,而AB类大多在45-55V区域,失真相对低压要小些。
2、各种管子跨导不同失真也不同,跨导大的失真小些,如IRFP140就比IRFP240失真小,AB类最佳工作点也要求低点。
3、开启电压、G极和S极电阻也影响失真,N和P沟道的管子可以设置为不同值。

评分

参与人数 1经验 +4 魅力 +4 收起 理由
patch + 4 + 4 总结得很好!

查看全部评分

16

主题

1

好友

1320

积分

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
288871
帖子
1106
精华
0
经验
1320 点
金钱
1111 ¥
注册时间
2011-2-3
发表于 2012-12-31 14:56 | 显示全部楼层
回复 1# wensan
谢谢wensan前辈分享,进来学习一下。
您给出的是固定输入幅度下,静态电流与失真的关系。可否研究一下加上输入或输出幅度这个变量后的结果呢?甚至再加上频率这一因素。
头像被屏蔽

54

主题

4

好友

1万

积分

禁止发言 当前离线

UID
118932
帖子
14140
精华
0
经验
14228 点
金钱
14167 ¥
注册时间
2009-7-18
发表于 2012-12-31 18:07 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

22

主题

3

好友

2734

积分

罗宾汉 当前离线

Rank: 7Rank: 7Rank: 7

UID
241680
帖子
4569
精华
0
经验
2734 点
金钱
2797 ¥
注册时间
2010-9-18
发表于 2012-12-31 19:09 | 显示全部楼层
进了等后续。

135

主题

6

好友

3837

积分

贵宾 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
176
帖子
3370
精华
12
经验
3837 点
金钱
2477 ¥
注册时间
2004-3-26

社区贡献 优秀设计

发表于 2012-12-31 20:40 | 显示全部楼层
文山兄,试一下不同输入电压幅度下,AB类,是否同样这个偏置值时的失真仍旧是最低?

29

主题

11

好友

1384

积分

贵宾 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
971
帖子
620
精华
11
经验
1384 点
金钱
611 ¥
注册时间
2004-7-5

论坛贵宾

 楼主| 发表于 2013-1-1 00:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 wensan 于 2012-12-31 08:26 编辑

看來我的中文實在退步太多了.
怎麼那麼多人完全誤解我的意思!

我必須強調:
由於零件特性的差異,
即使是相同編號的管子,
彼此之間的特性還是會有差異!
就算是完全相同的電路,
調整在相同的偏流,
都不能保證有相同的失真!
甚至一個二聲道的AB纇功率放大器,
左聲道和右聲道的最低失真與輸出級的最佳工作點都不一樣.
所以AB纇功率放大器必須用失真儀測試來調整其輸出級的最佳工作點.

一樓的圖表只是一個「示範」而已.
是在示範說製作AB纇功率放大器時,
必須用失真儀一邊測試失真大小,
一邊調整輸出級的偏流,
將偏流調整到失真最低的最佳工作點.
而不是說任何使用IRFP240、IRFP9240的AB纇功率放大器,
只要照一樓的圖表、不用失真儀就能將偏流調整到失真最低的最佳工作點.

也就是說:
沒有失真儀的人製作的AB纇功率放大器,
只能胡亂調整輸出級的偏流,
而不能依據實際測試出來的失真大小來將偏流調整到失真最低的最佳工作點.

29

主题

11

好友

1384

积分

贵宾 当前离线

Rank: 3Rank: 3

UID
971
帖子
620
精华
11
经验
1384 点
金钱
611 ¥
注册时间
2004-7-5

论坛贵宾

 楼主| 发表于 2013-1-1 00:33 | 显示全部楼层
文山兄,试一下不同输入电压幅度下,AB类,是否同样这个偏置值时的失真仍旧是最低?
locky_z 发表于 2012-12-31 04:40

我的電壓擺幅是取在接近滿功率輸出時.
不同的電壓擺幅, 最低失真的工作點會變化.
头像被屏蔽

125

主题

1

好友

7975

积分

禁止发言 当前离线

UID
40023
帖子
11043
精华
1
经验
7975 点
金钱
7864 ¥
注册时间
2008-4-11
发表于 2013-1-1 02:42 | 显示全部楼层
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽

0

主题

5

好友

1459

积分
     

侠之大者 当前离线

Rank: 6Rank: 6

UID
471996
帖子
1457
精华
0
经验
1459 点
金钱
1450 ¥
注册时间
2012-2-15
发表于 2013-1-1 03:33 | 显示全部楼层
失真多少,前面的电路决定性更大

电流放大部分都大同小异,基本还是有例可循

调大调小,宝耳来定也未尝不可
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Powered by Discuz! X3.4

© 2001-2012 Comsenz Inc.

返回顶部