本文介紹的是一種輸出級采用MOS-FET、純甲類的末級無負(fù)反饋功率放大器,，該功率放大器的輸出功率為100W/4Ω,。
圖1是放大器的電路圖，圖2是電源部分的電路圖,。由于驅(qū)動級向輸入級的反饋電路采用了電阻分壓方式,，所以是一個地道的直流放大器。該放大器為了提高直流穩(wěn)定性,。加大了從驅(qū)動級反饋回輸入級的負(fù)反饋量,，負(fù)反饋電路由1.1kΩ和10kΩ兩只電阻組成，電壓放大級的增益約為10倍,。與用電容器構(gòu)成負(fù)反饋電路的交流放大器相比,，用電阻構(gòu)成負(fù)反饋電路的直流放大器的聽覺效果要更好一些。
一,、音量控制
該放大器為了能與CD機等聲源作直接連接,，在輸入端增加了一個音量電位器。通常音量電位器接法如圖3（a）所示,，但該機采用的是圖3（b）所示的電流傳輸型連接方式,。在國3（b）的電路中由于R1選取得較大，可將包括R1在內(nèi)的信號源看成是一個恒流源,，通過調(diào)節(jié)R2使輸出電平產(chǎn)生變化。這種連接方法由于滑動點接地,，所以對改善信噪比有利,。
但音量電位器作這樣連接也有它的不足之處,。對信號源來說，調(diào)動音量電位器時信號源的負(fù)載將隨之產(chǎn)生變化,，增大音量時放大器的輸出阻抗隨之增加,。當(dāng)將音量減小至零時，放大器的輸入阻抗則等于R1,。由此可知R1是一個重要的參數(shù),，取值不能太小。
R1取值小一些對信噪比和頻率特性有利,，但有可能加重信號源的負(fù)載,。R1取值大一些則對減輕信號源負(fù)載有利。綜合考慮之后該放大器電路的制作者認(rèn)為在5kΩ～20kΩ之間選取較為適宜,。于是在電路中將R1取為5kΩ,。
由于音量電位器也選用了5kΩ（也可以用得大一些）的電位器，放大器本身的電壓增益為10倍,，加上音壁電位器后,，總的電壓增益最大為5倍。
二,、輸人級和電壓放大級
輸入級選用了東芝公司的最新型低噪聲對管2SK389/2SJ109,。電路中使用的是GR級管子。也可以使用BL級的管子,，只是使用時應(yīng)將漏極靜態(tài)電流適當(dāng)調(diào)大一些增至1.5mA左右,。該機的漏極靜態(tài)電流取為1mA。
由于將每個輸出管的靜態(tài)工作電流設(shè)計為0.44A,，從輸出管2SK722和2SJ131的傳輸特性知FET柵源間的偏置電壓應(yīng)為2.6V左右,，上下兩管加起來約需5V。若再考慮到輸出管源極電阻0.22Ω上的電壓降,，則末級的偏置電壓應(yīng)在5V以上,。
偏置電路參數(shù)的估算步驟如下，將2SK213/2SJ76的漏極電流取為25mA,，其偏置電壓為1V左右,。將2SC2856/2SA1191的集電極電流取為2mA。由此計算出2SK213/2SJ76的源極電阻均為100Ω,。為了便于調(diào)整將2SK213/2SJ76柵極間的電阻用2kΩ,，半可變電阻和2.2kΩ固定電阻串聯(lián)組成。
三,、末級MOS-FET
該機電路中末級MOS-FET原打算使用東芝公司生產(chǎn)的2SK405/2SJ115,，由于沒有購買到，所以改用了索尼公司的2SK722/2SJ131,。也可以使用東芝公司的2SK1530/2SJ201（管腳與索尼管相同）,，或日立公司的2SK1056/2S1160（管腳從左至右為G,、S、D）,。若使用日立公司的2SK1056/2SJ160,，電路的偏置電壓過大，應(yīng)將2SK213/2SJ76柵極間的固定電阻換成1kΩ,。
順便提一句,，該機為了降低噪聲和減小失真，最后將流經(jīng)Q7,、Q8的集電極電流改為1.87mA,。
四、制作
放大器的印刷電路板如圖4所示,。
輸入電阻可在5kΩ～20kΩ間任意選擇,，音量電位器也可在5kΩ-20kΩ間選擇。
印刷電路板上輸入級FET,、柵極的串聯(lián)1kΩ電阻可在100～1kΩ內(nèi)選取,。220pF、電容可在100～220pF間選取,。150kΩ也可在100kΩ～470kΩ間任意選取,。如果正負(fù)電源連線不長的話，電路板上的兩個100uF/50V去耦電容器不用也沒有什么關(guān)系,。
共源-共基電路的基極分壓電阻用得大一些效果要更好一些,，可以考慮改用220kΩ和100kΩ替代電路中的110kΩ、50kΩ進(jìn)行分壓,。從改善信噪比,、提高穩(wěn)定性和改善CMRR考慮沒有采用過去常采用的恒流二極管和穩(wěn)壓二極管的電路方式。
電阻負(fù)反饋電路可根據(jù)需要選擇,，選擇10kΩ和1.1kΩ時放大器增益為10倍,，將10kΩ換成5kΩ時增益為5.5倍，換成20kΩ的話增益為19倍,。當(dāng)放大器負(fù)反饋量大增益較小時,，為了防止放大器自激，應(yīng)在圖1注有*的位置接入一個2～10pF的瓷介電容器進(jìn)行相位補償,。該機放大器增益為10倍,，不接該電容器也不會發(fā)生自激。
Q9,、Q10柵極串接的100Ω的防振電阻可在47Ω～220Ω間任意選擇,。Q9、Q10源極電路中接入的.0047uF,、
100Ω串聯(lián)電路是防振用的,，也可以用0.0022uF和200Ω串聯(lián)組成,。
輸出管柵極電路中所串入的220Ω電阻是防止自激振蕩和保護(hù)柵極用的,?？稍?00Ω-470Ω間選擇。阻值大一些效果較好,，但也不能過大,，否則會與柵極輸入電容構(gòu)成積分電路，導(dǎo)致高頻特性惡化,。
輸出端的0.047uF,、30Ω的串聯(lián)電路是積分型相位補償電路，也可以用0.033uF和10Ω串聯(lián)的電路替代,。
半導(dǎo)體管的管腳連接如圖1所示,。可用2SK146/2SJ73,、2SK147/2SJ72,、2SK170/2SJ74直接替代2SK389/2SJ109。同樣可以用各種低噪聲小信號用晶體三極管替代2SC1775AE/2SA872AE,、2SC2856/2SA1191,。2SK213/2SJ76可用2SK214/2SJ77、2SK215/2SJ78,、2SK216/2SJ79替代,，這些管子特性相同，耐壓更高,。
末級MOS-FET除了前面提到過的代用管之外,，還可以使用東芝公司的2SK1529/2SJ200，日立公司的2SK1057/2SJ161,、2SK1058/2SJ162,。若使用東芝公司的2SK1530/2SJ201，適當(dāng)加大散熱片后,，使用兩對管子就可滿足輸出功率的要求,，當(dāng)然此時管子的靜態(tài)電流應(yīng)為0.88A。
五,、調(diào)試
按下述順序進(jìn)行調(diào)試,。
1、在焊接完印刷電路板后將全部VR調(diào)至中間位置,。
2,、檢查電源電路的空載輸出電壓，此時應(yīng)為±35V左右,。
3,、將電源與電路板連接好,。
4、接通電源,，用萬用表測量Q8發(fā)射極750Ω電阻上的電壓降,，調(diào)整VR1使其電壓降為1.4v。
5,、將萬用表接在④-⑦端,，檢查當(dāng)旋動VR3時萬用表所示電壓能否在5V左右變動。該電壓是末級偏置電壓,，應(yīng)可在2.5V～6V間連續(xù)變化,。
6、若上一步驟正常,，將④-⑦端間的電壓調(diào)至最小,。值得注意的是，調(diào)動VR1也能變動④-⑦端間的電壓,，但VR1 是用來調(diào)整第二級放大級的靜態(tài)電流用的,。末級偏壓的調(diào)整應(yīng)使用VR3。
7,、上述步驟全部完成后即可接入末級電路,。接通電源后先調(diào)VR1使Q8發(fā)射極750Ω電阻上的電壓降為1.4V。再調(diào)VR3使末級輸出管的源極電阻0.22Ω兩端的電壓降為97mV,，調(diào)VR2使放大器輸出端的電壓為零伏,。由于上述調(diào)整相互間有影響，所以應(yīng)重復(fù)幾次,。由于末級輸出管參數(shù)的離散性,，調(diào)試時應(yīng)使靜態(tài)工作電流最大的管子的源極電阻電壓降為97mV，其余管子均小于97mV,。該機制作時電阻電壓降最小的為52mV,。
六、特性
該放大器的殘留噪聲不隨輸入端短路或者開路發(fā)生變化,，均約0.4mV（平坦）,、0.1mv（1HF-A曲線）。頻率特性如圖5所示,，-3dB點為300kHz,。阻尼系數(shù)在10Hz～100kHz范圍內(nèi)是平坦的，約為50左右,。用20kHz方波作容性負(fù)載測試也不存在任何問題,，沒有出現(xiàn)自激現(xiàn)象。諧波失真率如圖6所示。
從試聽結(jié)果來看該機末級采用的是MOS-FET,，但聲音與前面介紹過的末級采用晶體三極管的末級無負(fù)反饋功率放大器非常相似,，不仔細(xì)鑒別是無法將它們區(qū)分開的。