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音响中的场效应管和双极型晶体管
gudongkeji 发表于 2012/10/13 10:12:31 907 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1.功率放大器用场效应管或双极型晶体管（以下简称晶体管）作前级和后级对信号进行放大处理。而采用场效应管做的功率放大器，重放的音乐温暖润滑，韵昧十足。用晶体管做的放大器也有其优点，不妨对场效应管和晶体管作一个对比。1.场效应管主要有结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。绝缘栅型场效应管的衬底（B）与源析（S）连在一起，它的三个极分别为栅极（G）、漏极（D）和源极（S）。晶体管分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级（前级），绝缘栅型场效应管则用在功放末级（输出级）。
2.双极型晶体管内部电流由两种载流子形成，它是利用电流来控制。场效应管是电压控制器件，栅极（G）基本上不取电流，而晶体管的基极总要取一定的电流，所以在只允许从信号源取极小量电流的情况下，应该选用场效应管。而在允许取一定量电流时，选用晶体管进行放大，可以得到比场效应管高的电压放大倍数。
3.场效应管是利用多子导电（多子：电子为多数载流子，简称多子），而晶体管是既利用多子，又利用少子（空穴为少数载流子，简称少子），由于少子的浓度易受温度，辐射等外界条件的影响，因此在环境变化比较剧烈的条件下，采用场效应管比较合适。
4.功率放大电路是一种弱电系统，具有很高的灵敏度，很容易接受外界和内部一些无规则信号的影响，也就是在放大器的输入端短路时，输出端仍有一些无规则的电压或电流变化输出，利用示波器或扬声器就可觉察到。这就是功率放大器的噪声或干扰电压。噪声所产生的影响常用噪声系数Nf表示，单位为分贝（dB），Nf越小越好，Nf=输入信号噪声比/输出信号噪声比，晶体管的噪声来源有三种：⑴热噪声：由于载流子不规则的热运动，通过半导体管内的体电阻时而产生；⑵散粒噪声：通常所说的三极管中的电流只是一个平均值，实际上通过发射结注入基区的载流子数目，在各个瞬时都不相同，因而引起发射极电流或集电极电流有一无规则的流动，产生散粒噪声；⑶颤动噪声：晶体管产生颤动噪声的原因现在还不十分清楚，但被设想为载流子在晶体表面的产生和复合所引起，因此与半导体材料本身及工艺水平有关。而场效应管的噪声只产生于载流子的运动，所以场效应管的Nf比晶体管的要小。
放大器不仅其放大其输入端的噪声，而且，放大器本身也存在噪声，所以其输出端的信噪比必然小于输入端信噪比，放大器本身噪声越大，它的输出端信噪比就越小于输入端信噪比，Nf就越大，所以在低噪声放大器的前级通常选用场效应管，或者低噪声晶体管。
5.场效应管的漏、源极可以互换、耗尽型绝缘栅管的栅极电压可正，可负，灵活性比晶体管强。不过在音响功率放大器中，场效应管多以N沟/P沟对管出现，晶体管也以PNP/NPN对管出现。但场效应管在业余应用中较为脆弱，成本也较高。
从以上场效应管和晶体管的对比中不难发现，场效应管具有输入阻抗高、噪声低、功耗低、热稳定性高、抗辐射能力强等优点，因此场效应管的总体性能上要优于晶体管，在许多优秀的功率放大器中，场效应管得到了较为普遍的采用。而采用晶体管的功率放大器取得靓声者也同样屡见不鲜。工程师根据两种管子的特性，取其各自的优点，设计出一种组合管，效果嘛，当然比它们好。