《胆声奇异现象探源》商榷

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1、《胆声奇异现象探源》商榷读了去年11期孙亦玲先生的《胆声奇异现象探源》一文后，感到很困惑。因为文中的观点，和笔者多年来从事电子线路设计所形成的一些基本概念大相庭径，所以提出自己的看法和《胆声》一文作者商榷。一、电子管的线性比晶体管好吗？既然作者谈的是非线性失真，我想简单的把这三种器件的情况介绍一下。由于电子管和晶体管的种类繁多，而且电子管一般是工作在高电压小电流状态，晶体管一般是工作在低电压大电流状态。失真又和使用曲线的范围有关，屏极供电为300V的电子管，输出5VP-P值时的失真，肯定比集电极供电为6V的晶体管输出同样幅度时的失真小。所以相互比较一定要在完全相同的外部环境下才有意

2、义。另外失真也和器件的工作点有关，下面是在甲类状态下，分析增益随器件工作电流的变化情况。1、电子管的失真电子管的确存在定律，它是在二极电子管中由泊松方程推出的屏流和屏压之间的关系，实际曲线基本上符合它；三极管当栅压作为参变量固定时，则屏流和屏压之间的关系也大致符合它。三极管的输出电压Vo和输入电压Vi之间的比值为增益A：A=－Ra×μ/Ri其中μ为电子管的放大系数，Ra为屏极负载电阻，Ri为电子管的内阻，μ/Ri就是电子管的跨导S。Ra为定值，所以S随屏流Ia的变化就决定了放大器的线性。S的线性是由控制栅产生的电场的均匀程度而定的,而阴极表面氧化层的平整度、控制栅栅丝的直径及绕法、

3、栅丝和阴极之间的距离等因素都影响电场的均匀程度。我们常用的都是栅压为负的左特性管。从栅压为零屏流最大，到较负使屏流接近截止的过程中，S一般是由大到小。五极管的增益计算以及跨导S的变化规律与三极管相似。我们如果在管子的屏压Ua―屏流Ia曲线图上作负载线可以看出，输入正半周时进入大屏流、低屏压区；而输入负半周时进入小屏流高屏压区。而以栅压为参变量的曲线簇之间的距离随着屏流的提高，有逐渐增加的趋势。所以输入正半周时的S较大，负半周则相反，即正负半周的S值不同。我们在设计时，都是把工作点置于线性区的中点。这样在Vi较小时，S值变化不大，Vo和Vi之间的关系基本是线性的。Vi较大时会出现Vo

4、正负半周幅度不同、宽窄（肥瘦）不同的情况；Vi过大时，会使Vo的正负半周都出现削波而幅度不再增加。试想不同的电子管，其结构不同，曲线的线性好坏差别很大，失真情况怎么可能一样？RCA的6336A和WE-300B都是三极管，屏耗是30～40W，WE-300B推挽不加任何负反馈，输出25W时THD为1％，6336A行吗？还有五极管呢，FU50的屏耗亦是40W，它的失真情况也和300B一样吗？2、双极晶体管的失真说双极晶体管的输出―输入是指数关系，这还是第一次听说。作者说的大概是双极晶体管的基极输入电流Ib，随基极输入电压Ub变化曲线在起始部位的关系吧？这关系倒有点接近指数关系。同上，Vo

5、和Vi之间的比值为双极晶体管的增益A：A=－βRc/（Rs＋hi）其中β为晶体管的电流放大倍数，Rc为集电极负载电阻，Rs为信号源内阻，hi为基极输入阻抗。当集电极电流IC从0开始增加时，β增加而hi随之变小，A随之增加。而IC增加到一定值时，β和hi的变化就会减小而进入线性区。在线性区内β和hi的变化都不大，A基本保持不变。当IC增加到一定值时，β开始下降（国产晶体管的最大集电极电流，一般是定义在β下降到最大值的绞钡闹担???i并不同步下降，所以A开始减少。因此A随集电极电流IC（而不是Vi）的变化规律是：IC小――快速上升、IC中等――近似不变、IC大――下降。和电子管类似，在

6、一定的信号范围内，Vo和Vi之间的关系基本是线性的；Vi过大若进入β下降区时，对应其正半周A开始下降，即此时集电极输出的负半周幅度会减小；再大Vo就削波了。这怎么会是指数关系呢？3、场效应管的失真目前常用的功率场效应管一般是VMOS增强型的。即对于N型管而言，其栅极需要加入2―4V正偏压才能工作。由于其输出特性曲线和五极电子管相同为饱和型的；而输入阻抗也是高阻的，是电压放大器件。所以其增益A为：A=gm×RD其中gm为VMOS管的跨导、RD为VMOS管的漏极负载电阻。gm的变化规律为当漏极电流较小时，它快速随其上升；从漏极电流达到某值起直到其最大额定值，gm是基本不变的，所以其线性

7、比双极晶体管要好。它的增益A随漏极电流（而不是Vi）的变化规律是：刚开始快速上升，以后就近似不变了。所以Vo和Vi也不是平方关系。由于从理论上进行器件之间的非线性对比较困难繁杂，也不直观，为了直截了当的了解器件的线性好坏，笔者设计并且实践了电子管和晶体管的对比测试：电子管为常用且工作屏压较低的北京电子管厂6N11及俄罗斯SOVTEK6922，两半管并连。晶体管为NEC2SC2690A，其耐压BVceo实测为200V左右。信号源为ZQ1035低失真信号发生器，失真仪为m