六款放大電路與兩款大功率Biamond Buffer
發表於 : 週二 12月 30, 2003 3:01 am我畫了六款放大電路與兩款大功率Biamond Buffer電路給大家參考參考。
六款放大電路分成「法拉利」Ferrari與「麥拉倫」McLaren兩個系列，
各有F1、F2、F3三種電路。
差動級與電壓放大級全都採用串疊電路架構。
電壓放大級的串疊電壓設得相當低，只有6V而已，以免輸出擺幅受到限制而變小。
而且電壓放大級以小訊號電晶體與中功率電晶體搭配構成串疊電路，
可以取得小訊號電晶體的高頻率響應與中功率電晶體較大的承受功率。
電路中的1N4461為6V積納二極體，1N4476為30V積納二極體，1N4467為12V積納二極體。
為了模擬電路的頻率響應，
放大電路輸入端為了限制工作頻寬的低通濾波器的電容都設為0.1PF，
實際製作時可視需要採用100PF~500PF之間的數值。
這是一款雙差動全對稱互補的Ferrari_F1放大電路：
這個電路看似平凡無奇，但請您注意看，
這個雙差動全對稱互補的電路在輸入級兩個差動電路都加了電流鏡！
這就是這個電路的重點所在。
一般雙差動全對稱互補的電路並沒有加電流鏡，
因為加了電流鏡之後要如何決定下一級的偏壓、偏流？
所以我讓差動電路的兩個電晶體的電流不相等，
利用這個電流差異在電阻上造成壓降，做為下一級的偏壓，以決定電壓放大級的偏流。
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R10、R11、R20、R21改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款非差動全對稱互補的Ferrari_F2放大電路：
注意！這確確實實是一個「非差動」的電路，
而已往非差動電路輸入級的輸入與輸出的直流電位不同，這一點很惱人！
所以我利用Diamond電路接法，將輸入與輸出的直流電位調整為相同。
Q9、Q12、Q14、Q17構成了「直流伺服電路」，
而且直流伺服電路的控制輸出並沒有跟回授訊號混在一起，
所以沒有經過處理輸入訊號與回授訊號誤差的輸入級，
而直接插入電壓放大級做直流伺服控制。
實際製作時，可將電阻R6、R31改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是另一款雙差動全對稱互補的Ferrari_F3放大電路：
這是將前一個「非差動」放大電路改成「雙差動」的放大電路。
實際製作時，可將電阻R6、R30改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款以MPSH10為主角的單差動McLaren_F1放大電路：
MPSH10是UHF頻帶常用的電晶體，而且很便宜！
由於一般放大電路以電壓放大級的電壓增益最大，
所以電壓放大級的頻率響應對整個放大器的頻率響應影響最大。
因此這個電路是將MPSH10放在電壓放大級，而不是放在差動輸入級！
可惜找不到可以跟MPSH10配對的PNP型電晶體，不然就可以做全對稱互補的放大電路。
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R12、R13改用可變電阻，方便調整輸出中點。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是另一款以MPSH10為主角的單差動McLaren_F2放大電路：
這個電路的差動輸入級與電壓放大級都使用了MPSH10，
電壓放大級的串疊方式是用「共集極」電路與「共基極」電路做串疊，
這種串疊方式想必很多人沒看過！
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R9、R10改用可變電阻，方便調整輸出中點。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款以MPSH10為主角的雙差動McLaren_F3放大電路：
這個電路其實是把前兩個電路硬把他湊在一起，成為不互補的雙差動放大電路！
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R9、R10、R19、R20改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
以上這六款放大電路可以直接做成前級或耳機放大器，只要修正一下增益即可。
也可以改成像Marshall Leach Low-TIM Amp的三級達靈噸輸出的後級放大器。
或者搭配以下這兩款大功率Biamond Buffer電路成為後級放大器。
這是一款以雙極性電晶體構成的大功率Biamond Buffer電路：
圖中的Q13、Q14可以做溫度補償。
這是一款以MOSFET構成的大功率Biamond Buffer電路：
圖中的Q1、Q6可以做溫度補償。
電路中的電容耐壓、電阻的承受功率都還沒標示，
製作前需要詳細估算一下。
中功率電晶體目前都是用MJE340/MJE350在模擬，
其實我比較喜歡2SB649A/2SD669A，
因為MJE340/MJE350的電流只有0.5A而已，
2SB649A/2SD669A卻有3A、峰值5A，
是MJE340/MJE350的六至十倍。
只是我找了好久都找不到2SB649A/2SD669A的SPICE Model。
想玩電路的朋友，這幾個電路應該夠讓您玩上好一陣子了！
六款放大電路分成「法拉利」Ferrari與「麥拉倫」McLaren兩個系列，
各有F1、F2、F3三種電路。
差動級與電壓放大級全都採用串疊電路架構。
電壓放大級的串疊電壓設得相當低，只有6V而已，以免輸出擺幅受到限制而變小。
而且電壓放大級以小訊號電晶體與中功率電晶體搭配構成串疊電路，
可以取得小訊號電晶體的高頻率響應與中功率電晶體較大的承受功率。
電路中的1N4461為6V積納二極體，1N4476為30V積納二極體，1N4467為12V積納二極體。
為了模擬電路的頻率響應，
放大電路輸入端為了限制工作頻寬的低通濾波器的電容都設為0.1PF，
實際製作時可視需要採用100PF~500PF之間的數值。
這是一款雙差動全對稱互補的Ferrari_F1放大電路：
這個電路看似平凡無奇，但請您注意看，
這個雙差動全對稱互補的電路在輸入級兩個差動電路都加了電流鏡！
這就是這個電路的重點所在。
一般雙差動全對稱互補的電路並沒有加電流鏡，
因為加了電流鏡之後要如何決定下一級的偏壓、偏流？
所以我讓差動電路的兩個電晶體的電流不相等，
利用這個電流差異在電阻上造成壓降，做為下一級的偏壓，以決定電壓放大級的偏流。
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R10、R11、R20、R21改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款非差動全對稱互補的Ferrari_F2放大電路：
注意！這確確實實是一個「非差動」的電路，
而已往非差動電路輸入級的輸入與輸出的直流電位不同，這一點很惱人！
所以我利用Diamond電路接法，將輸入與輸出的直流電位調整為相同。
Q9、Q12、Q14、Q17構成了「直流伺服電路」，
而且直流伺服電路的控制輸出並沒有跟回授訊號混在一起，
所以沒有經過處理輸入訊號與回授訊號誤差的輸入級，
而直接插入電壓放大級做直流伺服控制。
實際製作時，可將電阻R6、R31改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是另一款雙差動全對稱互補的Ferrari_F3放大電路：
這是將前一個「非差動」放大電路改成「雙差動」的放大電路。
實際製作時，可將電阻R6、R30改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款以MPSH10為主角的單差動McLaren_F1放大電路：
MPSH10是UHF頻帶常用的電晶體，而且很便宜！
由於一般放大電路以電壓放大級的電壓增益最大，
所以電壓放大級的頻率響應對整個放大器的頻率響應影響最大。
因此這個電路是將MPSH10放在電壓放大級，而不是放在差動輸入級！
可惜找不到可以跟MPSH10配對的PNP型電晶體，不然就可以做全對稱互補的放大電路。
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R12、R13改用可變電阻，方便調整輸出中點。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是另一款以MPSH10為主角的單差動McLaren_F2放大電路：
這個電路的差動輸入級與電壓放大級都使用了MPSH10，
電壓放大級的串疊方式是用「共集極」電路與「共基極」電路做串疊，
這種串疊方式想必很多人沒看過！
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R9、R10改用可變電阻，方便調整輸出中點。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
這是一款以MPSH10為主角的雙差動McLaren_F3放大電路：
這個電路其實是把前兩個電路硬把他湊在一起，成為不互補的雙差動放大電路！
實際製作時，可將差動電晶體的射極電阻R9、R10、R19、R20改用可變電阻，
方便調整輸出中點與電壓放大級的偏流。
PSpice模擬出來的頻率響應與相位曲線如下：
以上這六款放大電路可以直接做成前級或耳機放大器，只要修正一下增益即可。
也可以改成像Marshall Leach Low-TIM Amp的三級達靈噸輸出的後級放大器。
或者搭配以下這兩款大功率Biamond Buffer電路成為後級放大器。
這是一款以雙極性電晶體構成的大功率Biamond Buffer電路：
圖中的Q13、Q14可以做溫度補償。
這是一款以MOSFET構成的大功率Biamond Buffer電路：
圖中的Q1、Q6可以做溫度補償。
電路中的電容耐壓、電阻的承受功率都還沒標示，
製作前需要詳細估算一下。
中功率電晶體目前都是用MJE340/MJE350在模擬，
其實我比較喜歡2SB649A/2SD669A，
因為MJE340/MJE350的電流只有0.5A而已，
2SB649A/2SD669A卻有3A、峰值5A，
是MJE340/MJE350的六至十倍。
只是我找了好久都找不到2SB649A/2SD669A的SPICE Model。
想玩電路的朋友，這幾個電路應該夠讓您玩上好一陣子了！
小弟盡量找時間或找朋友幫忙弄 
好電路!