在音响设备中,功放电路的设计直接影响音质表现。场效应管(FET)凭借其高输入阻抗和低失真特性,逐渐成为Hi-Fi音响设计的优选元件。与双极型晶体管相比,场效应管的电压控制特性更接近电子管,能有效降低交越失真和热失真。
设计场效应管功放时,首先需明确工作类别。甲类放大虽然效率较低(理论最高仅25%),但其无交越失真的特性,在高端音响中仍有应用价值。采用互补对称结构的推挽电路时,需特别注意栅极偏置电压的匹配,建议使用可调电阻配合毫伏表进行微调,确保静态工作点稳定在最佳线性区。
电源设计是容易被忽视的关键环节。采用环形变压器配合CLCπ型滤波电路,能有效抑制50Hz工频干扰。实测表明,当电源波纹系数控制在0.03%以下时,信噪比可提升6dB以上。散热系统需根据管芯结温计算散热片面积,例如IRFP240在40W耗散功率下,散热片热阻应小于1.5℃/W。
调试阶段应重点关注频率响应曲线。使用信号发生器配合示波器进行扫频测试时,在20Hz-20kHz范围内波动需控制在±0.5dB以内。引入电流负反馈网络能有效扩展带宽,但需注意相位补偿电容的取值,过大会导致瞬态互调失真加剧。
实际应用中,建议采用模块化设计。将前级电压放大、推动级和功率输出级独立供电,能显著降低通道串扰。某实验数据显示,分立供电结构使总谐波失真(THD)从0.05%降至0.02%。对于需要更大功率输出的场合,可采用多管并联结构,但必须严格筛选参数匹配度在3%以内的同批次器件。