Найкращий транзистор для аудіопідсилювача

Цим терміном ми будемо проектувати аудіопідсилювач. Поки в нашій лекції ми все ще перебуваємо на BJT, і виходячи з того, що я чув, БНТ просто частково буде обговорено на відміну від ретельного на БДЖ. У будь-якому випадку, я хотів би мати уявлення про це рано, щоб я міг спланувати, який транзистор використовувати для кращого підсилення звуку. Я прочитав деякі теми, як інший транзистор (BJT / FET) кращий, але інші форуми говорять, що продуктивність залежить не від компонента, а від того, як транзистор належно зміщений і як правильно розроблена схема.

При проектуванні аудіопідсилювача, який із чотирьох підтипів транзисторів є найбільш ефективним? (NPN / PNP / JFET / MOSFET)

До речі, вимога мого професора якраз така: вразити мене. Зараз моя група ще не визначилася зі специфікою схеми (потужність, імпеданс тощо).

Ви можете успішно створити підсилювач звуку з багатьох різних типів BJT. Саме ланцюг, а не транзистор, змусить добре працювати підсилювач. Я б вибрав желейні деталі, такі як 2N4401 (NPN) і 2N4403 (PNP) і дотримуватися їх всього, крім транзисторів кінцевої потужності. Дуже багато частин може виконувати цю роль. Якщо у вас є власні улюблені транзистори з малим сигналом желе, використовуйте їх, якщо хочете. Ті, про які я згадав, мають розумний коефіцієнт посилення і можуть працювати до 40 В, що повинно бути достатньо хорошим, щоб потужність змогла вразити вашого професора.

Є багато можливих силових транзисторів, які можна використовувати як кінцевий вихід. Якщо ви маєте на меті кілька ваттів, я, мабуть, пішов би з такими базовими частинами, як TIP41 (NPN) та TIP42 (PNP).

Знову ж таки, не вибір транзистора зробить або порушить цей проект. Ви, звичайно, можете створити вражаючий підсилювач звуку з транзисторами, про які я згадую, але ви також можете забруднити. Це дійсно до дизайну. Що стосується звуку, загальний шум та гармонічні спотворення є основними пріоритетами. Вони виходять з ретельної схеми схеми та уваги до цих параметрів на кожному кроці шляху.

Ви також можете використовувати інші типи транзисторів, наприклад, JFET або MOSFET. Для правильного використання їх потрібна інша схема топології, але їх можна використовувати і для отримання хорошого підсилювача. Оскільки ви детально ознайомтеся з деталями BJT, я зараз дотримуюся їх. Це буде чудовою навчальною вправою. Проектування підсилювача з дуже низьким рівнем шуму і дуже низьким викривленням не є дрібницею.

Ви, ймовірно, зробите більш ефективний етап виведення потужності, використовуючи BJT для тієї ж кількості компонентів порівняно з MOSFET. Я використовую слово ефективно, щоб означати, що ваша вихідна напруга буде коливатися вище / більше для того ж джерела живлення з BJT, які використовуються в простій схемі "push-pull". Це тому, що для включення BJT вам потрібно лише від 0,6 до 0,7 В, тоді як для отримання MOSFET, що постачає кілька сотень міліампер, вам може знадобитися керувати його воротами з 3 або 4 вольтами.

Знову ж таки, це буде простий випускний етап випускного класу AB випромінювача. Ви можете керувати вихідними транзисторами тільки з сигналом, який обмежений силовими рейками, і якщо це (скажімо, 24В постійного струму), ви повинні мати можливість подавати сигнал на силових транзисторах 22Vp-p. Зважаючи на те, що кожен BJT "втрачає" 0,7 вольт (через базовий перехід випромінювача), максимальна вихідна напруга становитиме близько 20,6 вольт до піку. Якби ви використовували мошфети, це було б більше, як пік 14 вольт, щоб досягти максимальної потужності.

У моїй відповіді поки що трохи розмахує рукою, але просто виконайте домашнє завдання на мошфетах, підключених як послідовник джерела, і виберіть його з помазаним Vgs (поріг) та вивчіть аркуш даних, щоб побачити, скільки напруги приводу воріт потрібно щоб протікати через нього кілька сотень міліампер.

Є більш складні конструкції, з якими досить складно працювати, коли вихідні транзистори підключені до колектора або зливу, але для початківця я б тримався подалі від них, оскільки вони будуть нестабільними, якщо не ретельно спроектовані і потребують більше кремнію щоб ефективно працювати.

Отже, враховуючи, що ви не вказали вихідну потужність, навантаження динаміків або рейки напруги, я б сказав, що етап виходу потужності BJT - це, мабуть, найкращий вибір. Щодо інших транзисторів, яких я б дотримувався BJT - вони були використані в десятках тисяч хороших комерційних конструкцій. Можна, звичайно, розглянути етап виходу класу А з використанням вихідного трансформатора - це, мабуть, варто врахувати, але нижня сторона - це втрата ефективності через остаточне зміщення транзистора.

Я щойно оглянув досить простий етап виходу, який показує ухил зміщення, який вам, швидше за все, знадобиться для гідного підсилювача і натрапив на цей:

Він прийшов з цього сайту. Я рекомендую це, оскільки він, мабуть, має гідну специфікацію, а сайт також рекомендує скорочену версію без діодів / зміщення. Я особисто думаю, що це буде гарним початком для початківця. На сайті обговорюються кілька речей про те, що потрібно, щоб зробити хороший вихідний етап.

Ви можете взяти основну конструкцію і додати їй прибуток і замінити підсилювач для окремих транзисторів, якщо зробити трохи більше досліджень.

Це трохи пізня відповідь, але я сподіваюся, що це може допомогти комусь, хто задає ті самі запитання.

Я віддаю перевагу BJT, але MOSFET дуже зручні у використанні та можуть перевершити BJT з точки зору вірності. Обидва можуть дати чудові результати, просто використовуйте те, що вважаєте за краще. MOSFET можуть, як правило, справлятись із більшими напругами живлення (більшими макс. Vds). Тож розробляйте те, що вам найбільше комфортно (з розумом), і якщо ви почуваєтесь однаково комфортно з обома, використовуйте random.org.

Щоб додати те, що сказав Енді ака, просто знайте, що вам потрібно буде мати дуже складний дизайн, щоб отримати 0,7 В під кожну рейку, коли ваш вихідний розпал. Це тому, що на етапі підсилювача підсилювача BJT також потрібен сигнал для його приводу, який, як правило, знижує напругу однієї рейки приблизно на 10% (не цитуйте мене про це число, я використовую лише загальне правило ). І я не думаю, що підсилювач підсилювача не вразить професора. Принаймні там, де б я навчався, я б не вийшов з ладу, якби я використав підсилювач. Крім того, максимум, який ви можете отримати з одного (з ретельно розробленим ступенем драйвера), становить 18 Вт в 8 Ом - це, використовуючи NE5532, якщо я правильно пам’ятаю. Взагалі ви дивитесь на 10-15 Вт з підсилювачем. По-перше, для розробки підсилювача потрібні 5 хвилин, а по-друге, потужність нестабільна.

І додати, використання двох діодів для зміщення стадії виходу BJT не є найкращою ідеєю, якщо ви не підходите до своїх діодів та транзисторів ідеально та термічно з'єднуєте діоди та вихідні транзистори. Підсилювачі BJT дуже чутливі до термічного втечі. Напевно, на практиці ви виявите, що у вас дуже високий струм зміщення, якщо ви використовуєте нормальні сигнальні діоди. Використовуйте випрямлячі діоди, якщо ви будете використовувати діоди - 1N4001.

Визначте "продуктивність". Чому ви зацікавлені в "ефективності"? Транзистори використовуються в аудіо підсилювачах різними способами. У вас є дискретні класи-схеми, які добре переграють, як сумно відомий мікрофон консолі Neve. На папері конструкції з підсилювачами матимуть найкращі показники (фактично, якщо поставити окремі транзистори перед звичайним підсилювачем, можливо, наблизиться до теоретичної межі продуктивності). Але більш загально у вас є вхідні транзистори, посилення транзисторів і вихідні транзистори.

Вхідні транзистори повинні бути низькими. BJT, як правило, є меншим рівнем шуму, якщо правильний опір джерела (для підсилювачів підсилювача ви можете переглянути це у таблиці, дивлячись на шум напруги / шум струму, який для NE5534A на 30 Гц ~ 5,5 / 0,0015 = 3k7). JFET має надмірно низький шум струму, тому вони, як правило, матимуть кращі шумові показники з високими входами Z.

Підсилюючі транзистори повинні бути низьким рівнем шуму і високим коефіцієнтом посилення. Я не впевнений, що робить хороший вихідний транзистор. Можливо, пропускна здатність або теплові характеристики.