核心器件: 6L6束射功率管

本設(shè)計實(shí)例采用的6L6束射功率管盡管已經(jīng)存在了66年，現(xiàn)仍然十分流行地應(yīng)用于電吉他放大器中，與其同類的6CA7 (EL34)功率五極管也是高保真音響"發(fā)燒友"之所愛。這些電子管的開發(fā)人員將它們設(shè)計得以五極管模式工作，而在這種模式下它們能夠輸出最大的音頻功率。另一方面，許多高保真音響愛好者更喜歡以三極管模式工作，而且直到現(xiàn)在也不得不將輸出功率降低50%。輸出功率降低意味著他們需要更大的電源和兩倍數(shù)量的昂貴電子管來從三極管放大器中獲得五極管的功率。圖1a、1b和1c分別示出了將6L6變?yōu)槲鍢O管、實(shí)三極管和"升壓三極管"的三種連接方式。升壓三極管配置使得五極管在以真三極管模式工作時可以產(chǎn)生類似五極管的功率。為了理解升壓三極管的工作情況，重說一下真空管理論是有益的。6L6是一個束射功率管，有陰極、控制柵極、簾柵極、抑制柵極和陽極。抑制柵極實(shí)際上是一個由兩塊聚束板提供的虛擬抑制柵極，但是你可以將6L6束射功率管作為五極管來對待。你可以將五極管看作是具有下列電極功能的n溝道JFET：

圖1 五極管(a)能輸出比三極管(b)大得多的功率，但采用升壓三極管配置除外(c)。

* 熱電子陰極：電子源(對應(yīng)于JFET源極);

* 控制柵極：控制陰極電流;在相對于陰極的負(fù)電位下工作(對應(yīng)于JFET柵極);

* 簾柵極：靜電屏蔽控制柵極和板極，從而減小陽極電壓對陰極電流的影響;在相對于陰極的正電位下工作;

* 抑制柵極：防止二次電子離開陽極到達(dá)簾柵極;在陰極電位下工作;

* 陽極：收集電子(對應(yīng)于JFET漏極)。[!--empirenews.page--]

圖2 五極管的負(fù)載曲線表明，陽極可在陽極電壓僅為50V時吸收150 mA電流。

圖2示出了控制柵極電壓為0

~ -25V和簾柵極電壓為250V時的五極管特性曲線。請注意理想化的負(fù)載線以及該五極管可以在板極電壓僅為50V時吸收150 mA的陽極電流。高電壓增益、高陽極阻抗和高輸出功率是五極管放大的三個特點(diǎn)。只要將簾柵極與陽極直接連接，該五極管可以以三極管模式工作。低電壓增益和低輸出阻抗是這種模式的特點(diǎn)。圖3示出了三極管曲線與五極管曲線的差別。這些曲線代表0 ~ -90V的控制柵極電壓。請注意負(fù)載線以及在三極管模式下板極無法在板極電壓低于200V時吸收150 mA電流。這一事實(shí)大大限制了放大器效率及輸出功率。但是，盡管輸出功率有限，一些人還是更喜歡三極管模式，因?yàn)樗麄兟暦Q它能產(chǎn)生一種優(yōu)秀的音響放大器。對于圖1c所示的升壓三極管電路來說，你只是在標(biāo)準(zhǔn)三極管放大器電路上增加一個100V簾柵極-陽極電源(圖4)。這樣做就使三極管特征曲線向左平移了100V(圖5)。請注意負(fù)載線以及板極此時可以在陽極電壓僅為100V而不是純?nèi)龢O管模式電路所要求的200V時吸收150 mA電流。你可以利用升壓三極管放大獲得大得多的功率，并仍然保持三極管放大的特性。在使用MicroCap-7評估軟件(www.spectrum-soft.com)對三個單端A類音頻放大器進(jìn)行Spice仿真中，靜態(tài)陽極電流的控制柵極偏置為75 mA，而交流柵極信號只是短少放大器限幅。變壓比可為五極管提供5 kΩ的陽極負(fù)載阻抗，為三極管和升壓三極管提供3 kΩ的陽極負(fù)載阻抗。表1給出了這些參數(shù)。

圖3 純?nèi)龢O管需要200V陽極電壓才能吸收150 mA電流。

圖4 一個100V簾柵極電源可將一個普通三極管轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€升壓三極管。

圖5 升壓三極管的陽極可在陽極電壓100V時吸收150 mA電流，而純三極管則需要200V陽極電壓才可以。