高精度电流放大器的制作方法

专利名称：高精度电流放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于功率放大器的末级电流放大装置。
背景技术：
音频功率放大器的基本结构由电压放大级和电流放大级组成。现有功放中最常见 的电流放大级是2、 3级达林顿电路(射极跟随器式输出级)，达林顿电路存在如下 不足l.偏置电路位于推动级(驱动管)之前，驱动管参数和温度变化会引起功率输 出管静态电流的较大改变，使输出管的静态电流稳定性不高。2.达林顿电路与前面的 电压放大级有2个连接点，偏置电路串联在电压放大级内，偏置电路受电压放大级工 作电流影响，不利于输出管的静态电流的稳定。3.在多对输出管并联的达林顿电路中， 偏置电路为多对输出管提供相同的偏置电压，而不能对每只输出管做单独的温度补 偿，各输出管的静态电流存在不均衡现象。减轻电流的不均衡，主要靠输出管的参数 配对和均温措施，成本较高。
中国专利文献97205669公开了一种功率放大器末级电流放大装置，静态偏置稳定 性较好，并可多个电流放大器并联工作，缺点如下l.该电路结构不便于自由调节输 出管的静态电流大小。2.提供偏置电压的推动级自身发热较大，使输出管的静态电流 稳定性有限。3.多个末级电流放大装置并联工作时，该电路没有微调电流放大器的中 点电压、增益、内阻的功能，无法消除在并联工作时多个电流放大器输出电流之间差 值，输出管的电流依然存在不均衡现象。
中国专利文献9924549.4公开了高保真末级音频功率电流放大器，偏置电压可自 由调节，输出管的静态电流稳定性高，但仍有不足之处1电路较复杂，使用元件较 多。2多个电流放大器并联工作时，各电流放大器没有独立调节的中点电压、增益、 内阻的功能，不能进一步减少或消除输出电流的不均衡现象。 发明内容
为了克服现有电流放大级的输出管静态电流稳定性不高、电路较复杂、并联工作 时功率输出管的输出电流不均衡现象等不足，本实用新型提供了一种多用途的高精度
电流放大器，解决以下技术问题
l.简化电路，减少元件，提高可靠性。2.高精度电流放大器可微调中点电压、输出内阻、增益，主动消除误差，使电流 放大器的输出特性更加一致，当多个高精度电流放大器并联时，可减少或消除输出管 输出电流不均衡，减轻对功率输出管参数配对的依赖。
3.采取多种措施提高偏置电路的对输出管静态电流的控制精度，使输出管静态电 流更稳定。
4.高精度电流放大器可以独立或并联组成功率放大器，适应各种用途。 本实用新型的技术方案是高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反 馈网络组成；
偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、 VT2，偏置电阻R1、 R2、 R3、恒流源II、 12 组成，恒流源Il、 12的一端分别接于VT1、 VT2的集电极，另一端接电源；放大/偏 置晶体管VT1、 VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连；
其特征在于电流放大电路由互补功率输出管VT5、 VT6组成源极输出器结构；
偏置电阻R1、 R3分别连接在VT1、 VT2集电极和基极之间，起分压作用的偏置电 阻R2连接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间；偏置电阻R1、 R3同时也起反馈作用。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于
偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻Wl 后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，偏置电阻Rl串联W2连接在VT1集电极和 基极之间，或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集电极和基极之间。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于
偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2和电阻R9、 RIO，起分压作用的偏置电阻R2串 联可调电阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，可调电阻W2的两端分别连 接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻R9、 R10—端相连，电阻R9、 R10 的另一端分别接到放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极处。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W3和电阻R11、R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14和可调电阻W3组成，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3的动触点之间分别连接电阻Rll、 R12;电阻R13、 R14分别连 接功率输出管VT5、 VT6的源极和可调电阻W3的一端，可调电阻W3的另一端与高精 度电流放大器输出端B相连。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W3和电阻R11、R12、 R13、 R14、 R15，反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电阻W3组成；放 大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与可调电阻W3的动触点之间连接有电阻Rll、 R12，电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的源极和电位器W3的一端，电位器W3的 另一端通过分压电阻R15接地。
一种高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网络组成； 偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、 VT2，偏置电阻R1、 R2、 R3、恒流源Il、 12 组成，恒流源Il、 12的一端分别接于VT1、 VT2的集电极，另一端接电源；放大/偏 置晶体管VT1、 VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连， 其特征在于
电流放大电路由驱动管VT3、 VT4，功率输出管VT5、 VT6，电阻R6、 R7、 R8组成 射极跟随器式输出级(达林顿结构)；
反馈网络由电阻R4、 R5组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6 的信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W1、 W2，起分压作 用的偏置电阻R2串联可调电阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，偏置电 阻Rl串联W2连接在VT1集电极和基极之间，或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集 电极和基极之间。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W1、 W2和电阻R9、
R10
，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极 间，可调电阻W2的两端分别连接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻 R9、 R10—端相连，电阻R9、 R10的另一端分别接到放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极 处。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调W3和电阻R11、 R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 R14和可调电阻W3组成，反馈 电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6的信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2 基极之间，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3的动触点之间分别连接有电阻R11、 R12;电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的发射极和可调电阻W3的一端， 可调电阻W3的另一端与高精度电流放大器输出端B相连。
如上所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调W3和电阻R11、 R12、 R13、 R14、 R15，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电阻W3 组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6的信号输入端C、 D与偏置 管VT1、 VT2基极之间；VT1、 VT2基极与W3的动触点之间连接有电阻Rll、 R12，电
6阻R13、 R14分别连接VT5、 VT6的发射极和电位器W3的一端，电位器W3的另一端通 过分压电阻R15接地。
本实用新型的有益效果1电路简洁，元件少，成本低，可靠性高。2电流放大 器可微调中点电压、输出内阻、增益，主动消除误差，使电流放大器的输出特性更加 一致，当多个高精度电流放大器并联时，可减少或消除输出管输出电流不均衡，减轻 对功率输出管参数配对的依赖。


图l，是本实用新型实施例1的电路原理图一场效应管式。 图2，是本实用新型实施例2的电路原理图一带偏压、中点电压调节方式l。 图3，是本实用新型实施例3的电路原理图一带偏压、中点电压调节方式2。 图4，是本实用新型实施例4的电路原理图一带偏压、中点电压、输出内阻调节 功能。
图5，是本实用新型实施例5的电路原理图一带偏压、中点电压、增益内阻调节 功能。
图6，是本实用新型实施例6的电路原理图一晶体管式。 图7，是本实用新型实施例7的电路原理图一带偏压、中点电压调节方式l。 图8，是本实用新型实施例8的电路原理图一带偏压、中点电压调节方式2。 图9，是本实用新型实施例9的电路原理图一带偏压、中点电压、输出内阻调节 功能。
图10，是本实用新型实施例10的电路原理图一带偏压、中点电压、增益调节功能。
图ll,是本实用新型实施例11的使用场效应管的实用电路之一带偏压、中点 电压调节。
图12，是本实用新型实施例12:使用晶体管的实用电路l，带偏压调节功能。
图13,是本实用新型实施例13:使用晶体管的实用电路2，带偏压、中点调节。 图14，电压放大电路示例
图15,由多个高精度电流放大器组成的功率放大器(本图列举的3个)。 图16，由多个高精度电流放大器组成的"可变声道"功率放大器(本图列举的 2/6声道)。
具体实施方式

参见图1。本实施例的高精度电流放大器，包括电流放大电路、偏置电路和反馈
网络，偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、 VT2，偏置电阻R1、 R2、 R3、恒流源II、 12 组成，恒流源Il、 12的一端分别接于VT1、 VT2的集电极，另一端接电源，放大/偏 置晶体管VT1、 VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连，偏置电阻R1、 R3分别连接在VT1、 VT2集电极和基极之间，起分压作用的偏置电阻R2连接在放大/ 偏置晶体管VT1、 VT2基极间。电流放大电路由功率输出管VT5、 VT6，电阻R7、 R8 组成源极输出器结构，功率输出管VT5、 VT6可以是场效应管、IGBT管或复合管。
偏置电阻R1、 R3同时也起反馈作用。
工作原理如下
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源II、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2起分压作用，调节电阻R2与R1、 R3的比值，就可决定晶体管VT1、 VT2集电极 的正、负电压值，使VT1、 VT2为功率输出管VT5、 VT6提供合适的偏置电压。改变电 阻R2的电阻值，可以自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小；改变电阻R1、 R3的电阻值之比，可改变放大/偏置晶体管VT1、 VT2集电极的正、负电压值之比，可 以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。
偏置电阻R1、 R3分别连接在VT1、 VT2集电极和基极之间，具有负反馈作用，使 VT1、 VT2输出的偏置电压稳定，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
如果使用电流温度系数为正的功率输出管时，可将放大/偏置晶体管VTl、 VT2与 功率输出管VT5、 VT6—起紧贴在散热器上，当某只功率输出管温度上升时，相映的 放大/偏置管温度同时上升，使偏置管的Vbe下降，偏置管集电极输出的偏置电压值 降低，抵消功率输出管温度上升引起的静态电流上升趋势，保持功率输出管VT5、 VT6 静态电流的稳定。
参见图2。实施例2的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例l不同的是
偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻Wl 后接在放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极间，偏置电阻R1串联W2连接在VT1集电极和 基极之间，或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集电极和基极之间。
本实施例中的电流放大电路还包括电阻R18、 R19，电阻R18、 R19分别连接在放 大/偏置晶体管VTl、 VT2的集电极与功率输出管VT5、 VT6的信号输入端之间，电阻R18、 R19是防止振荡的， 一般场效应管的栅极都要串这个数百欧至2K欧的电阻，防 止不必要的寄生振荡。 工作原理如下
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的偏 置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。
当高精度电流放大器输入端A点输入电压为0V时，调节电位器W2可以校正中点 电压的偏差，使其高精度电流放大器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器 并联工作时，调节电位器W2使各高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除 高精度电流放大器输出端互为负载产生的"不平衡"电流。
参见图3。实施例3的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例l不同的是
偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2和电阻R9、 R10,起分压作用的偏置电阻R2串 联可调电阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，可调电阻W2的两端分别连 接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻R9、 R10 —端相连，电阻R9、 R10 的另一端分别接到放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极处。
本实施例中的电流放大电路还包括电阻R18、 R19，电阻R18、 R19分别连接在放 大/偏置晶体管VTl、 VT2的集电极与功率输出管VT5、 VT6的信号输入端之间，电阻 R18、 R19是防止振荡的， 一般场效应管的栅极都要串这个数百欧至2K欧的电阻，防 止不必要的寄生振荡。
工作原理如下
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的偏 置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。当高精度电流放大器输入端A点输入电压为0V时，调节电位器W2可以校正中点 电压的偏差，使其高精度电流放大器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器 并联工作时，调节电位器W2使各高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除 高精度电流放大器输出端互为负载产生的"不平衡"电流。
偏置电阻R1、 R3分别连接在VT1、 VT2集电极和基极之间，也起负反馈作用，使 VT1、 VT2输出的偏置电压稳定，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
如果使用电流温度系数为正的功率输出管时，可将放大/偏置晶体管VT1、 VT2与 功率输出管VT5、 VT6—起紧贴在散热器上，当某只功率输出管温度上升时，相映的 放大/偏置管温度同时上升，使偏置管的Vbe下降，偏置管集电极输出的偏置电压值 降低，抵消功率输出管温度上升引起的静态电流上升趋势，保持功率输出管VT5、 VT6 静态电流的稳定。
参见图4。实施例4的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例3不同的是
还包括可调电阻W3和电阻R11、 R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14和可调电阻W3组成，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3的动触点之间分别连接 电阻Rll、 R12;电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的源极和可调电阻W3 的一端，可调电阻W3的另一端与高精度电流放大器输出端B相连。
工作原理如下
放大/偏置晶体管VT1、 VT2的工作电流由恒流源II、 12提供，恒流源II、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的偏 置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
由于元件参数离散性和工作温度差异等因素，使元件完全相同的高精度电流放大 器的输出中点电压、输出内阻、增益系数仍然存在微小差异，多个高精度电流放大器 并联工作时，会导致每个高精度电流放大器输出电流不平衡，调节W2、 W3使高精度 电流放大器并联工作时输出电流更均衡，具体原理如下
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VT1、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。
当高精度电流放大器输入端A点输入电压为0V时，调节电位器W2可以校正中点 电压的偏差，使其高精度电流放大器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W2使各高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除 高精度电流放大器输出端互为负载产生的"不平衡"电流。
调节电位器W3，改变反馈电压(W3两端的电压)取样比例，可以小幅调节高精 度电流放大器的输出内阻，当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W3，可 在一定范围内校正髙精度电流放大器的输出内阻偏差，使各高精度电流放大器输出的 负载电流更均衡。
参见图5。本实施例的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例3不同的是
还包括可调电阻W3和电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15，反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电阻W3组成；放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极与可调电阻W3 的动触点之间连接有电阻Rll、 R12，电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6 的源极和电位器W3的一端，电位器W3的另一端通过分压电阻R15接地。(图5)
工作原理如下
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的偏 置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
由于元件参数离散性和工作温度差异等因素，使元件完全相同的高精度电流放大 器的输出中点电压、输出内阻、增益系数仍然存在微小差异，多个高精度电流放大器 并联工作时，会导致每个高精度电流放大器输出电流不平衡，调节W2、 W3使高精度 电流放大器并联工作时输出电流更均衡，具体原理如下
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。
当高精度电流放大器输入端A点输入电压为0V时，调节电位器W2可以校正中点 电压的偏差，使其高精度电流放大器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器 并联工作时，调节电位器W2使各高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除 高精度电流放大器输出端互为负载产生的"不平衡"电流。
调节电位器W3，改变反馈电压值，可小幅调节高精度电流放大器增益、内阻。当 多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W3，可在一定范围内校正高精度电流 放大器的增益偏差，使各高精度电流放大器输出的负载电流更均衡。偏置电阻R1、 R3分别连接在VT1、 VT2集电极和基极之间，也起负反馈作用，使 VT1、 VT2输出的偏置电压稳定，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
参见图6。实施例6是使用晶体管的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置 电路和反馈网络组成，偏置电路由放大/偏置晶体管VTl、 VT2，偏置电阻R1、 R2、 R3、 恒流源Il、 12组成，恒流源Il、 12的一端分别接于VT1、 VT2的集电极，另一端接 电源；放大/偏置晶体管VTl、 VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连；
电流放大电路由驱动管VT3、 VT4，功率输出管VT5、 VT6，电阻R6、 R7、 R8组成 射极跟随器式输出级(达林顿结构)；
反馈网络由电阻R4、 R5组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6 的信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间。
本实施例中，放大/偏置晶体管VTl、 VT2和功率输出管VT5、 VT6—起紧贴在散 热器上。
工作原理如下
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且恒定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电 阻R2起分压作用，调节电阻R2与R1、 R3的比值，就可决定晶体管VT1、 VT2集电极 的正、负电压值，使VT1、 VT2为功率输出管VT5、 VT6提供合适的偏置电压。改变电 阻R2的电阻值，可以自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小；改变电阻R1、 R3的电阻值之比，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比，可 以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。
在放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与功率输出管VT5、 VT6的基极之间，连接有 反馈电阻R4、 R5，输出管的Vbe与相映的偏置管的Vbe基本相同，因此，反馈电阻 R4、 R5两端电压差很小，当电源电压波动、温度变化、驱动管参数变化时，会引起功 率输出管VT5、 VT6基极电压的变化，这一变化通过反馈电阻R4、 R5传递到VT1、 VT2 基极，经过VT1、 VT2反相放大后从集电极输出，再由驱动管VT3、 VT4放大传至功率 输出管VT5、 VT6的基极，形成负反馈回路，VT1、 VT2输出的偏置电压会强烈抵消这 一变化的趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
由于放大/偏置晶体管VTl、 VT2和功率输出级晶体管VT5、 VT6—起紧贴在同一 散热器上，当某只功率输出管温度上升时，相映的放大/偏置管温度同时上升，使偏 置管的Vbe下降，偏置管集电极输出的偏置电压值降低，抵消功率输出管温度上升引 起的静态电流上升趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。参见图7。实施例7的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例6不同的是
还包括可调电阻W1、 W2，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻W1后接在放大 /偏置晶体管VT1、 VT2基极间，偏置电阻R1串联W2连接在VT1集电极和基极之间， 或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集电极和基极之间。
本实施例中，放大/偏置晶体管VTl、 VT2和功率输出管VT5、 VT6—起紧贴在散 热器上。
工作原理或工作过程；
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且非常稳定，偏置电阻R1、 R3和可调电阻W2为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压，电阻R2和可调电阻Wl起分压作用，调节电位器Wl，可改变晶体管VT1、 VT2输出的偏置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
在放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与功率输出管VT5、 VT6的基极之间，连接有 反馈电阻R4、 R5，输出管的Vbe与相映的偏置管的Vbe基本相同，因此，反馈电阻 R4、 R5两端电压差很小，当电源电压波动、温度变化、驱动管参数变化时，会引起功 率输出管VT5、 VT6基极电压的变化，这一变化通过反馈电阻R4、 R5传递到VT1、 VT2 基极，经过VT1、 VT2反相放大后从集电极输出，再由驱动管VT3、 VT4放大传至功率 输出管VT5、 VT6的基极，形成负反馈回路，VT1、 VT2输出的偏置电压会强烈抵消这 一变化的趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
由于放大/偏置晶体管VTl、 VT2和功率输出级晶体管VT5、 VT6—起紧贴在同一 散热器上，当某只功率输出管温度上升时，相映的放大/偏置管温度同时上升，使偏 置管的Vbe下降，偏置管集电极输出的偏置电压值降低，抵消功率输出管温度上升引 起的静态电流上升趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 从而小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。当高精度电流放大器输入端A 点输入电压为OV时，调节电位器W2可以校正中点电压的偏差，使其高精度电流放大 器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W2使各 高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除高精度电流放大器输出端互为负载 产生的"不平衡"电流。参见图8。实施例8的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例6不同的是
还包括可调电阻W1、 W2和电阻R9、 RIO，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电 阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，可调电阻W2的两端分别连接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻R9、 R10—端相连，电阻R9、 R10的另一 端分别接到放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极处。 工作原理或工作过程；
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源II、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且非常稳定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压， 电阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的 偏置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与功率输出管VT5、 VT6的基极之间，连接有反 馈电阻R4、 R5，输出管的Vbe与相映的偏置管的Vbe基本相同，因此，反馈电阻R4、 R5两端电压差很小，当电源电压波动、温度变化、驱动管参数变化时，会引起功率输 出管VT5、 VT6基极电压的变化，这一变化通过反馈电阻R4、 R5传递到VT1、 VT2基 极，经过VT1、 VT2反相放大后从集电极输出，再由驱动管VT3、 VT4放大传至功率输 出管VT5、 VT6的基极，形成负反馈回路，VT1、 VT2输出的偏置电压会强烈抵消这一 变化的趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
由于放大/偏置晶体管VT1、 VT2和功率输出级晶体管VT5、 VT6—起紧贴在同一 散热器上，当某只功率输出管温度上升时，相映的放大/偏置管温度同时上升，使偏 置管的Vbe下降，偏置管集电极输出的偏置电压值降低，抵消功率输出管温度上升引 起的静态电流上升趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。当高精度电流放大器输入端A 点输入电压为OV时，调节电位器W2可以校正中点电压的偏差，使其高精度电流放大 器输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W2使各 高精度电流放大器输出端电压相同，可削减或消除高精度电流放大器输出端互为负载 产生的"不平衡"电流。
参见图9。实施例9的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网 络组成，与实施例8不同的是
14还包括可调W3和电阻R11、 R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 RM和可调电阻W3组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6的 信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3 的动触点之间分别连接有电阻Rll、 R12;电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的发射极和可调电阻W3的一端，可调电阻W3的另一端与高精度电流放大器输出 端B相连。
工作原理或工作过程；
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且非常稳定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压， 电阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的 偏置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与功率输出管VT5、 VT6的基极之间，连接有反 馈电阻R4、 R5，输出管的Vbe与相映的偏置管的Vbe基本相同，因此，反馈电阻R4、 R5两端电压差很小，当电源电压波动、温度变化、驱动管参数变化时，会引起功率输 出管VT5、 VT6基极电压的变化，这一变化通过反馈电阻R4、 R5传递到VT1、 VT2基 极，经过VT1、 VT2反相放大后从集电极输出，再由驱动管VT3、 VT4放大传至功率输 出管VT5、 VT6的基极，形成负反馈回路，VT1、 VT2输出的偏置电压会强烈抵消这一 变化的趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
由于元件参数离散性和工作温度差异等因素，使元件完全相同的高精度电流放大 器的输出中点电压、输出内阻、增益系数仍然存在微小差异，多个高精度电流放大器 并联工作时，会导致每个高精度电流放大器输出电流不平衡，调节W2、 W3使高精度 电流放大器并联工作时输出电流更均衡，具体原理如下
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。当高精度电流放大器输入端A 点输入电压为OV时，调节电位器W2可以校正中点电压的偏差，使高精度电流放大器 输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W2使各高 精度电流放大器输出端中点电压相同，可削减或消除高精度电流放大器输出端互为负 载产生的"不平衡"电流。
调节电位器W3，改变反馈电压(W3两端的电压)取样比例，可以小幅调节高精 度电流放大器的输出内阻，当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W3，可 在一定范围内校正高精度电流放大器的输出内阻偏差，使各高精度电流放大器输出的 负载电流更均衡。参见图10。实施例10的高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈 网络组成，与实施例8不同的是
还包括可调W3和电阻R11、 R12、 R13、 R14、 R15，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电阻W3组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管 VT5、 VT6的信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间；VT1、 VT2基极与W3的动 触点之间连接有电阻Rll、 R12。电阻R13、 R14分别连接VT5、 VT6的发射极和电位器 W3的一端，电位器W3的另一端通过分压电阻R15接地。
工作原理或工作过程；
放大/偏置晶体管VTl、 VT2的工作电流由恒流源I1、 12提供，恒流源Il、 12的 电流大小相等且非常稳定，偏置电阻R1、 R3为放大/偏置晶体管VT1、 VT2提供偏压， 电阻R2和可调电阻W1起分压作用，调节电位器W1，可改变晶体管VT1、 VT2输出的 偏置电压，可自由调节功率输出管VT5、 VT6的静态电流大小。
放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极与功率输出管VT5、 VT6的基极之间，连接有反 馈电阻R4、 R5，输出管的Vbe与相映的偏置管的Vbe基本相同，因此，反馈电阻R4、 R5两端电压差很小，当电源电压波动、温度变化、驱动管参数变化时，会引起功率输 出管VT5、 VT6基极电压的变化，这一变化通过反馈电阻R4、 R5传递到VT1、 VT2基 极，经过VT1、 VT2反相放大后从集电极输出，再由驱动管VT3、 VT4放大传至功率输 出管VT5、 VT6的基极，形成负反馈回路，VT1、 VT2输出的偏置电压会强烈抵消这一 变化的趋势，保持功率输出管VT5、 VT6静态电流的稳定。
由于元件参数离散性和工作温度差异等因素，使元件完全相同的高精度电流放大 器的输出中点电压、输出内阻、增益系数仍然存在微小差异，多个高精度电流放大器 并联工作时，会导致每个高精度电流放大器输出电流不平衡，调节W2、 W3使高精度 电流放大器并联工作时输出电流更均衡，具体原理如下
调节电位器W2，可改变放大/偏置晶体管VTl、 VT2集电极的正、负电压值之比， 可以小幅调节高精度电流放大器输出端B的中点电压。当高精度电流放大器输入端A 点输入电压为OV时，调节电位器W2可以校正中点电压的偏差，使高精度电流放大器 输出端B电压也为OV。当多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W2使各高 精度电流放大器输出端中点电压相同，可削减或消除高精度电流放大器输出端互为负 载产生的"不平衡"电流。调节电位器W3，改变反馈电压值，可小幅调节高精度电流放大器增益、内阻。当 多个高精度电流放大器并联工作时，调节电位器W3，可在一定范围内校正高精度电流 放大器的增益偏差，使各高精度电流放大器输出的负载电流更均衡。
以上几个实施例是高精度电流放大器基本原理图，实用电路中可作以下变化 高精度电流放大器中的射极跟随器式输出级可以是一级至多级达林顿输出电路(电路 图见附图6-10)，可以用三极管、场效应管、IGBT管或复合管等功率元件。 高精度电流放大器的输出级可以用一对或多对功率管并联输出。
高精度电流放大器调节偏置电流、输出中点电压、输出内阻、增益的电路可以根 据实际需要取舍或组合使用。
高精度电流放大器的实用电路中可以增加少量的电容、电阻、二极管等元件用于 消除振荡、改善波形、改变偏压调节范围等细节。(实用图例见附图ll、 12、 13)
图1-5中高精度电流放大器的输出管是以增强型场效应管为例，输出管的VT5、 VT6栅极直接连接到C、 D点。对于功率输出管是耗尽型场效应管或结型场效应管，输 出管的栅极可以采用交叉方式连接到C, D点。
图8、 9、 10中高精度电流放大器的可调电阻W2，可调电阻W2的两端也可以连接 到C、 D点，其调节中点电压的原理不变。
高精度电流放大器电路可以密封制成模块或集成电路。
性能要求不高时，高精度电流放大器的恒流源可以简化为电阻。
多个高精度电流放大器可以并联工作，输出电流更大、失真更小、可工作在甲类 状态。
具有该电路的电子设备
高精度电流放大器是功率放大电路的电流放大部分。在高精度电流放大器前连接 一个电压放大级就可以组成音频功率放大器电路了。电压放大级与现有功放的电压放 大级相同，可以是运放、专用电压放大IC、厚膜集成电路、分立元件的电压放大电路 或电子管的电压放大结构。而电流放大级采用的是如上所述的高精度电流放大器，可
以采用独立工作的高精度电流放大器；也可以是多个高精度电流放大器并联使用；或
者是多个高精度电流放大器切换成独立或并联使用。
具体用法有以下几种高精度电流放大器独立使用每个电压放大级后接一个高精度电流放大器组成音 频功率放大电路。例如电压放大级可采用运放(NE5532、 0PA2604等)直接推动高精 度电流放大器就可设计成简洁的耳机放大器。
多个高精度电流放大器并联使用每个电压放大级后接多个并联的高精度电流放
大器组成音频功率放大电路，适合于高性能、大电流输出的HIFI功放。(电压放大 电路示例见附图14、原理框图见附图15)
多个高精度电流放大器独立/并联切换使用
在高精度电流放大器前、后增加输入、输出信号切换电路，可以将多个高精度电 流放大器切换成独立或并联工作，适合于制成"可变声道"的功率放大器。(原理框
图见附图16，此例为2/6声道)当切换成各声道单独工作时，成为多声道功率放大器 (如6声道、8声道)，可播放SACD或DVD-AUDIO的多声道高保真音乐；配上带解码 功能的高清DVD、 HTPC后，能播放5. 1或7. l声道家庭影院效果。当切换成并联工作 时，可以将多个高精度电流放大器并联工作，成为双声道高保真功放(如6声道、8 声道并联成2声道)，拥有多对大功率管并联输出，输出电流十分强劲，轻易推动低 阻抗扬声器，并可工作在甲类放大状态，具有优秀的音质表现，使纯音乐欣赏(CD、 HDCD、 SACD、 DVD-Audio碟片)达到高水平，满足音响发烧友对音质苛刻要求。
权利要求1、高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网络组成；偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、VT2，偏置电阻R1、R2、R3、恒流源I1、I2组成，恒流源I1、I2的一端分别接于VT1、VT2的集电极，另一端接电源；放大/偏置晶体管VT1、VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连；其特征在于电流放大电路由互补功率输出管VT5、VT6组成源极输出器结构；偏置电阻R1、R3分别连接在VT1、VT2集电极和基极之间，起分压作用的偏置电阻R2连接在放大/偏置晶体管VT1、VT2基极间；偏置电阻R1、R3同时也起反馈作用；
2、 如权利要求l所述的高精度电流放大器，其特征在于偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻Wl 后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，偏置电阻Rl串联W2连接在VT1集电极和 基极之间，或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集电极和基极之间。
3、 如权利要求l所述的高精度电流放大器，其特征在于-偏置电路还包括可调电阻Wl、 W2和电阻R9、 RIO，起分压作用的偏置电阻R2串 联可调电阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，可调电阻W2的两端分别连 接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻R9、 R10 —端相连，电阻R9、 R10 的另一端分别接到放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极处。
4、 如权利要求3所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W3和电阻Rll、 R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14和可调电阻W3组成，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3的动触点之间分别连接 电阻Rll、 R12;电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的源极和可调电阻W3 的一端；可调电阻W3的另一端与高精度电流放大器输出端B相连。
5、 如权利要求3所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W3和电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15,反馈网络由电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电阻W3组成；放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极与可调电阻W3 的动触点之间连接有电阻Rll、 R12，电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6 的源极和电位器W3的一端，电位器W3的另一端通过分压电阻R15接地。
6、 一种高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网络组成； 偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、 VT2，偏置电阻R1、 R2、 R3、恒流源II、 12组成，恒流源Il、 12的一端分别接于VT1、 VT2的集电极，另一端接电源；放大/偏 置晶体管VT1、 VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连；其特征在于电流放大电路由驱动管VT3、 VT4，功率输出管VT5、 VT6，电阻R6、 R7、 R8组成 射极跟随器式输出级；反馈网络由电阻R4、 R5组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6 的信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间。
7、 如权利要求6所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻W1、 W2，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电阻Wl后接在放大 /偏置晶体管VT1、 VT2基极间，偏置电阻Rl串联W2连接在VT1集电极和基极之间， 或偏置电阻R3串联W2连接在VT2集电极和基极之间。
8、 如权利要求6所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调电阻沐l、 W2和电阻R9、 RIO，起分压作用的偏置电阻R2串联可调电 阻W1后接在放大/偏置晶体管VT1、 VT2基极间，可调电阻W2的两端分别连接VT1、 VT2集电极处，可调电阻W2的动触点与电阻R9、 R10—端相连，电阻R9、 R10的另一 端分别接到放大/偏置晶体管VTl、 VT2基极处。
9、 如权利要求8所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调W3和电阻Rll、 R12、 R13、 R14，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 R14和可调电阻W3组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6的 信号输入端C、 D与偏置管VT1、 VT2基极之间，偏置管VT1、 VT2基极与可调电阻W3 的动触点之间分别连接有电阻Rll、 R12;电阻R13、 R14分别连接功率输出管VT5、 VT6的发射极和可调电阻W3的一端，可调电阻W3的另一端与高精度电流放大器输出 端B相连。
10、 如权利要求8所述的高精度电流放大器，其特征在于还包括可调W3和电阻Rll、 R12、 R13、 R14、 R15，反馈网络由电阻R4、 R5、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15和可调电 阻W3组成，反馈电阻R4、 R5分别连接在功率输出管VT5、 VT6的信号输入端C、 D与 偏置管VT1、 VT2基极之间；VT1、 VT2基极与W3的动触点之间连接有电阻Rll、 R12， 电阻R13、 R14分别连接VT5、 VT6的发射极和电位器W3的一端，电位器W3的另一端 通过分压电阻R15接地。
专利摘要高精度电流放大器，由电流放大电路、偏置电路和反馈网络组成；偏置电路由放大/偏置晶体管VT1、VT2，偏置电阻R1、R2、R3、恒流源I1、I2组成，恒流源I1、I2的一端分别接于VT1、VT2的集电极，另一端接电源；放大/偏置晶体管VT1、VT2的发射极与高精度电流放大器信号输入端A相连，其特征在于电流放大电路由互补功率输出管VT5、VT6组成源极输出器结构；偏置电阻R1、R3分别连接在VT1、VT2集电极和基极之间，起分压作用的偏置电阻R2连接在放大/偏置晶体管VT1、VT2基极间；偏置电阻R1、R3同时也起反馈作用。简化电路，减少元件，提高可靠性；可微调中点电压、输出内阻、增益，主动消除误差，使电流放大器的输出特性更加一致；输出管静态电流更稳定。
文档编号H03F3/20GK201341116SQ20082019224
公开日2009年11月4日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者刚 吴 申请人:刚 吴