专利名称：一种互补共模稳流复合射极电压跟随器的制作方法
技术领域：
本发明涉及声频推挽功率放大器用的电压跟随器，尤其是一种互补共模稳流复合射极电压跟随器。
现有的晶体管甲乙类声频功率放大器输出部分大都用的复合电压跟随器，一般由二只或三只晶体管组成的复合管来担任。该复合管的基极(B)和发射极(E)之间，一般存在二个或三个串联的成员晶体管的BE结(PN结);复合管的发射极和负载扬声器之间还存在使其复合管静态工作电流稳定而设置的发射极电阻RE。这就使得复合跟随器的输出电压Uo和输入电压Ui之间相差二个或三个BE结的交流电压降和一个电阻RE上的交流电压降之和。由于各BE结，尤其是输出功率管的BE结的电压电流特性为非线性的，所以输出电压Uo和输入电压Ui相比，差别比较大或者说谐波失真较大。另外该跟随器的输出电阻也较大。
例如中国专利公开号“CN1035214A低失真放大技术”中的图63、图66所述及的复合电压跟随器，对被放大的声频信号而言的等效电路，均如
图1所示，这是现有一般声频功放中的具有代表性的复合射极跟随器。从图1可以看出，以信号的正半周为例Uo＝Ui-(UBE1+UBE3+URE)即输出电压Uo和输入电压Ui之间相差上式括号中的三项。其中UBE1是晶体管T1的BE结交流电压降;UBE3是末级晶体管T3的BE结交流电压降;URE是复合管射极电阻RE上的交流电压降。由于UBE3的数值不容忽略且是非线性的，所以Uo和Ui相比失真较大。另外输出电阻起码大于RE的阻值，不太可能对扬声器提供足够的阻尼。为了改善上述复合跟随器本身的失真和减小本身的输出电阻，常常需要使用大环路负反馈措施，从而也就可能带来大环路负反馈的各种有害的副作用，例如各种动态互调失真及接口互调失真等等。
鉴于上述背景技术，本发明的目的是提供一种互补共模稳流复合射极电压跟随器，其组成部分包括两只由六只晶体管以三只为一组、各自对应成员管全互补对称构成的复合晶体管，其连接法是前级两只晶体管的基极接信号源集电极分别接末前级两只晶体管基极、发射极接末前级和末级晶体管的集电极和输出端，其末前级晶体管发射极分别接末级两晶体管基极，其末级两晶体管发射极分别接电源正极和负极;
两只电流取样器，根据本跟随器共模电流控制部分电流取样点的不同，被串接在上述末级晶体管集电极回路中，或者上述末前级晶体管集电极回路中;
一只相位较正器，被串接在上述末级晶体管集电极回路中的两只电流取样器公共接点与上述前级晶体管发射极末前级晶体管集电极之间，或者串接在上述末级晶体管集电极和末前级晶体管集电极回路中的两只电流取样器公共接点、前级晶体管发射极之间;
一只接在上述前级两只晶体管基极之间的、其中点接信号源的、且其偏压数值受控制端控制的可变偏压器;
一只接在上述两只电流取样器输出端和上述可变偏压器控制端之间的“与”电路。
从本发明组成中，不难看出它由二只复合晶体管分别工作于信号的正、负半周，每只复合晶体管的基极(B)与发射极(E)之间只有一个BE结(PN结)，并且两只复合管中的各自对应成员管全互补对称连接、复合管的发射极(E)与负载之间的直流电阻为零值、其末级晶体管的信号电流是由其集电极输出流至负载，并且本跟随器的工作点电流是通过互补共模电流负反馈稳定。
本发明的优点是其本身输出电阻很小、本身失真很小，可以不必采用大环路负反馈技术就能实现高保真声频功率放大，从而可以消除或大大减轻大环路负反馈带来的诸种有害的副作用。
下面将结合附图对本发明作详细描述。
图1、图2为现有的晶体管甲乙类声频功率放大器输出部分大都使用的复合电压跟随器电路图。
图3为本发明中的两只复合晶体管的电路图和本发明对声频信号的等效电路图。
图4为本发明实施例1的电路图和说明书摘要附图。
图5为本发明实施例2的电路图。
图6为图4中电流取样器
电路图。
图7为图4中电流取样器
电路图。
图8为图4、图5中“与”电路
电路图。
图9为图4、图5中可变偏压器
电路图。
图10为图4、图5中相位校正器
电路图。
图11为图5中电流取样器
电路图。
参照图3，便知本发明中两只复合晶体管是由六只晶体管以三只为一组(T1、T3、T5，T2、T4、T6)、各自对应成员管全互补对称连接而成，其中晶体管T1、T4、T6为NPN晶体管，T3、T5、T2为PNP晶体管，其连接法是前级两只晶体管T1、T2的基极接号源Ui、集电极分别接末前级两只晶体管T3、T4基极、发射极接末前级两只晶体管T3、T4和末级晶体管T5、T6集电极及输出端Vo，其末前级晶体管T3、T4的发射极分别接末级两只晶体管T5、T6的基极，其末级两只晶体管T5、T6的发射极分别接电源正极+E和负极-E。
在图3中，对于正半周工作的复合管(上面虚线方框)，晶体管T1的基极作为该复合管的基极(B)，晶体管T1的发射极作为该复合管的发射极(E)，晶体管T5的发射极作为该复合管的集电极(C)。在负半周工作的复合管(下面虚线方框)类同。
图4电路中的相位校正器
在声频范围内可视为短路，电流取样器
工作时对声频信号呈现很小的电阻，并且它们串联在晶体管T5或T6集电极回路中，而集电极输出电阻相对而言较高，这样就近似相当于一个恒流源串联一只小电阻，对声频信号而言的作用仍为原来的恒流源。
该电路中的可变偏压器
的电阻R1、R2，其阻值比晶体管T1、T2的输入电阻阻值小几个数量级，可忽略不计，所以得出晶体管T1、T3T5对被放大的声频信号正半周而言组成了一只新型复合管、如图3中上面的虚线框图所示;晶体管T2、T4、T6对声频信号的负半周而言组成了另一个复合管，如图3下面的虚线方框所示。每只新型复合管的基极和该复合管的发射极之间只有一个PN结，就是晶体管T1或T2的BE结;每只复合管的发射极和负载RL之间直流电阻均为零。以声频信号的正半周而言，输出电压Uo和输入电压Ui之间只相差晶体管T1的BE结交流电压降UBE1即Uo＝Ui-UBE1由于放大器正常工作时流过晶体管T1的BE结的交流电流很小(微安级)，所以晶体管T1的BE结交流电压降UBE1也很小，UBE1可以小于Uo的千分之一至数万分之一，这就是说可以忽略UBE1而得到Uo＝Ui即输出电压Uo非常近似于输入电压Ui，或者说失真非常小。负半周时由晶体管T2、T4、T6组成的复合管工作，它们分别和晶体管T1、T3、T5全互补对称连接，工作原理类同，不再赘述。
本跟随器的输出电阻也小至毫欧姆级，对扬声器RL有足够的阻尼。
相位校正器
的作用是防止自激，它也是本跟随器不可缺少的重要单元。
本跟随器的静态工作点电流由共模电流的控制部分来维持和稳定，A亠广方立文主亦京卒亥麻剖B一工王西亘C子歹习疒云耳酉雨非羽
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</claim><claim>5、如权利要求4所述的计算机汉字输入方法，其特征在于<p>图4、图5电路相比，图5电路的优点是电流取样器
和
中的稳压管D3的电流容量可以小一些;缺点是末级功率管有可能进入完全截止区且末级静态电流的热稳定性也不如图4电路那么好。
本发明跟随器中的晶体管均为硅晶体管。
本发明复合射极跟随器和现有技术的同档次复合跟随器相比，有以下优点1、功放整机不必再使用大环路负反馈就可以得到很低的失真。如100瓦样机的THD＜0.01%(测试条件20-20KH，0.1W-100W)。
2、具有很小的输出电阻。100瓦样机的阻尼系数远大于100。
3、瞬态特性好，输出电压上升速率快。100瓦样机的输出电压上升速率大于50V/μS，如果有必要，仍大有提高的余地。
4、主观听感极好，尤其是高音的清晰柔和流畅，远超过一般传统功放的。
5、由于取消了大环路负反馈，对末级大功率管的频率特性要求较低，有利于降低成本和提高可靠性。
6、电路不复杂，只增加很少的成本就能使现有常用功放性能有很大的改进。
7、本发明也可以集成化，如果将其用在集成化声频功放或运算放大器中，可以大幅度提高它们的性能。
本发明用法用一个低失真的小功率甲类电压放大器和本发明组合在一起，就可以构成新型的无大环路负反馈的高保真声频功放。
权利要求
1.一种互补共模稳流复合射极电压跟随器，其特征是其组成包括a、两只由六晶体管以三只为一组、各自对应成员管全互补对称构成的复合晶体管，其连接法是前级两只晶体管的基极接信号源、集电极分别接末前级两只晶体管的基极、发射极接末前级和末级晶体管的集电极和输出端，末前级晶体管的发射极分别接末级两只晶体管基极、末级两只晶体管的发射极分别接电源正极和负极；b、两只电流取样器，根据本跟随器共模电流控制部分电流取样点的不同，被串接在上述末级晶体管集电极回路中或被串接在上述末前级晶体管集电极回路中；c、一只相位较正器，被串接在上述末级晶体管集电极回路中的两只电流取样器公共接点与上述前级晶体管发射极、末前级晶体管集电极之间，或者串接在上述末级晶体管集电极和末前级晶体管集电极回路中的两只电流取样器公共接点、上述前级晶体管发射极之间；d、一只接在上述前级两只晶体管基极之间的、其中点接信号源的、且其偏压数值受控制端控制的可变偏压器；e、一只接在上述两只电流取样器输出端与上述可变偏压器控制端之间的“与”电路。
2.根据权利要求1规定的跟随器，其特征是其每只复合晶体管的基极(B)与发射极(E)之间只有一个BE结(PN结)、其发射极(E)与负载之间的直流电阻为零值、其末级晶体管的信号电流由其集电极输出流至负载;
3.根据权利要求1规定的跟随器，其特征是其工作点电流是通过互补共模电流负反馈稳定。
全文摘要
本发明为一种互补共模稳流复合射极电压跟随器，适用于晶体管甲乙类声频功率放大器输出部分，其组成两只由六只晶体管以三只为一组、各自对应成员管全互补对称构成的复合管、两只串接在末级或末前级晶体管集电极回路中的电流取样器、一只“与”电路和一只可变偏压器、一只相位校正器。它的每只复合管基极与发射极间只有一个BE结、发射极与负载间的直流电阻值为零。本发明优点是其输出电阻很小、失真小，不用大环路负反馈实现高保真声频功率放大。
文档编号H03F3/21GK1076564SQ9310035
公开日1993年9月22日 申请日期1993年1月19日 优先权日1993年1月19日
发明者杨思平 申请人:天津市无线电元件五厂, 杨思平