技术领域本发明涉及基于半导体元件的互补输出电路领域，尤其涉一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路，其采用无源极电阻设计以降低输出阻抗。
背景技术：
互补输出电路是一种常见的输出电路，尤其是在音频功率放大器的输出级占据着主流地位，其通常结合半导体元件，例如场效应管、三极管等设计而成。其中，场效应管为电压控制元件，比三极管更易于驱动，所以在近期的新产品中更受到音频功率放大器设计师们的青睐。大的输出功率(例如50瓦以上纯甲类输出，或70-700瓦甚至更高的甲乙类输出)通常需要非常大的电流输出能力。然而，在追求更大的输出电流的过程中，往往会碰到以下四个问题：1、大电流的场效应管作为互补输出时，在栅极电压不变的情况下，电流会随场效应管的温度升高而增大，进而温度变得更高，形成正反馈，很容易烧毁作为功率输出的场效应管。所以一般会在两个互补的场效应管的源极之间增加电阻作为电流负反馈，以稳定其电流。然而这仅是妥协的方案，因为这样会提高输出阻抗，抑制最大电流输出，增加损耗。更好的设计应该是采用无源极电阻输出，同时能保证电流的稳定。2、大电流的场效应管耐压通常比较低，按照传统的互补输出设计，并不能把供电电压提升到大功率输出的需求电压。尤其是音频功率放大器，作为负载的喇叭，市面上的产品的标称阻抗是确定的，通常为4欧姆到8欧姆。在负载不变的情况下，仅仅有大电流输出能力是不够，还要有足够的电压，才能输出大功率，否则富余的电流输出能力并没有被实际用上。3、大电流的场效应管，栅-源电容(Cgs)、栅-漏电容(Cgd)和漏-源电容(Cds)通常都比较大。这就降低了输出的响应频率，也提高了对作为信号输入的驱动电路的要求。4、为了增加输出功率，通常会采用多管并联的方式。一般的互补输出电路，为了获得更佳的性能，会进行晶体管(场效应管)配对，但由于晶体管的离散性比较大，配对数量越大，配对精度要求越高，那么配对的难度就越大。需要从成千上万对晶体管里面，才能挑出几十对符号要求的，成本大大提高。
技术实现要素：
基于以上问题，本发明提供一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路，其可实现低输出阻抗，同时拥有大的电流输出能力和高耐压的大功率互补输出。本发明提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路，包括场效应管互补输出支路、第一场效应管偏置支路、第二场效应管偏置支路、第一分压管组支路、第二分压管组支路、第一分压管组偏置支路、第二分压管组偏置支路；其中，场效应管互补输出支路包括互补的第一场效应管输出支路和第二场效应管输出支路，二者的源极端之间直接连接作为互补输出信号端；第一场效应管偏置支路连接在第一场效应管输出支路的栅极端，为第一场效应管输出支路提供偏置电压；第二场效应管偏置支路连接在第二场效应管输出支路的栅极端，为第二场效应管输出支路提供偏置电压；第一场效应管偏置支路和第二场效应管偏置支路之间相互连接作为输入信号端；第一分压管组支路的漏极端接入正电源，第一分压管组支路的源极端与第一场效应管输出支路的漏极端相连接，对第一场效应管输出支路的漏源电压进行分压；第一分压管组偏置支路连接在第一分压管组支路的栅极端，为第一分压管组偏置支路提供偏置电压；第二分压管组支路的漏极端接入负电源，第二分压管组支路的源极端与第二场效应管输出支路的漏极端相连接，对第二场效应管输出支路的漏源电压进行分压；第二分压管组偏置支路连接在第二分压管组支路的栅极端，为第二分压管组偏置支路提供偏置电压。在本发明的其中一优选方案中，还包括钳位保护支路，所述钳位保护支路连接在所述输入信号端和互补输出信号端之间。在本发明的其中一优选方案中，还包括第一恒流源和第二恒流源；所述第一恒流源的输出端与所述第一分压管组偏置支路的输入端连接；所述第二恒流源的输入端与所述第二分压管组偏置支路的输出端连接。在本发明的其中一优选方案中，还包括第三恒流源和第四恒流源；所述第三恒流源的输出端与所述第一场效应管偏置支路的输入端连接；所述第四恒流源的输入端与所述第二场效应管偏置支路的输出端连接。在本发明的其中一优选方案中，第一场效应管输出支路包括N型场效应管Q4以及连接在N型场效应管Q4栅极的电阻R5；N型场效应管Q4的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第一场效应管输出支路的栅极端、漏极端和源极端；第二场效应管输出支路包括P型场效应管Q5以及连接在P型场效应管Q5栅极的电阻R8；P型场效应管Q5的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第二场效应管输出支路的栅极端、漏极端和源极端。在本发明的其中一优选方案中，第一场效应管偏置支路包括电阻R4、电阻R6、热敏电阻NTC1以及耦合电容C2；耦合电容C2的第一端连接电阻R5的输入端；电阻R4的输入端与耦合电容C2的第一端连接且用于连接正电流；所述电阻R6和热敏电阻NTC1并联成第一热敏支路，第一热敏支路的输入端与输出端分别与电阻R4的输出端、耦合电容C2的第二端连接；第二场效应管偏置支路包括电阻R9、电阻R7、热敏电阻NTC2以及耦合电容C3；耦合电容C3的第二端连接电阻R8的输入端；电阻R9的输出端与耦合电容C3的第二端连接且用于连接负电流；所述电阻R7和热敏电阻NTC2并联成第二热敏支路，第二热敏支路的输出端与输入端分别与电阻R9的输入端、耦合电容C3的第一端连接；所述输入信号端包括第一信号输入端；所述第一热敏支路的输出端与所述第二热敏支路的输入端之间相互连接作为所述第一输入信号端。在本发明的其中一优选方案中，第一分压管组支路包括若干组相互并联的第一分压支路；第二分压管组支路包括若干组相互并联的第二分压支路。在本发明的其中一优选方案中，所述第一分压支路包括N型场效应管Q1以及连接在N型场效应管Q1栅极的电阻R1；N型场效应管Q1的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第一分压管组支路的栅极端、漏极端和源极端；所述第二分压支路包括P型场效应管Q6以及连接在P型场效应管Q6栅极的电阻R10；P型场效应管Q6的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第二分压管组支路的栅极端、漏极端和源极端。在本发明的其中一优选方案中，第一分压管组偏置支路包括并联的稳压管D1和耦合电容C1；其中，稳压管D1的阴极与耦合电容C1的第一端连接，稳压管D1的阳极与耦合电容C1的第二端连接；第二分压管组偏置支路包括并联的稳压管D2和耦合电容C4；其中，稳压管D2的阴极与耦合电容C4的第一端连接，稳压管D2的阳极与耦合电容C2的第二端连接。在本发明的其中一优选方案中，所述输入信号端还包括第二信号输入端；稳压管D1和耦合电容C1的并联输出端与稳压管D2和耦合电容C4的并联输入端之间相互连接作为所述第二信号输入端。本发明提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路至少具备以下有益效果：1、由于第一分压管组支路、第二分压管组支路的存在，使得场效应管互补输出支路的输出管(场效应管)在大电流输出的时候，耗散功率并不大，不容易导致温度正反馈，因此可去除(场效应管互补输出支路)输出端的源极电阻，实现低输出阻抗，且拥有大的电流输出能力和高耐压的大功率互补输出。2、由于大跨导的场效应管的温度特性更明显，如果没有稳定的电路设计，在大功率场合去除源极电阻的情况下是不能选用大跨导场效应管的，而本发明则可使用大跨导场效应管作为输出管，进一步降低输出阻抗，且电流依然稳定(在本发明其中一具有热敏支路的方案中，可使静态电流进一步稳定)。3、可以采用大电流场效应管作为输出管，压降相对比较恒定，动态工作过程中不需要对寄生电容进行频繁的充电和放电，因而不会因寄生电容过大而显著降低响应频率。4、只用少数的输出管(场效应管)即可输出大功率，一般情况下一至两对输出管就足够了使用，因而降低了输出管的配对难度。此外，由于第一分压管组支路和第二分压管组支路并不直接连接互补输出信号端，因此第一分压管组支路和第二分压管组支路(分压管)的输出特性曲线的差异性并不影响互补输出信号端的信号输出特性，也不会导致互补输出信号端的输出信号失真，因此分压管不需要进行配对。附图说明图1是实施例提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路的第一种电路结构示意图。图2中是实施例提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路的第二种电路结构示意图。图3中是实施例提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路的第三种电路结构示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。整体实施例电路结构本发明实施例提出的一种无源极电阻的大功率场效应管互补输出电路，其包括场效应管互补输出支路、第一场效应管偏置支路、第二场效应管偏置支路、第一分压管组支路、第二分压管组支路、第一分压管组偏置支路、第二分压管组偏置支路；其中，场效应管互补输出支路包括互补的第一场效应管输出支路和第二场效应管输出支路，二者的源极端之间直接连接作为互补输出信号端。以图1为例，则第一场效应管输出支路包括N型场效应管Q4以及连接在N型场效应管Q4栅极的电阻R5；第二场效应管输出支路包括P型场效应管Q5以及连接在P型场效应管Q5栅极的电阻R8；第一场效应管输出支路和第二场效应管输出支路的互补输出信号端如图1中OUT端。第一场效应管偏置支路包括电阻R4、电阻R6、热敏电阻NTC1以及耦合电容C2；第二场效应管偏置支路包括电阻R9、电阻R7、热敏电阻NTC2以及耦合电容C3。第一分压管组支路包括N型场效应管Q1和电阻R1、N型场效应管Q2和电阻R2等关联支路(并联数据可根据具体需要设计)；第二分压管组支路包括P型场效应管Q6和电阻R10、P型场效应管Q7和电阻R11等关联支路(并联数量可根据具体需要设计)；第一分压管组偏置支路包括并联的稳压管D1和耦合电容C1；第二分压管组偏置支路包括并联的稳压管D2和耦合电容C4。当然，图1只是为了介绍本发明而设计出来的一种具体电路方案，并不代表本发明仅能使用图1的方案，在本发明的设计构思内，图1中的各电路元件可根据需要用其他等效元件代换，电路连接也可采用其他等效连接方式。首先可参阅图1，本发明实施例的整体方案如下：(1)第一场效应管偏置支路连接在第一场效应管输出支路的栅极端，为第一场效应管输出支路提供偏置电压；第二场效应管偏置支路连接在第二场效应管输出支路的栅极端，为第二场效应管输出支路提供偏置电压；第一场效应管偏置支路和第二场效应管偏置支路之间相互连接作为输入信号端，如图1中IN端。(2)第一分压管组支路的漏极端接入正电源(图1中+VCC)，第一分压管组支路的源极端与第一场效应管输出支路的漏极端相连接，对第一场效应管输出支路的漏源电压进行分压；第一分压管组偏置支路连接在第一分压管组支路的栅极端，为第一分压管组偏置支路提供偏置电压。(3)第二分压管组支路的漏极端接入负电源(图1中-VCC)，第二分压管组支路的源极端与第二场效应管输出支路的漏极端相连接，对第二场效应管输出支路的漏源电压进行分压；第二分压管组偏置支路连接在第二分压管组支路的栅极端，为第二分压管组偏置支路提供偏置电压。其中，上述栅极端、源极端、漏极端为各支路中对应的场效应管的栅极、源极、漏极对应的连接端。漏源电压即为对应的场效应管的Vds也即场效应管的压降。整体实施例效果分析以图1为例，N型场效应管Q4与P型场效应管Q5均为大电流场效应管，且二者的源极之间没有输出电阻，而是直接连通作为输出端OUT。为了保证大电流输出的同时，静态电流不随温度升高而显著升高形成正反馈，N型场效应管Q4与P型场效应管Q5的压降可以控制在非常低的水平，通常是N型场效应管Q4与P型场效应管Q5各自的压降都在10伏以内。这样，即使有大电流通过，N型场效应管Q4与P型场效应管Q5都不会有太大的发热。整个工作过程中，大部分的电压及耗散功率将由第一分压管组支路及第二分压管组支路承受，并且第一分压管组支路及第二分压管组支路的并联数量可以按需增加或者减少。因为通常，同样耗散功率的场效应管，高耐压的场效应管电流小，低耐压的场效应管电流大。此电路可以将两者的优点结合起来。支路电路结构1、第一场效应管输出支路、第二场效应管输出支路本实施例中，可以包括但不限于图1所示：第一场效应管输出支路包括N型场效应管Q4以及连接在N型场效应管Q4栅极的电阻R5；N型场效应管Q4的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第一场效应管输出支路的栅极端、漏极端和源极端。第二场效应管输出支路包括P型场效应管Q5以及连接在P型场效应管Q5栅极的电阻R8；P型场效应管Q5的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第二场效应管输出支路的栅极端、漏极端和源极端。需要说明的是，本发明中的场效应管输出支路并不仅限于两支，根据具体需要，可以参照第一场效应管输出支路和第二场效应管输出支路的连接方案，另外按需增加即可。2、第一场效应管偏置支路、第二场效应管偏置支路本实施例中，可以包括但不限于图1所示：第一场效应管偏置支路包括电阻R4、电阻R6、热敏电阻NTC1以及耦合电容C2；耦合电容C2的第一端连接电阻R5的输入端；电阻R4的输入端与耦合电容C2的第一端连接且用于连接正电流(可连接在电流源如图1中恒流源I1的输出端)；所述电阻R6和热敏电阻NTC1并联成第一热敏支路，第一热敏支路的输入端与输出端分别与电阻R4的输出端、耦合电容C2的第二端连接。第二场效应管偏置支路包括电阻R9、电阻R7、热敏电阻NTC2以及耦合电容C3；耦合电容C3的第二端连接电阻R8的输入端；电阻R9的输出端与耦合电容C3的第二端连接且用于连接负电流(可连接在电流源如图1中恒流源I2的输入端)；所述电阻R7和热敏电阻NTC2并联成第二热敏支路，第二热敏支路的输出端与输入端分别与电阻R9的输入端、耦合电容C3的第一端连接。图1中第一热敏支路的输出端与第二热敏支路的输入端之间相互连接作为输入信号端即IN端。本实施例中，热敏电阻NTC1和热敏电阻NTC2均为负温度系数热敏电阻，作用是减少N型场效应管Q4、P型场效应管Q5的温漂效应。优选将热敏电阻NTC1与N型场效应管Q4近距离安装在同一散热器上，能够获得显著的效果，热敏电阻NTC2与P型场效应管Q5亦是同理。3、第一分压管组支路、第二分压管组支路第一分压管组支路可以包括若干组相互并联的第一分压支路；第二分压管组支路可以包括若干组相互并联的第二分压支路。本实施例中，可以包括但不限于图1所示：第一分压支路包括N型场效应管Q1以及连接在N型场效应管Q1栅极的电阻R1；N型场效应管Q1的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第一分压管组支路的栅极端、漏极端和源极端。当然，这里仅是取图1中第一分压管组支路的一分压支路为例进行介绍，同理，图1中N型场效应管Q2及栅极的电阻R2、N型场效应管Q3及栅极的电阻R3分别均可称为第一分压支路。第二分压支路包括P型场效应管Q6以及连接在P型场效应管Q6栅极的电阻R10；P型场效应管Q6的栅极、漏极、源极对应的连接端分别为第二分压管组支路的栅极端、漏极端和源极端。当然，这里仅是取图1中第二分压管组支路的一分压支路为例进行介绍，同理，图1中P型场效应管Q7及栅极的电阻R11、P型场效应管Q8及栅极的电阻R12分别均可称为第二分压支路。需要说明的是，本发明中第一分压管组支路和第二分压管组支路并不限于采用场效应管，也可采用三极管代替。4、第一分压管组偏置支路、第二分压管组偏置支路本实施例中，可以包括但不限于图1所示：第一分压管组偏置支路包括并联的稳压管D1和耦合电容C1；其中，稳压管D1的阴极与耦合电容C1的第一端连接，稳压管D1的阳极与耦合电容C1的第二端连接。第二分压管组偏置支路包括并联的稳压管D2和耦合电容C4；其中，稳压管D2的阴极与耦合电容C4的第一端连接，稳压管D2的阳极与耦合电容C2的第二端连接。5、钳位保护支路钳位保护支路是本实施例的更优化方案中增加的支路，其连接在所述输入信号端和互补输出信号端之间，目的可以防止输入信号端即IN端和互补信号输出端即OUT端之间的电压差过高，避免N型场效应管Q4、P型场Q5的Vgs和Vds超过元器件的极限电压造成的损坏问题。请参阅图2，本实施例中，可以包括但不限于图2所示：钳位保护支路包括稳压管D3和稳压管D4，二者的连接方向相反。例如可以按图2中，稳压管D3的阳极与输入信号端即IN端连接，阴极与稳压管D4的阴极连接；稳压管D4的阳极与互补输出信号端即OUT端连接。当然，稳压管D3和稳压管D4可以调换。假设没有该钳位保护支路，以图2为例，电阻R4的输入端电压相对于IN端的电压是相对稳定的，电阻R5几乎无压降，可以忽略。那么电阻R4的输入端电压也就等于N型场效应管Q4的栅极电压，而一般场效应管的Vgs耐压就在20V左右，所以，如果IN端输入信号为正，而OUT输出负载太重(比如接近短路的情况下)，便有可能导致N型场效应管Q4的Vgs的压差超过耐压，从而造成损坏。而本实施例增加了上述钳位保护支路，IN端与OUT端之间的电压差便不会大于稳压管D3和稳压管D4之间的总电压差，那么，只要稳压管选择合适，电阻R4的输入端电压就不会超过N型场效应管Q4栅极电压的最大承受值，也即是，在理论上，哪怕是电路出现短路，也不出现会由于栅极被击穿而烧掉N型场效应管Q4。上述钳位保护支路对于P型场效应管Q5的保护与此同理。6、输入信号端本实施例中，输入信号端可以仅有一个，如图1或图2中的NI端，也可以是2个以上，如图3中包括有IN1端和IN2端。若以图1或图2为例，第一热敏支路(电阻R6和热敏电阻NTC1)的输出端与第二热敏支路(电阻R7和热敏电阻NTC2)的输入端之间相互连接作为输入信号端即IN端，在图1或图2中由于没有其他信号输入端，该IN端可直接称为信号输入端，其相当于图3中的IN1端，为便于描述，也可与图3中的IN1端同样称为第一信号输入端，图3中IN2端可以称为第二信号输入端，其由稳压管D1和耦合电容C1的并联输出端及稳压管D2和耦合电容C4的并联输入端之间相互连接而成。本实施例的图3中，IN1端和IN2端可以输入两个同相位驱动信号或者是同一个驱动信号，甚至二者可以直接连通导线。7、恒流源本实施例在使用时可采用恒流源作为驱动，以图1或图2为例，可包括第一恒流源I1和第二恒流源I2；第一恒流源I1的输出端与第一分压管组偏置支路(稳压管D1和耦合电容C1)的输入端连接；第二恒流源的输入端与第二分压管组偏置支路(稳压管D2和耦合电容C4)的输出端连接。以图3为例，还可进一步包括第三恒流源I3和第四恒流源I4；第三恒流源I3的输出端与第一场效应管偏置支路(电阻R4)的输入端连接；所述第四恒流源的输入端与所述第二场效应管偏置支路(电阻R9)的输出端连接。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。