一种低失真mosfet大功率放大电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种MOSFET大功率放大电路，特别是一种低失真MOSFET大功率放大电路。
【背景技术】
[0002]功率放大电路广泛地应用在音频等模拟信号放大及处理领域，目前广泛采用三极管进行功率放大电路设计，但随着对放大电路输出功率越来越大的需求，三极管放大电路由于自身的特性已越来越难以满足大功率输出的需求:首先，三极管属于电流放大型元件，输出功率越大，所需的基极电流就越大，控制电路功耗越大；其次，大功率三极管由于制造工艺限制，放大倍数都比较低，这就进一步需要增加基极电流，从而使得控制电路功耗进一步增大，不得不采用多级驱动，这就增加了系统复杂度，增加了设备的体积和重量。
[0003]为了克服大功率功率放大电路控制电路功耗大引起的问题，近年来人们采用MOSFET代替三极管进行功率放大电路设计，MOSFET属于电压控制型元件，改变栅极的电压信号即可实现对输出功率的控制，控制所需功率很小甚至可以忽略不计，从而很大幅度地减少了控制电路功耗，简化了控制电路设计。但是MOSFET的栅极开启电压一般为2V-5V，明显高于三极管0.6V左右的开启电压，存在着较大的控制死区，失真度相对较高，这就限制了 MOSFET功率放大电路的发展应用。
[0004]为了尽量减少MOSFET失真，目前MOSFET大功率放大电路常采用推挽源极跟随器方式，电路包括一个N型功率MOSFET和一个P型功率MOSFET配对使用，采用正负电源供电方式，N型功率MOSFET的漏极接正电源，N型功率MOSFET的源极与P型功率MOSFET的源极连接共同接输出负载，P型功率MOSFET的漏极接负电源，在N型功率MOSFET栅极与正极电源之间以及P型功率MOSFET栅极与负极电源之间连接有偏置电阻，N型功率MOSFET栅极以及P型功率MOSFET的栅极通过分压电阻与输入信号连接。工作时在输入信号的正半周期N型功率MOSFET工作在放大状态驱动输出负载，P型功率MOSFET处于截止状态，在输入信号的负半周期P型功率MOSFET工作在放大状态驱动输出负载，N型功率MOSFET处于截止状态，从而在输入信号整个周期实现功率放大。这种放大电路虽然在一定程度上减少了MOSFET的交越失真，但由于同时需要一个N型功率MOSFET和一个P型功率M0SFET，两者放大倍数存在较大差异，会造成输出波形正负半周期波形不对称失真，同时需要正负双电源供电也会因正负电源电压幅值差异造成一定的失真。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种低失真MOSFET大功率放大电路，解决N型功率MOSFET和P型功率MOSFET放大倍数差异造成的输出波形正负半周不对称失真问题，同时采用单电源供电，消除了正负双电源电压幅值差异造成的输出波形失真问题，简化了对供电电源要求。
[0006]一种低失真MOSFET大功率放大电路，包括:电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，还包括:变压器T1、变压器T2、N型功率MOSFET管V1、N型功率MOSFET管V2、电阻R1、电阻R6~电阻R9和电容C1。
[0007]变压器T1的原边1和2分别与输入信号Vin端和输入信号地SG连接，变压器T1的副边3与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，变压器T1的副边5与电容C1的一端和电阻R3的一端连接，变压器T1的副边4与电源负极GND连接，电阻R1的另一端与电容C1的另一端连接。电阻R2的另一端与电阻R4的一端和电阻R6的一端连接，电阻R4的另一端与电源正极VCC连接，电阻R6的另一端与N型功率MOSFET管VI的栅极G连接。电阻R3的另一端与电阻R5的一端和电阻R7的一端连接，电阻R5的另一端与电源正极VCC连接，电阻R7的另一端与N型功率MOSFET管V2的栅极G连接。N型功率MOSFET管VI的漏极D与电源正极VCC连接，N型功率MOSFET管VI的栅极G与电阻R8的一端连接，N型功率MOSFET管VI的源极S与电阻R8的另一端连接。N型功率MOSFET管V2的漏极D与电源正极VCC连接，N型功率MOSFET管V2的栅极G与电阻R9的一端连接，N型功率MOSFET管V2的源极S与电阻R9的另一端连接。变压器T2的原边1与N型功率MOSFET管VI的源极S连接，变压器T2的原边2与电源负极GND连接，变压器T2的原边3与N型功率MOSFET管V2的源极S连接，变压器T2的副边4与输出正极Vo+连接，变压器T2的副边5与输出负极Vo-连接。
[0008]工作时将输入电源正负极分别接VCC和GND，输入信号正负极分别接Vin和SG，输出电源正负极分别接Vo+和Vo-。输入信号通过变压器T1放大为两个极性相反的半波信号，在输入信号的正半周期变压器T1的副边3输出正的半波信号，通过电阻R2、电阻R6和电阻R8使N型功率MOSFET管VI处于放大状态工作，此时变压器T1的副边5输出与副边3输出信号极性相反，则通过电阻R3、电阻R7和电阻R9使N型功率MOSFET管V2处于截止状态停止工作；在输入信号的负半周期变压器T1的副边5输出正的半波信号，通过电阻R3、电阻R7和电阻R9使N型功率MOSFET管V2处于放大状态工作，此时变压器T1的副边3输出与副边5输出信号极性相反，则通过电阻R2、电阻R6和电阻R8使N型功率MOSFET管VI处于截止状态停止工作。电阻R1和电容C1起到滤波作用，消除输入信号干扰。N型功率MOSFET管V1、N型功率MOSFET管V2和变压器T2原边1、2、3连接成两个跟随放大电路，在输入信号的正负半周期交替工作:在输入信号正半周期，N型功率MOSFET管VI和变压器T2的原边1、2组成跟随放大电路，将输入信号进行功率放大，通过变压器T2副边4、5输出；在输入信号负半周期，功率MOSFET管V2和变压器T2的原边3、2组成跟随放大电路，将输入信号进行功率放大，通过变压器T2副边4、5输出。该跟随电路采用负反馈调整控制方式，实现输出信号跟踪输入信号，具有较强的抗负载阻抗变化功能，实现较大的功率输出，同时输出信号失真度得到了控制。电阻R4为偏置电阻，电阻R2为分压电阻，通过电阻R4和电阻R2的偏置分压作用使得输入信号电压接近零时N型功率MOSFET管VI仍处于放大状态，减少了正半周期输出交越失真；同理电阻R5为偏置电阻，电阻R3为分压电阻，通过电阻R5和电阻R3的偏置分压作用使得输入信号电压接近零时N型功率MOSFET管V2仍处于放大状态，减少了负半周期输出交越失真。由于N型功率MOSFET管VI和N型功率MOSFET管V2为同型号MOSFET管，放大倍数容易选择一致，同时由于变压器T2负反馈调节的作用，可有效降低正负半周期输出波形的不对称失真。
[0009]本发明采用常用电子元件，通过变压器电路和跟随电路的配合，降低了 MOSFET功率放大电路输出信号的失真度，具有控制功耗低、控制电路简易、输出功率大、失真度低等优点。该电路适用于大功率音频等功率放大领域的应用。
【附图说明】
[0010]图1 一种低失真MOSFET功率放大电路的电路图。
【具体实施方式】
[0011]一种低失真MOSFET大功率放大电路，包括:电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5，还包括:变压器T1、变压器T2、N型功率MOSFET管V1、N型功率MOSFET管V2、电阻R1、电阻R6~电阻R9和电容C1。
[0012]变压器T1的原边1和2分别与输入信号Vin端和输入信号地SG连接，变压器T1的副边3与电阻R1的一端和电阻R2的一端连接，变压器T1的副边5与电容C1的一端和电阻R3的一端连接，变压器T1的副边4与电源负极GND连接，电阻R1的另一端与电容C1的另一端连接。电阻R2的另一端与电阻R4的一端和电阻R6的一端连接，电阻R4的另一端与电源正极VCC连接，电阻R6的另一端与N型