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五極管特性曲線的背后含義

發(fā)布時間:2013/7/9 20:19:58 訪問次數(shù):2008

    當(dāng)我們研究小信號五極管EF86在Vg2=100V時的特性OCP8155曲線時,將看到這些陽極曲線近似為水平直線。我們可以從中得出一些有用的結(jié)論。
    第一,五極管的特性非常接近于雙極型晶體管的特性。這表明,就大多數(shù)應(yīng)用而言,陽極電阻是非常大的,甚至可視為無窮大。因此,五極管電路的輸出電阻近似等于RL。
    第二,陽極電壓的負(fù)向擺動,可以比四極管更按近于OV。所以,五極管能獲得更高的峰峰值輸出電壓。這將給效率帶來很大的影響,在高壓電路中選用五極管確實是不錯的選擇。
    第三,五極管的Va-/a關(guān)系曲線形狀呈指數(shù)特征(雙極型晶體管也是如此),所以有:
    這一關(guān)系的存在,不僅導(dǎo)致了五極管產(chǎn)生明顯的奇次諧波失真,而且失真諧波頻譜比三極管寬得多。例如,五極管E55L被偏置成/a=50mA,陽極負(fù)載電阻為4.7kQ,由410V電源供電。在不出現(xiàn)削波的情況下,電路的最大輸出電壓約等于73VRMS,因此以輸出電壓約等于50VRMS作失真測試。此時,電路產(chǎn)生的總諧波失真(THD)為1.3%,但應(yīng)注意失真頻譜上明顯可見的諧波中,最高的階次達(dá)到了12次,如圖2.18所示。

          
    這個關(guān)系式可以用一個二項級數(shù)( binomial series)來逼近。這個二項級數(shù)(指原幕函數(shù)展開成的冪級數(shù)——譯注)含有奇次項(x3、x5、x7--)和偶次項(x2、4、x6--),表明存在著奇次諧波和偶次諧波,而且這些項衰減得很快(作者在正常情況下測得的三極管失真頻譜,看不到有7次及以上的諧波)。由此我們可以預(yù)期,三極管產(chǎn)生的失真以2次諧波失真為主。
    產(chǎn)生這種類型的失真,其意義很重要。因為人耳對偶次諧波失真的容忍度遠(yuǎn)比奇次諧波失真高,其中部分原因是人耳本身也會產(chǎn)生偶次諧波失真,另一個原因是高階的奇次諧波與基頻不再有音樂上的聯(lián)系,聽起來嘈雜刺耳。由于主觀效果差別很大,并且五極管電路通常使用大量的負(fù)反饋,所以,必須要把五極管電路測得的失真做成比三極管電路小。

    當(dāng)我們研究小信號五極管EF86在Vg2=100V時的特性OCP8155曲線時,將看到這些陽極曲線近似為水平直線。我們可以從中得出一些有用的結(jié)論。
    第一,五極管的特性非常接近于雙極型晶體管的特性。這表明,就大多數(shù)應(yīng)用而言,陽極電阻是非常大的,甚至可視為無窮大。因此,五極管電路的輸出電阻近似等于RL。
    第二,陽極電壓的負(fù)向擺動,可以比四極管更按近于OV。所以,五極管能獲得更高的峰峰值輸出電壓。這將給效率帶來很大的影響,在高壓電路中選用五極管確實是不錯的選擇。
    第三,五極管的Va-/a關(guān)系曲線形狀呈指數(shù)特征(雙極型晶體管也是如此),所以有:
    這一關(guān)系的存在,不僅導(dǎo)致了五極管產(chǎn)生明顯的奇次諧波失真,而且失真諧波頻譜比三極管寬得多。例如,五極管E55L被偏置成/a=50mA,陽極負(fù)載電阻為4.7kQ,由410V電源供電。在不出現(xiàn)削波的情況下,電路的最大輸出電壓約等于73VRMS,因此以輸出電壓約等于50VRMS作失真測試。此時,電路產(chǎn)生的總諧波失真(THD)為1.3%,但應(yīng)注意失真頻譜上明顯可見的諧波中,最高的階次達(dá)到了12次,如圖2.18所示。

          
    這個關(guān)系式可以用一個二項級數(shù)( binomial series)來逼近。這個二項級數(shù)(指原幕函數(shù)展開成的冪級數(shù)——譯注)含有奇次項(x3、x5、x7--)和偶次項(x2、4、x6--),表明存在著奇次諧波和偶次諧波,而且這些項衰減得很快(作者在正常情況下測得的三極管失真頻譜,看不到有7次及以上的諧波)。由此我們可以預(yù)期,三極管產(chǎn)生的失真以2次諧波失真為主。
    產(chǎn)生這種類型的失真,其意義很重要。因為人耳對偶次諧波失真的容忍度遠(yuǎn)比奇次諧波失真高,其中部分原因是人耳本身也會產(chǎn)生偶次諧波失真,另一個原因是高階的奇次諧波與基頻不再有音樂上的聯(lián)系,聽起來嘈雜刺耳。由于主觀效果差別很大,并且五極管電路通常使用大量的負(fù)反饋,所以,必須要把五極管電路測得的失真做成比三極管電路小。

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