每片驅動板上只有四顆小信號晶體...最省零件的MOS FET後級 @ 老音響資料庫/蘇桑部落格

　　在一個偶然的機會下,從音技編輯部得到一份影印自The Audio Amateur 4/1981的MOS FET後級線路圖。由於電路非常簡單,驅動板上只有四顆小信號晶體,故非但製作容易,預計花費也不會太高,遂著手試製一部,嚐嚐MOS FET的味道。

　　原線路使用的功率晶體是美國IFR-100及IFR-130,由於手邊又沒有它們的資料,於是想改用日本Hitachi的2SK134 2SJ49代替,況且美國Hafler DH-200都使用這對MOS FET。找了一個上午的時間,在中華路買齊了全部元件,遂展開一段頗有趣味的製作過程。

電路概述及製作過程

　　全機電路見圖一,由圖中可知本電路乃是一個非常簡單的架構,而所用的零件也很少,但是別以為零件少就很好裝,其實照圖裝機是最易出錯及燒零件的,因為或許電路裡會被留一手!

　　由圖一可知Q1及Q2是差動輸入級,而R1及R2把輸入及到Q3偏置在適當的工作點上。Q3為主增益級,乃是一非對稱的設計,所以在以後的完成測試時,可發覺當輸出發生切削時,是會由半邊正弦波先切削,而另半邊的正弦波較晚切削的現象,這就是半對稱式的缺點。

　　而Q3的輸出即直接驅動MOS FET做強放,於此處為對稱式的設計各用了一個P-CH及N-CH的MOS FET。而Q4在於提供MOS FET適當的工作偏壓之用,但功率MOS FET如果直接代以K134及J49將是會燒掉這對不算便宜的MOS FET的。故在經過適當的配合K134及J49的種種特性後(如VDS電壓),將電路稍做變更如圖二所示,如果照原設計以5KΩ調整,則一個不小心若加了太大的偏壓會使MOS FET流過大量的電流,立刻將之燒毀!

輸入級的RC元件除了阻抗匹配外,多少也限制了本機的頻率響應寬度。輸出端的R20及C7作用亦同,為防止高頻振盪用的。

　　在作了上述對電路的大致了解後,即可開始著手裝配及繪製PCB了。需要注意的事項有下列數點:

　1.差動級用的MPS L51必須採用配對的晶體,否則即在製作完成後,你將會發覺輸出端的中點電位會偏高,因本機無法調整中點電位,是故這級零件的選擇更形重要,千萬別為了省了幾十元而造成不必要的困擾。

　2. 390pF及20pF的電容原則上能買到雲母質的最好,否則用陶質的也可以。其他電解電容應該用漏電少的,其中C1為增阻用的,更要注意其品質。

　3.電阻如用金屬皮膜電阻的話,¼W則已足夠,但經過實驗知道電阻對本機雜音的影響很少,是故亦可用Philips的½W碳膜電阻。

　4.改變後的電路省略了R15及R17,改為固定偏壓方式RA,此阻值絕不可隨便改變,以免損及MOS FET。

　5.本機效率很高,但因加了MOS FET做為輸出級,所以在偏壓方式上有所改變,本機設定流過MOS FET的電流為250mA(一個MOS FET),因所加電流很大,所以散熱片應用夠大的,並且PCB最好能分開來鎖以免因散熱片的溫度影響了本機的特性,如果要合鎖,則散熱片必須用立式鎖牢才行。

　6.雖然散熱片會很燙,但不必擔心MOS FET過熱,因為MOS FET有負溫度係數的特性,所以溫度高並不會使其音質變惡,也不需加風扇去吹,但如有讀者仍覺得太熱也可加裝一風扇。奔機可以有較高的功率却也可讓人嚐嚐A類的味道,也算是不錯的經歷(筆者不用風扇,亦可連續聽10小時)。

　7.本機所加的電壓為±40V,用簡單的橋式整流即可,變壓器用28-0-28的次級圈每邊有1.5A的電流容量就行了。

　8.圖3為本機的PCB圖樣,圖四為K134及J49的外觀識別接腳圖,要注意D與G決不可接錯!

　　筆者在經過單聲道之實驗後,就裝成STEREO了,本機成本並不高,對想接觸MOS FET的人可當作入門機種,穩定性高、容易製作均是其特點。

　　在裝配完成後所需的調校就是用三用表量Q4 C、E兩端看看電壓是否為1.8V~2.2V左右,如果是的話就大致可以了,此時摸摸MOS FET應該會有點溫度了。而在後級放大器的輸出用MOS FET作為輸出元件好處不少。但最基本有下述的三個好處:(1)它是高阻抗元件,不需要很大的電流來驅動,放大電路的設計可大大的簡化。(2)它是單極性半導體,沒有一般電晶體的二次崩潰現象,因此它的耐功率額可以滿度使用,再者因它具有負的溫度係數,沒有「熱跑脫」的現象,不需任何溫度補償,亦可簡化電路。(3)它是主載子傳遞電荷,比起雙載子傳遞要快得多,上升和下降的時間都很短。

　　最後的測試,就是使用儀器了,先以正弦波看其輸出有無交越失真產生,如有就必須再增加Q4VCE間的電壓,但電壓增加的幅度只能以零點幾伏特的幅度上升,不能一下子升上數伏特,否則MOS FET危矣!一直增加到交越失真的現象消失後則停止。再以方波看輸出有無振鈴等現象。另外在做這兩項測試之前,先不要加入信號,而直接看輸出端有無振盪產生,如有的話則增加C3的值或在R6上並上數pF的電容調整,直到振盪消除即可(振鈴之消除亦同此法)。

　　本機的頻帶並不寬,但時常一些頻帶不寬的機器聽起來音質却不錯,本機即應歸屬於這一類。但是讀者不必想盡辦法增加本機之頻帶寬度,不影響本機的原有風味才是最重要的!

　　試聽的結果尚覺不錯,尤其在中、高頻的清晰細緻,是很不錯的,低頻算是強勁的了,而以這種價格,能得到這種音質是很值得的,因為本機最貴的也就是那兩對MOS FET了。