「唐凌電阻」的迷思......
發表於 : 週四 6月 17, 2004 8:19 am「唐凌電阻」的迷思......
音響技術第101期刊載了一篇唐凌大師的大作：「小天使」後級放大器。
DZ老網頁的DIY論述中也轉載了這篇文章。
該文提到了一個唐凌大師的創意設計，也就是所謂的「唐凌電阻」。
「小天使」後級放大器的電路如下，而「唐凌電阻」指的是功率晶體偏壓電路上下所加的R6。
對於「唐凌電阻」，唐凌大師在該文中的這一段話相當耐人尋味。引述如下：
「我期望於R6的是：在靜態的時候，提供功率晶體偏(2mA*50=100mA)，而由Q3來的電則流向QB，
當然，兩者間可能有相當大的誤差，而更重要的事情是：當有一邊晶體導電時，
R6的端電壓加大，於是它提供了更大的電流，
此電流的一部份無可避免地會被QB分去(QB之VCE會略略增加，希望這增加量正好抵銷R7的壓降。)；
另一部份(最好是一直維持靜態的情況)則仍「吊」著不導電的那個功率晶體。
如此一來，它應該有A類的效果才是。」
這段話我感興趣的是「它應該有A類的效果才是。」這一句，
唐凌大師所謂的「A類的效果」是什麼？
很顯然不是指輸出功率晶體偏流設在峰值輸出電流的二分之一以上的「純A類」，
應該是指：
輸出功率晶體的偏壓隨著輸出電流增加而變大，
以補償輸出電流在功率晶體的射極電阻上所造成的壓降，
避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
但是「唐凌電阻」真的能讓輸出功率晶體的偏壓隨著輸出電流增加而變大，
來補償輸出電流在功率晶體的射極電阻上所造成的壓降，
達到避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果嗎？
這一點相當令人質疑！
唐凌大師所抱持的理由是：
「當有一邊晶體導電時，R6的端電壓加大，於是它提供了更大的電流......」
問題是R6有兩個，一個端電壓加大表示另一個端電壓變小，
如何能期望輸出功率晶體的偏壓會變大來補償功率晶體的射極電阻上的壓降！？
針對這一點，我用PSPICE做了以下的電路模擬來加以說明。
上圖是「小天使」後級放大器電路各節點的靜態電壓電流。
上圖是滿負載輸出時，輸出功率晶體的偏壓Qb的Vce和輸出功率晶體的Vbe的波形。
由圖中可以看出輸出功率晶體不輸出時會發生逆偏截止的狀況，
是典型的AB類工作狀態，並不具有避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
上圖是拿掉「唐凌電阻」後，電路各節點的靜態電壓電流。
上圖是拿掉「唐凌電阻」後，輸出功率晶體的偏壓Qb的Vce和輸出功率晶體的Vbe的波形。
圖中顯示出由於電壓放大級也是AB類工作方式，
導致輸出功率晶體的偏壓非常不穩定，
也就是說「唐凌電阻」的作用其實只是穩定輸出功率晶體的偏壓，
並不能達到避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
但是要穩定輸出功率晶體的偏壓並不一定要用「唐凌電阻」，
偏壓電路加個電容同樣可以達到這個效果，如下圖所示：
而且這個電路輸出功率晶體的偏壓之所以會不穩定，
主因在於電壓放大級也是以AB類方式工作，
通常放大器的設計除了功率級為了考慮能源效率的問題，
會以B類或AB類方式工作之外，
其他各級的消耗功率並不大，
為了儘可能降低失真，都是以A類方式工作。
而這個「小天使」後級放大器不但功率級是AB類方式工作，
連電壓放大級都是AB類方式工作，
才會造成輸出功率晶體的偏壓不穩定！
下圖將輸出功率晶體前面加一級驅動級，
減輕電壓放大級的負擔，
即使不加「唐凌電阻」，偏壓仍然很穩定！
以上為本人對「唐凌電阻」的研究所得，
供大家做個參考。
音響技術第101期刊載了一篇唐凌大師的大作：「小天使」後級放大器。
DZ老網頁的DIY論述中也轉載了這篇文章。
該文提到了一個唐凌大師的創意設計，也就是所謂的「唐凌電阻」。
「小天使」後級放大器的電路如下，而「唐凌電阻」指的是功率晶體偏壓電路上下所加的R6。
對於「唐凌電阻」，唐凌大師在該文中的這一段話相當耐人尋味。引述如下：
「我期望於R6的是：在靜態的時候，提供功率晶體偏(2mA*50=100mA)，而由Q3來的電則流向QB，
當然，兩者間可能有相當大的誤差，而更重要的事情是：當有一邊晶體導電時，
R6的端電壓加大，於是它提供了更大的電流，
此電流的一部份無可避免地會被QB分去(QB之VCE會略略增加，希望這增加量正好抵銷R7的壓降。)；
另一部份(最好是一直維持靜態的情況)則仍「吊」著不導電的那個功率晶體。
如此一來，它應該有A類的效果才是。」
這段話我感興趣的是「它應該有A類的效果才是。」這一句，
唐凌大師所謂的「A類的效果」是什麼？
很顯然不是指輸出功率晶體偏流設在峰值輸出電流的二分之一以上的「純A類」，
應該是指：
輸出功率晶體的偏壓隨著輸出電流增加而變大，
以補償輸出電流在功率晶體的射極電阻上所造成的壓降，
避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
但是「唐凌電阻」真的能讓輸出功率晶體的偏壓隨著輸出電流增加而變大，
來補償輸出電流在功率晶體的射極電阻上所造成的壓降，
達到避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果嗎？
這一點相當令人質疑！
唐凌大師所抱持的理由是：
「當有一邊晶體導電時，R6的端電壓加大，於是它提供了更大的電流......」
問題是R6有兩個，一個端電壓加大表示另一個端電壓變小，
如何能期望輸出功率晶體的偏壓會變大來補償功率晶體的射極電阻上的壓降！？
針對這一點，我用PSPICE做了以下的電路模擬來加以說明。
上圖是「小天使」後級放大器電路各節點的靜態電壓電流。
上圖是滿負載輸出時，輸出功率晶體的偏壓Qb的Vce和輸出功率晶體的Vbe的波形。
由圖中可以看出輸出功率晶體不輸出時會發生逆偏截止的狀況，
是典型的AB類工作狀態，並不具有避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
上圖是拿掉「唐凌電阻」後，電路各節點的靜態電壓電流。
上圖是拿掉「唐凌電阻」後，輸出功率晶體的偏壓Qb的Vce和輸出功率晶體的Vbe的波形。
圖中顯示出由於電壓放大級也是AB類工作方式，
導致輸出功率晶體的偏壓非常不穩定，
也就是說「唐凌電阻」的作用其實只是穩定輸出功率晶體的偏壓，
並不能達到避免輸出功率晶體截止的「動態A類」效果。
但是要穩定輸出功率晶體的偏壓並不一定要用「唐凌電阻」，
偏壓電路加個電容同樣可以達到這個效果，如下圖所示：
而且這個電路輸出功率晶體的偏壓之所以會不穩定，
主因在於電壓放大級也是以AB類方式工作，
通常放大器的設計除了功率級為了考慮能源效率的問題，
會以B類或AB類方式工作之外，
其他各級的消耗功率並不大，
為了儘可能降低失真，都是以A類方式工作。
而這個「小天使」後級放大器不但功率級是AB類方式工作，
連電壓放大級都是AB類方式工作，
才會造成輸出功率晶體的偏壓不穩定！
下圖將輸出功率晶體前面加一級驅動級，
減輕電壓放大級的負擔，
即使不加「唐凌電阻」，偏壓仍然很穩定！
以上為本人對「唐凌電阻」的研究所得，
供大家做個參考。
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