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场效应管在音响电路中的合理应用

场效应晶体管在音响数字化的今天应用范围越来越广。其原理、优点和使用常

识在一些工具书及报刊上已有不少论述，在此不再赘述。本文通过两个容易被

发烧友特别是初学者所忽略的要点来说明场效应管的合理应用。目前，应用于

音响领域的场效应管包括结型管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOsFET)，而后者又

分为LDMOS、VMOS及近年出现的UHC、IGBT等，并且至今仍在不断发展与完善

之中。1．JFET缺少配对容差内的互补管当今双极晶体管制造工艺的成

场效应晶体管在音响数字化的今天应用范围越来越广。其原理、优点和使用常

识在一些工具书及报刊上已有不少论述，在此不再赘述。本文通过两个容易被

发烧友特别是初学者所忽略的要点来说明场效应管的合理应用。目前，应用于

音响领域的场效应管包括结型管(JFET)和绝缘栅场效应管(MOsFET)，而后者又

分为LDMOS、VMOS及近年出现的UHC、IGBT等，并且至今仍在不断发展与

完善之中。

1．JFET缺少配对容差内的互补管

当今双极晶体管制造工艺的成熟已使NPN与PNP互补三极管的配对误差缩小到

被广大专业厂商和音响发烧友所能普遍接受的程度。相比之下，场效应管的选

配就困难得多，而作为放大器输入级用管的JFET更是缺少符合要求的互补对

(这是目前的制造水平所决定的)。附表列出了东芝公司的孪生场效应管

(DualFET)K389／Jl09的主要特性数据比较。由附表可知，K389与J109的差异

有VCC和NF，其中C和C两项数值，N沟与P沟的差值要达5倍之巨。

笔者有一次购买过8对K389／J109，但是在装机前测试的结果却颇令人失望：

①所谓孪生管只是同一管壳内的两只管子性能一致，而同时购买的8对管中N

沟之间的差别颇大，N沟与P沟的差别更大；②K389与J109的Idss、gm及

Vgs各不相同，实际的波形测试也不对称。最后，笔者只能从K389中选出两

只误差为3．8％的管子作为单边差动输入级之用(以往选用双极孪生管时总是

不难把同极性管的误差控制在1％，异极性管的配对误差也不会大于3％)。通

过以上的数据比较和实际测试可以得到如下启示：JFET用于互补输入级时，其

V和I一的离散性会使电路的静态工作点产生较大的偏移，从而令电路的稳定

性变差；gm、Cis,Cis的固有差异更影响着整个推挽级的上下波形对称和瞬

态响应速度等动态指标。关于这一点，国外的一些知名厂商其实早就形成共

识，如天龙、马兰士等的产品中常可见到K389等做成的场效应差动输入级，但

总是难以见到J109的影子，也许K389／J109本来就是“拉郎配”。

与JFET相比，MOS管的耐压、功耗和跨导等都容易做得较高。另外，放大器中

除了输入级以外的部分(如推动级、输出级)，其互补配对要求可相对放宽，而

且一些配对的缺陷也可通过电路的仔细设计加以克服。因此，MOS管在功放末

级的应用并无什么大碍。MOS管用于功放输出级的问题不在于互补配对，关键

是效率低。

2、MOSFET输出极效率较***低

MOS管输出级的损耗比双极晶体管大是众所周知的。通常在相同的电路下，为

了取得与双极管一样的输出功率，采用的方法是将电源电压升高±5V，以补偿

MOS管的损耗。然而，实际制作证明其远不止这么简单。

音响常用场效应管的参数如下表：

从附表中可以了解到几种颇具代表性的MOS管的主要特性数据。现以日立公司

的老牌LDMOS管K135／J50为例加以说明。K135／J50的栅一源开启电压阈值

为一0．15～一1．45V。实测当Io=10mA时VO．25V，而当I~=100mA典型值时

V增加到0,6～0、85V。可见场效应管的压控特性决定了栅一源损耗电压是随

漏极电流I增大而上升的(相对于这一点，双极晶体管的V几乎恒为

0．7V)。MOS管的内部损耗主要取决于漏源导通电阻R、的大小。K135／

J50的参数中没有直接给出RDs1这一项，但是通过漏源导通电压VDs(sat)：

12V和ID7A两个数据，利用公式RDs(oN)=UDs