音频放大器使用的最佳晶体管

这个学期，我们将设计一个音频放大器。到目前为止，在我们的演讲中，我们仍在BJT上，根据我所听到的内容，与BJT上的详细内容不同，将仅部分讨论FET。无论如何，我想尽早提出一个想法，以便我可以计划要使用哪种晶体管以获得最佳音频放大效果。我读过一些文章，其他晶体管（BJT / FET）的性能如何更好，但是其他论坛则指出，性能不取决于组件，而是取决于晶体管的正确偏置方式和电路的正确设计方式。

在设计音频放大器时，晶体管的四个子类型中哪一个最有效？（NPN / PNP / JFET / MOSFET）

顺便说一下，我教授的要求就是这样：打动我。目前，我的小组尚未决定具体的电路（功率，阻抗等）。

您可以成功地使用许多不同类型的BJT构建音频放大器。使放大器工作良好的是电路而不是晶体管。我会选择2N4401（NPN）和2N4403（PNP）等豆形软糖零件，并坚持使用它们，除了最终的功率输出晶体管外，其他所有零件都坚持使用。许多部分可以填补这一角色。如果您有自己喜欢的豆形软糖小信号晶体管，则可以根据需要使用它们。我提到的那些放大器具有合理的增益，并且可以承受40 V的电压，这应该足够好，足以让放大器给您的专家留下深刻的印象。

有很多可能的功率晶体管可以用作最终输出。如果您的目标是几瓦，我可能会选择TIP41（NPN）和TIP42（PNP）之类的基本零件。

同样，决定该项目成败的不是晶体管的选择。当然，您可以使用我提到的晶体管创建令人印象深刻的音频放大器，但同时也会使您一团糟。这完全取决于设计。在音频中，总体噪声和谐波失真是当务之急。这些来自于精心的电路设计以及在此过程的每一步中对这些参数的关注。

您还可以使用其他类型的晶体管，例如JFET或MOSFET。那些将需要不同的电路拓扑来正确利用，但也可以用来制造良好的放大器。由于您将更彻底地了解BJT的详细信息，因此我暂时坚持使用它们。这将是一个很棒的学习练习。设计具有极低噪声和极低失真的放大器并非易事。

与MOSFET相比，对于相同数量的组件，使用BJT可能会使功率输出级更有效。我用“有效”一词来表示，对于与简单推挽电路中使用的BJT相同的电源，您的输出电压将摆动更高/更大。这是因为，要开启BJT，您只需要约0.6至0.7V的电压，而要使MOSFET提供数百毫安的电流，则可能需要用3或4伏电压驱动其栅极。

同样，这将是一个简单的发射极跟随器推挽AB类输出级。您只能使用限制在电源轨上的信号来驱动输出晶体管，如果这是（例如）24V dc，则应该能够将22Vp-p的信号驱动到功率晶体管。假设每个BJT会“失去” 0.7伏特（由于基极发射极结），最大输出电压将峰峰值约为20.6伏。如果您使用的是mosfet，则峰值可能会达到14伏特，从而达到一个不错的负载。

到目前为止，我的回答有些麻烦，不过，您只需要对作为源极跟随器连接的mosfet进行作业，并选择较小的Vgs（阈值），然后检查数据表即可了解需要多少栅极驱动电压使其流过数百毫安。

在输出晶体管集电极连接或漏极连接的情况下，还有更复杂的设计很难工作，但是，对于初学者，我会尽量避免使用这些设计，因为如果设计不当，它们将变得不稳定，并且需要更多的硅才能有效地工作。

因此，鉴于您未指定功率输出，扬声器负载或电压轨，我想说BJT功率输出级可能是最佳选择。至于其他晶体管，我会坚持使用BJT-它们已用于成千上万的良好商业设计中。您当然可以考虑使用输出变压器的A类输出级-这可能值得考虑，但不利的一面是由于最终晶体管偏置而导致的效率损失。

我刚刚浏览了一个相当简单的输出级，该输出级显示了您可能需要一个体面放大器所需要的偏置电路，并且偶然发现了这个：

它来自此站点。我推荐它是因为它似乎有一个不错的规格，并且该网站还建议使用不带二极管/偏置的简化版本。我个人认为对于初学者来说这将是一个好的开始。该站点讨论了实现良好输出阶段所需的几件事。

如果您进行了更多研究，则可以采用基本设计并为其增加增益，然后将运算放大器换成单个晶体管。

这是一个较晚的答案，但是我希望它可以帮助有人问同样的问题。

我更喜欢BJT，但MOSFET超级易用，并且在保真度方面可以胜过BJT。两者都可以提供出色的结果，只需使用您喜欢的内容即可。MOSFET通常可以处理更高的电源电压（更高的最大Vds）。因此，请根据自己的感觉（计算明智）进行设计，如果您对两者都感到满意，请使用random.org。

要补充Andy aka所说的话，只要知道您将需要一个非常复杂的设计来在输出摆幅下在每个电源轨下获得0.7V。这是因为BJT放大器的放大器级还需要信号来驱动它，通常可以将其中一个电源轨的电压降低大约10％（不要在该数字上引用我的意思，这只是我使用的一般经验法则）。而且我认为运算放大器不会给教授留下深刻印象。至少在我研究过的地方，如果我不使用运放，那将会彻底失败。此外，通过精心设计的驱动器级，您可以得到的最大功率是18瓦到8欧姆-如果我没记错的话，使用NE5532。通常，您只需要10-15 W的运放。首先，运算放大器需要5分钟的设计时间，其次，功率是令人沮丧的。

另外，使用两个二极管偏置BJT输出级并不是一个特别好的主意，除非您完美地匹配二极管和晶体管并热连接二极管和输出晶体管。BJT放大器非常容易发生热失控。在实践中，您可能会发现，如果使用普通的信号二极管，最终会产生很高的偏置电流。如果要使用二极管-1N4001，请使用整流二极管。

定义“性能”。您为什么对“效率”感兴趣？晶体管以不同的方式用于音频放大器。您拥有像过载的Neve调音台mic pre那样过载的离散A类电路。在纸上，运算放大器的设计将具有最佳性能（实际上，在传统运算放大器的前面放置单独的晶体管可能会接近理论上的性能极限）。但更普遍的是，您有输入晶体管，增益晶体管和输出晶体管。

输入晶体管应低噪声。如果源阻抗正确，BJT往往会降低噪声（对于运放，您可以通过查看电压噪声/电流噪声来查找数据手册，NE5534A在30Hz时的电压噪声/电流噪声约为5.5 / 0.0015 = 3k7）。JFET具有极低的电流噪声，因此在高Z输入时它们往往会具有更好的噪声性能。

增益晶体管应具有低噪声和高增益。我不确定什么才是好的输出晶体管。带宽或热特性。