BJT가 전력 증폭기의 출력 단계에서 공통적 인 이유는 무엇입니까?


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나의 이해에서, 출력 스테이지의 역할은 거의 0이 들어로 출력 임피던스를 감소하는 것입니다, MOSFET은 그들이 방식으로 낮은 가지고 있기 때문에 적합 더 나은 것 같다 Rds .

그러나 필연적으로 BJT는 개별 설계, 종종 Darlington 구성에서 입력 임피던스를 높이기위한 버퍼로 간주되는 반면, 하나의 MOSFET만이 충분한 입력 임피던스를 갖습니다.

내 생각은 그것이 더 싸거나 더 단순하다는 것이었다. 전력 BJT는 실제로 전력 MOSFET보다 약간 저렴하며 BJT 이미 터 팔로워로 비교적 선형 버퍼를 만드는 것이 더 간단한 반면 MOSFET 소스 팔로워는 약간의 피드백이 필요할 수 있습니다.


나는 생각 무릎 전압이 선명하고 MOSFET보다 BJT 낮은, 그리고 그 주된 이유입니다.
Harry Svensson

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문제는 교차 전도 및 R * Ciss 효과가있는 선형 영역에서 선형 DC 바이어 싱 보완 MOSFET입니다. BJT의의는의 Vgs에 대한 MOSFET에 비해 Vbe의 (1A)에 대한 훨씬 더 예측 가능
토니 스튜어트 Sunnyskyguy EE75

그러나 듀얼 네거티브 피드백 루프로 선형화하여 shoothru 손실을 줄이고 이차 VI 효과를 제거하려는 시도를 멈추지 않습니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 1

BJT 디자인은 전체적으로 확실히 저렴합니다. 나는 그들이 다른 디자인보다 우수하게 들리기 때문에 너무 일반적이라고 말하지 않을 것입니다.
토드 윌콕스

답변:


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오디오 전압 소스를 만들려면 크로스 오버 전압 왜곡을 null로 설정해야합니다.이 경우 약간의 대기 DC 전류> 최대 전류의 1 %가 필요합니다. 이 적당한 왜곡 및 출력 임피던스는 네거티브 피드백 또는 과도한 개방 루프 이득에 의해 더욱 감소됩니다. 차동 달링턴 출력단에 대해 능동 다이오드 바이어스 DC 전압을 mV로 예측할 수 있습니다.

그러나 MOSFET의 경우 전도 임계 값은 50 % (예 : 1 ~ 2V 또는 2 ~ 4V)로 변할 수 있으므로 교차 전압 왜곡을 제거하기위한 교차 전도를위한 바이어 싱은 저전압 이득 선형 전력 증폭기로 쉽게 수행 할 수 없습니다.

편집 5 월 22 일 :
또한 선형 모드에서 Vgs NTC 효과와 전류를 공유하지만 완전 전도 모드에서 RdsOn에 대한 PTC 효과와 전류를 공유하는 마이크로 어레이 FET 구조에서 @Thor가 언급 한 것처럼 열 활주로가 존재합니다. 적절한 트랜지스터 구성 요소를 선택하지 않으면 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다.


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MOSFET는 전력 증폭기에서 더 일반적 이었지만 종종 횡형 전력 MOSFET이었습니다.

대부분의 최신 MOSFET (Vertical MOSFET / HEXFET)은 스위칭에 최적화되어 있으며 선형 앰프 설계에서 매우 신중한 설계가 필요합니다. 예를 들어, 이러한 최신 스위칭 유형은 구동하기 어려운 큰 비선형 게이트 커패시턴스를 갖습니다.

또한 HEXFET 등은 선형 적용에서 열 폭주를 일으킬 수있는 국소 가열 효과를 겪을 수 있습니다.

이러한 문제에 대한 자세한 설명은 여기를 참조하십시오.

측면 MOSFET은 여전히 ​​사용 가능하지만 훨씬 비싸다. 여기를 참조 하십시오

따라서 MOSFET을 사용할 수없는 경우는 아니지만 주어진 가격대에서 동일한 성능과 안정성을 달성하는 것이 더 어렵고 비용이 덜 드는 경우가 많습니다.


구식 MOSFET 설계는 BJT 설계와 확실히 다르게 들립니다. 어떤 사람들은 그들이 더 잘 들린다 고 말하지만, 나는 그들과 논쟁하지 않을 것이지만, 그것은 맛의 문제입니다.
토드 윌콕스

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두 번째 고장

(많은) 오디오 증폭기는 선형 영역에서 출력 스테이지를 작동시킵니다.

최신 전력 MOSFET은 선형 영역에서 작동하도록 설계되지 않았습니다. 이들 중 다수 (HEXFET)는 전력 밀도와 스위칭 속도를 높이기 위해 수십만 개의 작은 FET 요소로 구성된 그리드로 구성됩니다. 다른 스위칭 최적화 MOSFET 제품군은 넓은 다이 영역 및 / 또는 더 작은 요소로 구성된 유사한 구조를 가지고 있습니다.

MOSFET의 경우, 임계 전압은 음의 온도 계수를 갖습니다. 다이 / FET 소자의 특정 영역이 더 뜨거워지면 임계 전압이 감소하고 MOSFET이 선형 영역에서 작동하므로 해당 영역이 전류의 더 많은 부분을 전도하므로 더 뜨겁습니다. 오래지 않아 다이의 작은 부분에 국한된 가열로 인해 종종 "두 번째 고장"이라고하는 단락이 발생했습니다.

그러나...

비교적 새로운 유형의 증폭기 인 "클래스 D"증폭기는 스피커가 재생할 것으로 예상되는 것보다 훨씬 높은 주파수에서 출력 스테이지 트랜지스터를 빠르게 켜고 끄는 방식으로 작동합니다. 저역 통과 필터는 고주파 노이즈를 필터링하고 듀티 사이클을 변경하여 증폭을 달성합니다.

클래스 D 증폭기에 출력 스테이지 요소가 완전히 켜져 있거나 완전히 꺼져 있기 때문에 MOSFET은 이러한 설계에서 매우 일반적입니다. 이를 위해 전력 MOSFET이 최적화되었으므로 이것이 바로 그 용도입니다.


-1 MOSFET 열 폭주에 대해 이야기하는 것처럼 들리기 때문에 -1은 MOSFET의 실제 문제가 아니지만 BJT의 문제 일 때입니다. 다른 말로 들리는 것처럼 들리더라도 이상한 말로 표현하기 때문에이 두 가지 효과를 구분하려면 설명이 필요합니다.
DKNguyen

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FET 임계 전압의 템코가 BJT와 마찬가지로 음의 값을 갖습니다. 선형 모드의 FET는 여전히 열 폭주 문제입니다.
sstobbe

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@Toor I dunno, 그의 이야기 체크 아웃 것 같습니다 ...
marcelm

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@Toor Thermal Runway 는 선형 모드에서 Vgs NTC 효과 와 전류를 공유 하지만 완전 전도 모드에서 RdsOn에 대한 PTC 효과 와 전류를 공유하는 마이크로 어레이 FET 구조에서 설명한대로 존재 합니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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