音響中的場效應(yīng)管和雙極型晶體管

1功率放大器用場效應(yīng)管或雙極型晶體管（以下簡稱晶體管）作前級(jí)和后級(jí)對信號(hào)進(jìn)行放大處理。而采用場效應(yīng)管做的功率放大器，重放的音樂溫暖潤滑，韻昧十足。用晶體管做的放大器也有其優(yōu)點(diǎn)，不妨對場效應(yīng)管和晶體管作一個(gè)對比。 1.場效應(yīng)管主要有結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）和絕緣柵型場效應(yīng)管（IGFET）。絕緣柵型場效應(yīng)管的襯底（B）與源析（S）連在一起，它的三個(gè)極分別為柵極（G）、漏極（D）和源極（S）。晶體管分NPN和PNP管，它的三個(gè)極分別為基極（b）、集電極（c）、發(fā)射極（e）。場效應(yīng)管的G、D、S極與晶體管的b、c、e極有相似的功能。絕緣柵型效應(yīng)管和結(jié)型場效應(yīng)管的區(qū)別在于它們的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)和電流控制原理根本不同，結(jié)型管是利用耗盡區(qū)的寬度變化來改變導(dǎo)電溝道的寬窄以便控制漏極電流，絕緣柵型場效應(yīng)管則是用半導(dǎo)體表面的電場效應(yīng)、電感應(yīng)電荷的多少去改變導(dǎo)電溝道來控制電流。它們性質(zhì)的差異使結(jié)型場效應(yīng)管往往運(yùn)用在功放輸入級(jí)（前級(jí)），絕緣柵型場效應(yīng)管則用在功放末級(jí)（輸出級(jí)）。

2.雙極型晶體管內(nèi)部電流由兩種載流子形成，它是利用電流來控制。場效應(yīng)管是電壓控制器件，柵極（G）基本上不取電流，而晶體管的基極總要取一定的電流，所以在只允許從信號(hào)源取極小量電流的情況下，應(yīng)該選用場效應(yīng)管。而在允許取一定量電流時(shí)，選用晶體管進(jìn)行放大，可以得到比場效應(yīng)管高的電壓放大倍數(shù)。

3.場效應(yīng)管是利用多子導(dǎo)電（多子：電子為多數(shù)載流子，簡稱多子），而晶體管是既利用多子，又利用少子（空穴為少數(shù)載流子，簡稱少子），由于少子的濃度易受溫度，輻射等外界條件的影響，因此在環(huán)境變化比較劇烈的條件下，采用場效應(yīng)管比較合適。

4.功率放大電路是一種弱電系統(tǒng)，具有很高的靈敏度，很容易接受外界和內(nèi)部一些無規(guī)則信號(hào)的影響，也就是在放大器的輸入端短路時(shí)，輸出端仍有一些無規(guī)則的電壓或電流變化輸出，利用示波器或揚(yáng)聲器就可覺察到。這就是功率放大器的噪聲或干擾電壓。噪聲所產(chǎn)生的影響常用噪聲系數(shù)Nf表示，單位為分貝（dB），Nf越小越好，Nf=輸入信號(hào)噪聲比/輸出信號(hào)噪聲比，晶體管的噪聲來源有三種：⑴熱噪聲：由于載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，通過半導(dǎo)體管內(nèi)的體電阻時(shí)而產(chǎn)生；⑵散粒噪聲：通常所說的三極管中的電流只是一個(gè)平均值，實(shí)際上通過發(fā)射結(jié)注入基區(qū)的載流子數(shù)目，在各個(gè)瞬時(shí)都不相同，因而引起發(fā)射極電流或集電極電流有一無規(guī)則的流動(dòng)，產(chǎn)生散粒噪聲；⑶顫動(dòng)噪聲：晶體管產(chǎn)生顫動(dòng)噪聲的原因現(xiàn)在還不十分清楚，但被設(shè)想為載流子在晶體表面的產(chǎn)生和復(fù)合所引起，因此與半導(dǎo)體材料本身及工藝水平有關(guān)。而場效應(yīng)管的噪聲只產(chǎn)生于載流子的運(yùn)動(dòng)，所以場效應(yīng)管的Nf比晶體管的要小。

放大器不僅其放大其輸入端的噪聲，而且，放大器本身也存在噪聲，所以其輸出端的信噪比必然小于輸入端信噪比，放大器本身噪聲越大，它的輸出端信噪比就越小于輸入端信噪比，Nf就越大，所以在低噪聲放大器的前級(jí)通常選用場效應(yīng)管，或者低噪聲晶體管。

5.場效應(yīng)管的漏、源極可以互換、耗盡型絕緣柵管的柵極電壓可正，可負(fù)，靈活性比晶體管強(qiáng)。不過在音響功率放大器中，場效應(yīng)管多以N溝/P溝對管出現(xiàn)，晶體管也以PNP/NPN對管出現(xiàn)。但場效應(yīng)管在業(yè)余應(yīng)用中較為脆弱，成本也較高。

從以上場效應(yīng)管和晶體管的對比中不難發(fā)現(xiàn)，場效應(yīng)管具有輸入阻抗高、噪聲低、功耗低、熱穩(wěn)定性高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此場效應(yīng)管的總體性能上要優(yōu)于晶體管，在許多優(yōu)秀的功率放大器中，場效應(yīng)管得到了較為普遍的采用。而采用晶體管的功率放大器取得靚聲者也同樣屢見不鮮。工程師根據(jù)兩種管子的特性，取其各自的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種組合管，效果嘛，當(dāng)然比它們好。