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晶体管配对的准确度

4已有 954 次阅读  2010-12-29 09:54   标签晶体管  准确度  美国 
 
 
晶体管配对的准确度
 

每次看到号称大电流的后级扩大机,并联十几、二十对功率晶体,都会暗暗吃惊:这些功率晶体都有配对吗?因为有无配对是一回事,配得是否「精确」又是一回事。 

不论是美国还是日制晶体,先天上就有个缺点:NPN与PNP的hFE值大不相同,特别是功率晶体。若功率晶体只用一对,并不需要挑选配对,因为推挽动作会让它们彼此平衡。但若是采用多对并联,那NPN应先与NPN配对,PNP应先与PNP配对,然后NPN再与PNP配对。 

因为依照上述所言去配对,则不论你并接多少对,它看起来就像只有一对。这种全配对有可能吗?很难,很难,真的很难。试想若是十对并联,岂不是20只晶体hFE都要完全相同?这不是普通的难,几乎是天方夜谭的难。 

小讯号晶体的hFE值比功率晶体高出许多,所以数字上的误差可以容许比较大。举例说明,若两只小晶体的hFE经实测分别是180及190,相差是10,但误差率是5.5%。若两只功率晶体,hFE分别是50及60,虽然数字上相差也是10,但其误差率却是20%!  

这里有三个重点提供给各网友做参考:一是NPN与PNP最好也能配对─虽然极度困难;二是功率晶体的配对要比小讯号晶体要求严苛,如此才能降低误差率,提高精确度;三是采用高hFE功率晶体。美国Motorola及日本Sanken的功率晶体曾是两大主流,其它厂牌只能零零散散的被选用,但其hFE偏低。后来Toshiba推出高hFE功率晶体,美国Motorola干脆直接向 Toshiba购买;时至2005年,Toshiba功率晶体反而成了主流。 

要如何配对?可使用曲线描绘器,也可以用电流表+电压表。方法不困难,可是你手上要有很大的量才有可能做精确配对。故进口机一下子就采用十几对并接,其误差绝对不会低于10%!因为功率晶体配对误差高,采多对并接容易不稳定,于是又将射极电阻之阻值提高,甚至用到0.47Ω以上。 

在特性规格上,美国及日本制造的功率晶体,有一个明显的不同,即漏电流Icbo,美制品比日制品高很多,以三用电表量,Motorola某些编号功率晶体颗颗都有轻微的漏电流,特别是2N3440/5415这对TO-5包装的小铁壳,绝对是Motorola晶体中的「漏电王」!你不相信?用指针式电表的电阻最高档(x10K)量C-E脚就知道了。 


恒流二极管CRD及小讯号FET在挑选配对时,你会遇上「小数点后一位还是后两位」的问题。若是小数点后一位,如4.8mA及4.9mA,准备两、三百枚就够了。若是要求到小数点后两位,例如4.83mA及4.84mA,那至少要准备个上千枚才有可能。FET挑选,不但要求Idss准确,Vgs也要准确,保证一千只也挑不出几对! 

目前音响用电子组件,误差最低的就是电阻,常用品是1%(+/-),也能买到0.5%以下的等级,完全不须花时间做挑选。但电容呢?小塑料电容有低至5%,大容量滤波用电容则不低于20%。所以电容是否要配对,也让人伤脑筋。若是采用电子分音系统,那分频用的RC组件,特别是电容,最好挑选过! 

真空管,像300B、EL34、6550,都有人卖配对管,有的两管一对,有的四管一套。但像6922、5751这种双三级管有可能配对吗?它内部两组常有7%的误差!完全没办法解决,也让人伤脑筋。

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