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电子管与晶体管功率放大器有什么不同？

发布时间： 2016-06-30 10:43:23 关注量：1913

60年代以前，在声频领域占统治地位的一直是用电子管装置的各种音响设备，放大器也不例外。60年代后期，特别是70年代，可说是电子管不幸的年代。由于其自身的缺点（体积大、功耗高等），使其渐成淘汰状态，尤其是在国内更是如此。70年代末期，在国外电子管又开始活跃起来。进入80年代电子管放大器越来越盛行。特别是高音质的音源CD机发明后，随着制约电子管放大器的输出变压器技术的进步，电子管放大器能“中和”CD唱机生硬的“数码声”，电子管放大器的地位在提高。加之老年发烧友当年均领略过其优美的放声，它的复出首先得到了这些人的欢迎。在国内外，电子管放大器有时甚至是一种身份的象征。

晶体管放大器即相对于胆机的石机，通过晶体管放大。

下面从以下具体几点来谈这两种放大器的不同？

1、工作特点与电路结构

晶体管放大器是在低电压大电流下工作，功放级的工作电压在几十伏之内，而电流达数安或数十安。电路设计上多采用直耦式(OCL、BTL等)无输出变压器电路，输出功率可以做得很大，可达数百瓦，各项电性能都做得很高。

电子管放大器是在高电压、低电流状态下工作。末级功放管的屏极电压可达到400V-500V甚至上千伏，而流过电子管的电流仅几十毫安至几百毫安。输入动态范围大，转换速率快。

电子管放大器均采用分立元件，手工搭线、焊接，效率低、成本高。而晶体管放大器是采用晶体管和集成电路相结合方式，广泛使用印制电路板，效率高，焊接质量稳定，电性能指标高。

2、功率储备与抗过载能力

高保真放大器动态范围应做到120dB，这样才能满足声响从轻微到高潮顶峰的需要，放大器输出不削波，因此放大器要有足够的功率储备量。如果音频电压的动态范围为3:1，因功率与电压平方成正比，所以其功率动态范围即为9:1。也就是说功率为90W的功放，要达到高保真放音只能开到10W。因此，晶体管放大器需要有很大的功率储备，才不会出现过载失真，一旦过载，其失真几乎成垂直线上升，严重时能损坏晶体管。

电子管放大器抗过载能力远比晶体管放大器强。如发生过载，其音乐信号巅峰只是变得比正常波形圆滑，声音听不出有多大程度的变坏。而对晶体管放大器来说，此时将出现削波，音质明显变坏。

3、开环指标与瞬态特性

电子管功放的开环指标优于晶体管，不需加深度的负反馈，不加相位补偿电容也能稳定地

工作，因而其动态指标优于晶体管功放。晶体管功放的开环增益量(未加负反馈前的增益量)往往很大，它的优良的电声指标，是依靠加了很大量的负反馈来达到的。为了抑制寄生振荡，晶体管功放中又常常采用滞后补偿，这就带来了明显的瞬态互调畸变，严重地影响音质。

4、效率、寿命与成本

电子管放大器在质量、效率、寿命方面比晶体管放大器不占优势。电子管寿命较低，使用一两千个小时后某些技术指标明显下降。而晶体管及集成电路寿命却要长得多。另外，电子管放大器耗电多，又常常工作在甲类状态，更降低了效率，但其不存在瞬态互调失真、开关失真及交越失真等有害音质的因素。在成本方面，对同一档次的放大器，电子管功放一般明显高于晶体管功放。主要原因是电子管、输出变压器成本高及电子管功放生产工艺不易自动化、生产效率低等。这在发达国家尤为明显。

5、放大器与扬声器的匹配

晶体管放大器的输出内阻往往比电子管功放小得多，它的阻尼系数fd很大，可达到100-200以上，而电子管功放的fd最大也不过为10-20。因此功放类型不同，应搭配不同的扬声器。扬声器出厂时应标明fd，以便人们选配。如果把适合电子管功放阻尼系数的扬声器接在晶体管放大器上，则扬声器的电阻尼过大，瞬态响应会变劣,音质明显下降。反之，适合高阻尼系数的扬声器接在电子管功率放大器上，则由于欠阻尼，音质也不会好。总之，阻尼系数一定要合适，即要求放大器与扬声器得到合理匹配。

6、音质

由于以上提到的以及未提到的种种原因，电子管功放音质明显优于晶体管功放。晶体管功放听起来高频、中高频有偏多感觉，低频感觉偏少，晶体管功放听起来声音较硬，特别是低频声不够柔和，而高频声又显得尖刺、发燥，听起来有时感到高频段存在着交越畸变。当频率增高而音量又很大时，这些现象就更加明显。但晶体管功放的动态大、速度快，特别适宜于表现“声音冲”一类的音乐。至于表现枪炮和雷电声当然更优于电子管功放了。

电子管功放的音质总的来说是柔和动听，具体一点说，电子管功放低频声柔和清晰，高频声纤细而洁净。

7、选购时的考虑

既然电子管放大器能与晶体管放大器平分天下，那么其必有优越性存在。而晶体管放大器采用的新技术似乎明显优于电子管。因而到目前为止，晶体管放大器在声频领域仍然占有明显优势，而且由于其自身缺点的存在，而正在设法减少与回避这些自身的缺点。比如各种场效应管的越来越多的应用，甲类放大形式迅速地增多等都是与电子管放大器抗争的有效措施。

与此同时，电子管放大器更不甘落后，除以音质取胜外，它常常以不锈钢的银光裸露的姿态而招徕顾客，在微弱照明下，电子管发出一团团橙红色的光芒实在可增加不少温馨氛围。

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李明仕

湖北武汉人 1970年7月出生硕士学历。从事电源设计研发工作30年，先后担任多家电源公司的技术总监技术成果 1． 1996年获武汉市科学技术研究成果证书武科成证字(96)第014号登记号WK9601003 成果名称:DTK系列开关型直流稳压电源 2． 1996年武汉高创电子有限公司的电源项目获得电源行业的第一个国家火炬计划 3． 2000年武汉玉星电子有限责任公司<<电压过零检控软开关电源>>项目获科技部中小型企业创新基金无偿资助,项目代号20004214054563 4.　电源方面各项专利近20项，其中发明专利2项。 5. 国内电源期刊上发表多篇论文。

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沈锦飞

1955年出生，现任江南大学物联网学院教授、硕士生导师。主要从事电力电子电路、装置与电能质量控制的研究和教学工作，发表学术论文30多篇，其中EI检索5篇，获得教育部科技进步奖、江苏省教学成果奖、无锡市科技进步奖，多项发明专利，主编本科教材；被评为无锡市优秀教师、市级先进个人。是中国自动化学会会员、江苏省电工协会自动控制系统专委会委员、无锡市自动化学会理事、无锡市电机工程学会理事。

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颜文旭

1971 年出生，现任江南大学物联网工程学院教授，硕士生导师。现主要从事电力电子技术及智能控制、机电一体化及过程控制等领域的研究和开发工作，发表学术论文30篇（其中EI收录6篇），获专利12项，参加编制十二五国家级规划教材，国家自然科学基金项目，省青年科学基金项目，市级重点实验室建设，主持方块地毯自动包装生产线开发、2.0MW风力发电变流器、10kV高压固态软起动器、船舶压载水物理强化处理核心技术...

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