Schwierigkeiten beim Vorspannen von MOSFET-Gegentaktverstärkern

Das Problem ist, dass Sie eine Verstärkerausgangsstufe erstellen, jedoch ohne Rückkopplung oder Spannungsreferenz. Bitte schauen Sie sich die Designs von Audioverstärkern oder Operationsverstärkern an und Sie werden eine differenzielle Eingangsstufe sehen.

Der invertierende Eingang stellt die Verstärkung des Verstärkers ein und der (+) oder nicht invertierende Eingang stellt die Referenzspannung ein, oder zumindest wird sie dort angelegt. In diesem Fall wäre die Referenzspannung 1/2 Ihrer Versorgungsspannung.

Typischerweise wird das Audiosignal in den (+)-Eingang eingespeist und an der differenziellen Eingangsstufe (2 NPN-Transistoren) geringfügig verstärkt. Dies treibt eine Level-Shifting-Stufe (Ihren BD140) an, die eine hohe Verstärkung hat, und diese treibt die letzte Ausgangsstufe an, die Sie gezeigt haben.

Ich zeige Ihnen (Entschuldigung für die schlechte Qualität. Es wird schlimmer, wenn ich es vergrößere) einen 500-Watt-Verstärker mit MOSFET-Ausgang. Vergessen Sie die 500-Watt-Leistung und konzentrieren Sie sich auf das Design. Der Eingang ist ein Differenzverstärker mit 2 PNP-Transistoren. Die MOSFETs haben Gate-Widerstände von etwa 20 bis 33 Ohm, um ein Klingeln zu verhindern. Sie sehen, dass der Ausgang einen Rückkopplungswiderstand hat, der zum Differenzeingang zurückgeht. Das Verhältnis zwischen ihm und dem Widerstand von Basis zu Masse steuert die Verstärkung. Da dies eine bipolare Versorgung hat, wird der (+)-Eingang mit einem 100-K-Widerstand gegen Masse vorgespannt. Der Rückkopplungswiderstand kann 22 K betragen, und der Widerstand von Basis zu Masse kann 2,2 K über eine 47-uF-Kappe betragen, um zu verhindern, dass die Gleichspannung geerdet wird, was Ihnen eine Verstärkung von zehn gibt.

In Ihrem Design mit einer Single-Ended-Versorgung würden Sie den (+)-Eingang mit einem 100-K-Widerstand auf die + Versorgungsschiene und einen 100-K-Widerstand auf Masse vorspannen. Dadurch wird die Vorspannung auf 1/2 Vcc eingestellt, sodass Ihr Ausgang versucht, an diesem Punkt zu bleiben. Dies hat nichts mit der Gate-Vorspannung des MOSFET zu tun. Normalerweise wären Ihre 330-Ohm-Widerstände 0,33-Ohm-5-Watt-Keramikwiderstände. Sie messen die Spannung an ihnen, bis der Ruhestrom 50 mA beträgt. Sie MÜSSEN einen Kühlkörper verwenden, wenn Sie 0,33-Ohm-Widerstände verwenden möchten.

Da Sie eine Single-Ended-Versorgung haben, beträgt Ihr Ausgang 1/2 Ihrer Versorgung. Um also zu verhindern, dass Gleichstrom zum Lautsprecher gelangt, würden Sie einen 470-uF-50-VDC-Kondensator am Ausgang verwenden, wobei die Kappen (+) zum führen MOSFET-Mittelpunkt zwischen den beiden Widerständen.

Selbst wenn Sie es nicht in einen Verstärker einbauen, hält das Hinzufügen eines Differenzeingangs die Ausgangsspannung sehr nahe an der Hälfte Ihrer Versorgungsspannung.

Ihr Design ist unvorhersehbar, da es durch Temperatur und Gate-Spannung driftet. Ohne Rückkopplung von einer Eingangsstufe hat der Ausgang kein Gefühl dafür, wo er sein sollte (1/2 der Versorgungsspannung), selbst wenn Ihr Gate-Vorspannungswiderstand richtig eingestellt ist.

Gutes Zeug! Ich habe keine Erfahrung mit MultiSim; Kannst du einen Power-Up-Transient machen?

Ich kann nicht beweisen, dass dies Ihr Problem ist, aber jedes Mal, wenn Sie MOSEFETs in einer Umgebung verwenden, in der die Spannungen Vgs (max) überschreiten, ist es immer eine gute Idee, Gate-Schutz-Zener zu verwenden. Ich denke, Sie blasen den MOSFET beim Anlegen von Strom.