随着现代科学技术的不断发展,集成电路在音响领域已得到广泛应用,然而由于单片集成电路频率响应和瞬态特性较差,故用单片音响集成电路制作的放大器始终存在一种“晶体管声”,不如电子管放大器及优质分立元件放大器那样好听,故此音响爱好者仍然喜欢用电子管或优质分立晶体管元件组装高保真放大器,以求得纯真、优美的音质。场效应管具有与电子管相近的特性:场效应管也是压控器件,栅极基本不取电流,可减轻信号源的负载,耦合方便。场效应管还具有噪声低、灵敏度高、输入阻抗高、动态范围大、不易阻塞和功耗低等优点。因此场效应管广泛应用于前置低噪声输入级。用场效应管做差动输入级制作的前置放大器,具有动态范围大、输入阻抗高、噪声低、灵敏度高和转换速度高等特点,可改善前置放大器的性能。
本文介绍一种场效应管前置放大器,其电路如图1所示。它可作录音机前置低噪声放大器。由于采用场效应管作输入级,又采用正负对称电源,所以第一级输入端无需耦合电容器,低频响应可延伸到直流,也不必担心由偶合电容器带来的噪声。场效应管的输入阻抗很高,当信号源阻抗也很高时,噪声电平才很低,这点与晶体管放大器不同。磁头阻抗高时,信噪比才高。故使用这种电路时,通常选磁头阻抗为4kΩ(1kHz时)左右的磁头,此时可将输入端对地电阻R\(_{1}\)改为1MΩ。若采用一般低阻抗磁头,R1可不变。若在输入端串接一支1kΩ~2kΩ的金属膜电阻,以补偿低阻抗磁头在低频时阻抗之下降,则可进一步改善信噪比。

为使本电路噪声进一步降低,还需采用低噪声金属膜电阻,尤其是第一级源极电阻及输入端、反馈端的电阻要优先采用。
第一级差分对管BG\(_{1}\)、BG2应选用高跨导、低噪声的场效应管(FET),如3DJ4E,若买不到也可选用3DJ7E,或选购优质进口FET管也可,但应注意I\(_{DSS}\)应在0.3mA~1mA范围内。且应测量配对,使IDSS1≈I\(_{DSS2}\),配对误差ΔIDSSI\(_{DSS}\)=IDSS\(_{2}\)-IDSS\(_{1}\);IDSS\(_{1}\)×100%≤5%为好。漏极电流IDSS应在0.3mA~0.5mA范围内选择。如测得两只3DJ4E管漏极电流参数为:I\(_{DSS}\)1=0.34mA,I\(_{DSS}\)2=0.35mA,则工作电流I\(_{D}\)可在<0.34mA范围内选择,并应尽量接近IDSS值,此时可获得低的噪声、较大的增益及大的动态范围,可选I\(_{D}\)1=I\(_{D}\)2=0.3mA。
在差分放大器中,常用“共模抑制比”来说明抑制零点漂移的特性。采用场效应管制作的恒流源,可得到比晶体三极管恒流源更高的“共模抑制比”。用作恒流源的场效应管BG\(_{3}\),应选用漏极电流IDSS>0.6mA档的3DJ7F、D或3DJ6F、D(也可选用进口管)。这样方可满足使用要求。
第二级为电压放大级,应选用放大倍数较高的低噪声晶体三极管,此处BG\(_{4}\)选用3CG21(D档,V\(_{CE}\)>30V,β≥80),也可选用9015等进口PNP三极管。为了获得大的动态范围,此级管子的工作电流IC可选得大一点,一般I\(_{C}\)可选为2mA左右。
末级是由BG\(_{6}\)和BG7组成的互补输出级,BG\(_{5}\)是VBE倍增电路,它为BG\(_{6}\)和BG7提供适当的偏置电流,由于采用对称互补输出,使瞬态互调失真得到进一步降低。所以BG\(_{6}\)和BG7应选用NPN和PNP互补对称特性好的三极管,如:BG\(_{6}\)选3DG6C、D(或9014),其β≥80,V\(_{BE}\)=0.6V;BG7选3CG\(_{21C、D}\)(或9015)其β≥80,VBE=0.6V。两管的β、V\(_{BE}\)误差应≤5%为好。
BG\(_{5}\)选用3DG6C(或9014)即可,对β无大要求。
反馈网络为120μs磁带放者补偿网络,若需做70μs铬带放音及唱片放音,可参考有关电路,自行设计元件参数即可。放大器印制电路板见图2。图中只画出一个声道的元件位置,另一个声道与它完全对称。

电源部分如图3所示,三端稳压器选用78M15和79M15,输出电流500mA已满足电路使用,且小电流工作时,78M15、79M15性能优于7815、7915。内部设有热过载保护及短路限流保护,输出噪声电压小于90μV。滤波电解电容器应选用正品电容器,输出端1μF电容器若能使用钽电解电容器效果会更好。

调试:电路焊完第一级后,就可接通电源调第一级差分对管工作电流,用一万用表转到电流2mA档,把万用表串接在BG\(_{3}\)场效应管源极,然后调W1'调到电流为0.7mA即可。第一级调好后可将电路全部焊完,再调输出端,调输出端的直流电平为零,可简称调零。零电位调得越小越好,用万用表直流2V档正端接输出端,负端接地,调电位器W\(_{2}\)和电阻R2值,使输出端为零,实测可达±0.5mV。调试完毕后即可接上电源试机。实测指标:增益:52dB;频率响应:0~25kHz。(吴刚)