2007/10/12 14:55
(這是我學生時代大約民國70年左右投稿音響技術雜誌的文章)
我的超級功率放大器
（本文原刊載於音響技術92期）
早在三、四年前就跟著音響技術的「追擊序列」裝了一部SF-106，第一次領略了雙差動的媚力，其工作穩定、性能優異是眾所週知的，至今她仍然正常工作著，可是這幾年來眼看別人新的技術接踵而來，終於忍不住要再裝一部「徹底改進 SF-106」的功率放大器。
很巧的在音技83期出現了SF-106的改良型─SF-106N，真是如逢知音趕快翻開一看，發現所改有限，未能完全符合我當初「徹底改進」的宗旨，但由此可見，SF-106這類型的架構，雖歷經數載，仍然歷久不衰，甚至還是目前放大器的主流。
既然已經訂「徹底改進」的宗旨，那麼要如何改進呢？回顧45期SF-106的文章細細思量，最後決定做如下的改進：
在線路結構上然保持雙差動輸入，全機放大級數則如SF-106N一樣為四級，即二雙差動輸入級、電壓放大級、推動級及功率輸出級，但在前兩級則改為串疊放大型式。
捨去交連及回授電容，改成直流放大，為防止直流偏移，則加入「超級伺服」迴路。
喇叭線的問題不可忽略，但若將購買價昂的發燒線列為改進項目之一未免太奢侈了，幸而現在可應用線路技解決喇叭線的問題，那就是─「Σ驅動」的方式，不但不必額外花錢，更不必為喇叭線問題爭論不休了。
電源供應加穩壓，包括功率也要穩壓，因為功率級消耗大量電流，當音樂起伏時電源電壓就隨之起伏，導致放大器方串音（兩聲道共用電源時）、音樂混濁等現像，這絕不是光用大變壓器而能解決的的，故功率級加穩壓是本次改進的最大重點。
圖一是本機的全部線路，由於加入串疊放大使得電壓放大級(Q7~Q10)以前的電路與雙快槍完全一樣，所謂串疊放大(Cascode)就是在共射極阻態上「疊」一個共基組態的放大器。
如圖二就是基本串疊放大，Q1是共射極放大，因為共射極放大易受VCE的變化而產生非線性失真。但共基極就不會如此，所以在Q1的上方加入Q2的共基組態，並且在Q1射極與Q2基極之間加入一恒定電壓 V，因此Q1的VCE就永遠固定在V-0.6V的電壓上，所以共射組態的Q1就沒有因VCE之變化而產生的非線性失真了，但也因此Q1的電壓增益完全被Q2所壓制了。幸好Q2是共基放大，具有高電壓增益，所以整個電路是由Q1負責電流增益，Q2負責電壓增益，故圖二就是一個等效於沒有非線性失真的共射極放大器。關於串疊放大在音技44期、46期60頁有詳細討論，請讀者自行參考之。
回頭看圖一，Q1~Q6是具有串疊之雙差動輸入級，R17、R18、ZD1、ZD2則決定差動放大的電流，如圖三是單邊差動的等效電路，Q1、Q2的基極電壓應等於0V，若VBE及R13、R14的壓降忽略不計，則A點電壓也應等於0V，所以R18兩端壓降等於ZD2之電壓，故Id=VZ2/R18 。同理另一的差動電流等於VZ1/R17，在此VZ=20V，R17、R18=5K Id = 20V/5K =4mA,此乃參照雙快槍而設定。再看圖一，Q5、Q6就是串疊放大器的CB放大，由圖三得知，Q5的基極電壓被固定於VZ1，若Q5的 VBE及R13、R14之壓降忽固不計，則Q1、Q2之VCE=VZ1，故電壓增益由Q5負責，合於串疊放大之設計。
Q7~Q10是電壓放大級，設計重點是R21~R23之分壓結果使Q7、Q8之VCE固定在5V以下，使Q9、Q10能有最大的放大電壓輸。本級電流由R9、R19決定，剛才算出差動電流是4mA,若Q1、Q2完全對稱，則流經R9之電流約等於2mA,R9=1.2K，VR9=2mA*1.2K=2.4V，此時R19之壓降等於：2.4V-0.7V=1.7V，本級電流=1.7V / 330約等於5mA,此亦參照雙快槍而設定。
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