2 传声器稳定性初步探讨
在1986年以前,使用日本三洋公司生产的2SK156管的传声器厂,曾经强烈反映生产的传声器不稳定,灵敏度易串档。有关技术人员在对其进行测试时,发现其工作电流(IDS)慢慢变化,很不稳定。有人把这种变化叫做电流“爬动”。同时还有人认为该管的输入阻抗太高,引起传声器不稳定。从此,这两种现象被误认为是引起传声器不稳定的根本原因。随之就有些国内、外传声器管生产厂,依据上述结论,对自己的产品在结构设计上,采用各种不同的改进方案,以稳定管子的工作电流和降低输入阻抗。现在才认识清楚,这是把两个不同领域又完全不同的两种现象和概念硬是往一块撮合。事实上,这两种情况根本与传声器的不稳定没有任何关系。这样做只不过是提高传声器管的电学性能的另外一条思路。最近,也有的传声器厂在使用国产管生产传声器,也发现一定比例的传声器不稳定,灵敏度变化,尤其传声器不能受力。这次对此更加重视了,比以前的研究更深入了。通过更深入的研究发现,凡是不稳定的传声器,基本上都是灵敏度较高的,测试仪指示灵敏度的表针会产生摆动。如果对传声器在不同方向施加外力后,指示灵敏度和工作电流的表针摆动幅度会加大。刚开始也以为是传声器管的质量问题所致,并没有摆脱原来的旧观点和错误的结论。后来通过了解、研究传声器的结构和生产工艺,同时分析能直接影响传声器灵敏度的那些电参数,经过反复多次对不稳定的传声器观察、测试、解剖、测量、分析,并跟进口管比较,结合场效应管的基本电路原理和传声器管实用电路进行研究分析,最后找到影响传声器不稳定的主要原因。
3 传声器稳定性分析
结型场效应晶体管,一般分为共源和共漏组态两种实用电路。共漏组态属于源极输出电路。类似于源极跟随器电路,具有电压负反馈,输出电压增益(GV)小于1。共源组态的漏极输出电路,是一种放大电路。无论是传声器管的测试电路,还是传声器测试和应用电路,都采用漏极输出电路。漏极输出简化电路如图1。它的等效电路如图2所示。
图1 漏极输出电路
图2 漏极栓出等效电路
结型场效应管与MOS管不仅生产工艺不同,而且结构更不一样。在结型场效应管电路中,不存在rDS>>RL。因为在低频时,rDS=1/g。假若g=1 000 μS因此rDS=1 000Ω。对于传声器管实际测得的rDS也是1 kΩ左右。目前,传声器和传声器管的测试电路中的负载电阻RL,一般也选为1 kΩ。所以rDS≈RL。在低频时,漏极输出电压增益GV如下式:
所以
实际 传声器管的漏极输出电压增益也是模拟传声器灵敏度测试方法和测试条件。GV是gfs,RL,RD,RS,等参数的函数。每个传声器管生产单位,不仅生产工艺不同,而且结构尺寸设计更不一样。如顶栅宽(W),顶栅长(L),源和漏到顶栅的距离(d)等都不同。因而gfs,RS以及RD等必然表现出差异。gfs又是决定传声器灵敏度大小的主要因素之一。gfs相当于电路的放大倍数,它的数值大小对于电路的稳定会产生一定的影响。RS在电路中是一负反馈电阻,也不能忽视它对电路的影响。在生产传声器的工艺中,最重要是控制灵敏度。在正常情况下,灵敏度由传声器管的g大小,振膜极化电压高低,振膜到极板距离,以及振膜的振幅所决定。
4 稳定性试验
一般认为日本松下公司生产的传声器质量好,生产的2SK65传声器管也好。现将其与日本三洋公司早期生产的2SK156进行比较。首先分别测出这两种管子的有关电参数,选用同样极化电压的振膜,测出传声器的参数,并观察其稳定性和受力的变化。如表1所示。
表1 四种传声器的性能比较 |