Stein 大小聲: 三極功率管併聯

鋼琴有"四手聯彈"，兩個人在一台鋼琴上演奏，還有兩人"雙鋼琴演奏"，拉車也有雙頭、多頭馬車，可是單端機很少看到有功率管併聯的。

是不合乎商業利益，經濟算盤？還是有甚麼缺點？
不妨就拿資料齊全的2A3直熱三極管檢視一下！
網路上容易找到TungSul公布的資料：

http://frank.pocnet.net/sheets/127/2/2A3.pdf

併聯雙屏，輸入電容加倍，高頻截止頻率減半、惡化。
按照TS公布上列數據精算如下：
Miller米樂電容=16.5(4.2＋1)=85.8
input=7.5
佈線潛佈電容估計=10
合計單屏=100 uuf
假設驅動管輸出阻抗是4kR(例如417A管約1.7kR保守一點，加上一倍多, 算4kR)，它看到電容100 uuf等同4k阻抗時的高頻F-HZ就是：
2*3.14*4000*100uuf 的倒數=400 KHZ
這是單屏時高頻截止頻率。

雙屏時減半為200 KHZ .
可以接受。

便於說明TS下面3張曲線圖，我把相當的數據畫在上面的單端線路圖Fig. 0

上面屏流Ib-屏壓Eb特性曲線是把柵極偏壓Ec維持不變的情況之下，畫出一條一條Ib-Eb的變化特性曲線，從Ec=0開始到Ec=-120V，每隔10V畫一條。

沿著Ec線，Ib每變化1A產生多少屏壓Eb的變化值V，即定義為屏阻rp（plate resistance)。依上圖看來，rp大約是80V/100mA=80V/0.1A=800R。

在Ib維持不變的情況之下，Ec每變化1V產生多少屏壓Eb變化V即是放大因素u(Amplification factor mu)。依上圖看, mu約40V-Eb/10V-Ec=4

而在Eb維持不變的情況之下，Ec每變化1V產生多少屏流Ib變化A即是互導gm(Mutual conductance or Transconductance)。
依上圖看, gm約50mA-Ib/10V-Ec=5 mA/V.

如圖上註記，先決條件是燈絲加熱電壓是Ef=2.5V。

圖上標示 - 43.5V，跟typical operation condition and characteristics"一般工作點跟特性"建議的-45V稍有偏異，每廠都是這樣畫，看起來有點曖昧不明，其實加上燈絲電壓2.5V的平均值就瞭解了。

上圖是1933年2A3始祖RCA公布的，畫出3極管特性。在各種不同的負偏壓Ec＝ ─30/40/50/60V之下，放大率mu、屏阻rp、互導gm三者跟屏電壓Eb的關係。

圖上頂部放大率落在4倍上下。偏壓低(屏流高)、屏壓高，有利於放大率。但是變化不大，在5%之內。

黃色線內阻像溜滑梯下來，到橘色線低部，是相當15W額定散熱＝Ib*Eb，可以取得最低內阻的下限。200V屏壓最低內阻可以做到700R, 當時偏壓-30V, 電流15W/200V＝75mA. 而當Eb=200V-Ec= -40V, rp=1200R. 也是偏壓Ec少屏流高時、內阻低。

互導gm剛好相反，這才合乎mu=rp*gm的比例關係。

上圖是以 Eb=250v, Ec=-45V(以燈絲供應AC中心V為基準)，負載RL=2500 特定的靜態工作點，給於音源訊號Esig，由最小4V-rms到最大38V-rms得到的功率輸出power output Po Watts值以及對應的屏流Ib-mA，2次、3次諧波2nd Harmonic, 3rd Harmonic, 失真度Distortion比分比%。
音量開大，Esig增大，1W以上到5.5W之間，大約跟Esig成正比。
靜態偏壓Ec= -45V工作時，Esig擺幅在45V+/-以內，是工作在class-A1（A代表屏流不能截止，1代表沒有柵極電流＝Ec偏壓還是負值)。

我看到3rd Harm.在0.3-1.5W輸出時有一個凸峰1%，高過輸出2W時的平均值0.2%，猜想是背景雜音引起的。雜音3rd Harm為多，超過0.3W就有一定的量，過了1.5W之後就不成比例，蓋過去、％降低了。

Esig擺幅在45V+/- 等於45V除與1.41= 31.8V-RMS, 運作的情形示如下圖。
這時候負載決定性能，以虛線的負載RL=2500 最為適當optimum load：
輸出3.7W，Ib=68mA, 2nd Harmonic <5%, 3rd Hamonic已可忽視。

單端機如果是純粹交流、沒有直流成分，當負載RL＝內阻rp最可以取得最大的輸出。
但是有直流成分時是當負載RL＝兩倍內阻2*rp最可以取得最大的輸出, 而在RL= rp到4rp之間，輸出可以涵蓋最大輸出的88％。
這是博士Dr. Samuel Seely證明過的。也是我40年前自修過的。

下面Dr. 背書2A3最適當的負載是2500, 這大約是內阻的3倍。這是折衷輸出、失真度得到的結果。

我手上這一對1600/0-4-8-16的OPT強調是單端併聯雙屏或3屏用的。

Fig.1是簡化的單端單屏紅色2A3一屏

下圖 Fig. 2併上藍色一屏。

相當每屏 RL=2*2500=5000。

也可以把Eb-Ib的曲線圖裡，Ib刻度加倍看待。

參考TS圖RL-Po曲線，@ RL=5000, P0=2.5W, 兩支2A3 應有2*2.5W=5W。
比單屏3.7W約1.35倍。
喇叭制動性damping factor好一倍。

下圖Fig. 3併上藍色一屏。但換改接為藍色2500/16或1250/8 新的OPT。
每支2A3負載還是維持RL=2500，輸出2倍。