真空管与晶体管傻傻分不清,快来看一下
发布日期:
2019-11-26

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作为一名单端电子管的发烧友,,经常听到的电子管与晶体管的争论在消费者和音乐杂志的页面,其描述性但不精确的语言是“温暖”,“液体”,“平滑”和“动态”。

真空管与晶体管傻傻分不清,快来看一下

但是,实际设计设备的工程师在客观科学和测量方面对电子管与晶体管的看法如何?


在这个问题上最多能说的两个专业协会是IEEE(电气和电子工程师协会)和AES(音频工程协会)。这两个专业协会均出版同行评审期刊,其文章由从事专业和消费音频行业以及前沿学术研究的工程师和科学家撰写。如果您在这场辩论中寻求平衡的观点,请把自己引向这两个社会中的一个或两个。


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下面我们为您提供一些现成的IEEE和AES出版物,这些出版物将帮助您更好地了解固态电子管和真空管电子器件之间的区别,它们的性能以及最终的声音。


IEEE-电子管的酷音,


IEEE 在其1998年8月发行的IEEE Spectrum中发表了“电子管的酷音”。在同一篇文章中,在管与晶体管失真之间还有一个有用的侧边栏。最后,有一张有用的表格,从声音和设计的角度总结了电子管和晶体管的优缺点。由于该表仅可作为图形图像使用,因此我们从下面的摘要表抄录了文本,同时突出显示了一些直接影响音质的关键点:


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真空管–优势:


高度线性,没有负反馈,特别是一些小信号类型

削波很平滑,被广泛认为比晶体管更具音乐感

耐受过载和电压尖峰

高度独立于温度的特性,大大简化了偏置

由于具有较高的工作电压,因此与典型的晶体管电路相比,动态范围更广

设备电容随信号电压的变化很小

电容耦合可以使用低价值,高质量的薄膜电容器来完成

电路设计往往比半导体设计更简单

通常在A类或AB类中运行,以最大程度地减小交叉失真

功率放大器中的输出变压器可保护扬声器免于电子管故障

维护趋于容易,因为用户可以更换管子

真空管–缺点


体积大,因此不太适合便携式产品

需要高工作电压

高功耗,需要加热器供应

产生大量废热

功率效率比小信号电路中的晶体管低

低成本玻璃管在物理上易碎

比半导体更容易产生麦克风,特别是在低级阶段

阴极电子发射材料用完了,导致使用寿命缩短(功率管通常为1-5年)

高阻抗设备,例如扬声器,通常需要使用匹配的变压器来实现低阻抗负载

通常比同等晶体管的成本更高


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晶体管–优势:


通常成本比电子管低,特别是在小信号电路中

比等效管小

可以组合在一个芯片中制成集成电路

与等效电子管相比功耗更低,尤其是在小信号电路中

比等效管少废热

可以在低压电源上运行,安全性更高,部件成本更低,间隙更小

低阻抗负载不需要匹配的变压器

通常比管子更坚固(取决于底盘结构)

晶体管–缺点


趋于比等效管更高的失真

复杂的电路和低失真所需的大量负反馈

由于通常使用的相当大的负反馈,以一种被广泛认为不具有音乐性的方式进行尖锐剪裁

器件电容往往随施加的电压而变化

关键参数(如增益和阈值电压)之间存在较大的单位变化

电荷存储效应增加了信号延迟,这使高频和反馈放大器的设计变得复杂

器件参数随温度变化很大,从而使偏置复杂化并增加了热失控的可能性

冷却效率比管道冷却效率低,因为需要较低的工作温度才能确保可靠性

功率MOSFET具有很高的输入电容,非常适合电压

B类图腾柱电路很常见,会导致分频失真

过载和电压尖峰的容忍度低于灯管

几乎所有晶体管功率放大器都具有直接耦合的输出,即使具有主动保护功能,也可能损坏扬声器

电容耦合通常需要高价值的电解电容器,这在音频极端情况下的性能会较差

由于低压二极管结或压摆率效应的整流,引起射频干扰的可能性更大

维修比较困难;用户不容易更换设备

20年后通常无法使用较旧的晶体管和IC,因此更换困难或不可能


经常在某宝看到卖晶体管的商家说:这台功放好有胆机的味道,这真是怪人说的怪语,要是喜欢胆味又怎么会买你这一台只是言语上说:很有胆味的晶体管功放呢,而不直接买电子管功放呢?他们的描述才会让人觉得绝对的不精确。

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