【应用】基于GaN（氮化镓）的D类音频放大器，实现高质量、低成本的音质

时间： 2021-09-19 来源：EPC

技术问答

以前，要从音频放大器中获得高质量的音质，还需要花费数千美元，而且还依赖于大体积、笨重、大功耗的A类放大器。现在，GaN FET和GaN IC的出现迎来了高质量、低成本D类音频放大器的时代。

使用GaN降低失真性能的问题

从历史上看，为了满足高质量音效所需的失真性能目标（THD+N、TIM 和 IM），D类放大器必须采用集成大量反馈电路来补偿较差的开环性能。这种失真的来源是硅功率MOSFET。

D类放大器的处理器产生代表音频信号的高频脉宽调制 (PWM) 小信号。在半桥或全桥配置中，功率晶体管将小信号转换为大信号，并通过滤波器来驱动扬声器。由于每个脉冲都是方波，增大频率可以更好地表示音频信号。在每个开关周期中，电源会通过开关损耗和传导损耗来耗散，从而在音质、工作频率和功耗之间进行平衡。

D类放大器的功率级目标是实现小信号源的精确大信号复制，同时减少热量耗散。基于GaN的FET和IC更优异的开关和热性能产生的波形比硅MOSFET所能达到的波形更接近所需的理想波形。

Premium Audio公司采用GaN技术的D类放大器提供高于A类放大器设计的音质

GaN技术使消费者能够享受到D放大器类优于A类放大器音质的好处。越来越多的制造商正在发布基于氮化镓的设计。Premium Audio公司的产品Mini GaN 5是一款双通道氮化镓的平衡音频功率放大器。该放大器的每通道功率为200W RMS（8欧姆）。 Mini GaN 5还可以驱动4欧姆甚至2欧姆的扬声器。尽管它的尺寸很小（9 ¾”宽，7”长，1 ¾”高度），但音质令人印象深刻。 THD+N约为0.006%，增益：低增益=26dB，中增益=28dB，高增益=32dB。

EPC的eGaN FET提供优异性能和高可靠性

Premium Audio公司的拥有者和首席设计师Tom Rost为其基于GaN的放大器选择了EPC的eGaN^® FET，因为eGaN^® FET具有优异的性能和高可靠性。Tom Rost表示，“EPC的氮化镓产品使Premium Audio公司的GaN放大器能够提供独一无二的聆听体验。而且，eGaN FET不仅提供了令人难以置信的性能，而且在发烧友级放大器中实现了最优的性价比。”

氮化镓FET和集成芯片开启了高质量、低成本D类音频放大器的时代——提供比A类放大器更优的音质和更低的成本。GaN FET和集成芯片的卓越开关性能可提供接近理想的波形，从而实现比硅MOSFET更低的失真和更优的音质。这种性能预示着高品质、价格合理的D类音频放大器进入了一个新时代，将发烧级品质的放大器带入消费类和汽车应用。

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