日本上條信一開發(fā)的超三電路在國內(nèi)介紹較少，本文試圖做一些容易理解的分析。

所謂超三，就是其指標超過三極管電路：首先是線性好于三極管，其次，內(nèi)阻相當于三極管，再就是功率靈敏度大大優(yōu)于三極管，電壓利用率也大于三極管。【相關(guān)閱讀請參見：《《淺談超級三極管（STC）》】

我們來看看STC（超三接法）的基本單元電路：

圖中V2為功率放大管，V1為通用三極管，V1陰極的ed為電壓信號源，V1整體通過電流源接地。

在進一步介紹這個電路之前，還是先來了解一些基礎(chǔ)的單元電路比較好。

1、典型電壓并聯(lián)負反饋電路，電路結(jié)構(gòu)如圖：

其中，US為信號源，RS為信號源內(nèi)阻，RF為反饋電阻，A1是放大單元開環(huán)增益，RL為負載，反饋系數(shù)b=RS/(RS+RF)，放大系數(shù)A=A1/(1+bA1)，是典型的反饋計算方法。

2、將上一電路中的信號源更換成電流源CCS。

由于電流源特性是內(nèi)阻趨向無窮大，因此，在上一電路中等效于RS --> ∞，RS遠大于RF（RF可以忽略不計），反饋系數(shù) b近似等于 RS/RS=1，放大系數(shù) A= A1/(1+A1)，由于A1是開環(huán)增益，遠大于1，因此A= A1/A1= 1。

因為是電壓反饋，具有降低輸出阻抗作用，本例是深度反饋，定性分析，輸出阻抗大大降低。

3、將2例中的電流源更換為電壓控制電流源VCCS，即互導(dǎo)放大器：

若VCCS的互導(dǎo)為Gm ，即受控電流 I= Gm×US，整個電路增益為 A = Gm×US×RF。

4、電子管單級電路中，符合高增益單元特征，能替代上述3例中A1的，為電子五極管。

將五極管替代 第3例中的 A1單元電路：

此時，同樣由于深度反饋作用，結(jié)論同例3電路。

5、電子管是一種電壓控制型器件，三極管，五極管都具有此特性。而五極管由于內(nèi)阻很高，輸出特性具有電流源特性。因此，電子五極管是一種理想的電壓控制電流源VCCS。其單元電路的小信號等效電路，如圖所示：

其中，rp是五極管內(nèi)阻，小信號五極管典型內(nèi)阻往往高達兆歐級別。相比較，其負載RL可以忽略不計，因此，是比較理想的電流源特性。

6、以小信號五極管替代 4例中的VCCS，如圖：

其中，小信號五極管內(nèi)組rp遠大于RF，定性分析，結(jié)論同3例。使后一級的功率五極管增益為1，輸出阻抗極低。

7、帶電流反饋的等值三極管

當電子三極管陰極引入本級電流串聯(lián)反饋以后，從外部看，等效輸出阻抗上升，且可以計算。電路結(jié)構(gòu)如圖：

在工作點附近，小信號情況下，其等值于一個線性電阻，這個電阻阻值R'F= rp1+(1+u)RK，其中u為三極管放大系數(shù)，rp1為工作點附近三極管內(nèi)阻。

在另一類STC電路中，其本質(zhì)是兩級串聯(lián)電壓負反饋，電路中即用了這種等值三極管的等值內(nèi)阻作為反饋電阻。

8、以電子三極管內(nèi)阻來替代原來各例中的反饋電阻RF，可以得到如下圖：

其中，圖中反饋電阻仍然為三極管V1的管內(nèi)阻rp1。此時，電路形成了一個實用結(jié)構(gòu)，跟和前面給出的超三電路已經(jīng)一致！

假設(shè)，V2跨導(dǎo)為Gm2，原內(nèi)阻為rp2，根據(jù)反饋公式可得等效內(nèi)阻rp = rp2/(1+Gm2×rp2×b)。其中，b為反饋系數(shù)（這里也是深度反饋），b=1，Gm2×rp2×遠大于1，因此，rp= rp2 / (Gm2×rp2) = 1/Gm2 ，即STC單元電路的結(jié)論！

同樣，由于V1受控于RK，可以求得整個電路放大系數(shù) u=u1。根據(jù)u=rp×Gm，可以求得Gm = u1×Gm2。倒退回去看所謂的STC接法，它的本質(zhì)就是深度電壓并聯(lián)負反饋！

具體實現(xiàn)方法是：將電子管內(nèi)阻或者等值內(nèi)阻作為電壓并聯(lián)反饋電阻，雙極晶體管(BJT)、場效應(yīng)晶體管(FET)、電子五極管作為受控電流源。

由于STC接法大大降低了五極管的內(nèi)阻，使輸出變壓器的制作變的異常容易，因此，很多改善來源于原本采用的劣質(zhì)輸出變壓器。另外，閉環(huán)諧波失真過低沒有太大意義，人耳對此不甚敏感。

但是，上述等值電路始終是在小信號模式下分析。當信號幅度較大的時候，并不是所有的電子管都具有良好的線性。由于反饋電阻是非線性電阻，因此，超三的各次失真分量并不具有可控性，也未必隨著負反饋同比減小。

另外，深度反饋電路在對應(yīng)復(fù)合負載的時候，具有很大的不確定性。盡管靜態(tài)指標優(yōu)秀，但是動態(tài)指標則不得而知了。我想既要看到深度反饋的優(yōu)點，也要辯證的看到可能帶來的問題。

因為深度反饋電路，當輸出為阻容負載，瞬間給了一個脈沖，容性負載電壓不能突變。于是，反饋信號不能及時給出，推動級即產(chǎn)生過載。一旦產(chǎn)生過載，這是任何反饋都無能為力的。

我們的反饋理論是建立在線性系統(tǒng)基礎(chǔ)上的。同樣，阻感負載因為電感續(xù)流作用，也會產(chǎn)生問題。

另外，由于是非線性電阻，不能如實的將輸出管各次諧波失真反饋回來，給系統(tǒng)增加了不可控制性。

實際上，系統(tǒng)越是高級，可以發(fā)現(xiàn)這種深度反饋，在交響方面表現(xiàn)越差，并且不夠自然，過于造作。靜態(tài)指標是由于100%電壓反饋帶來的，由于電壓負反饋，輸出阻抗很低，輸出變壓器要求就降低很多，這是它靜態(tài)指標表現(xiàn)好的根本原因。與其這樣，不如用陰極輸出器做輸出級，其實兩者都是一樣，缺點也類似。

由于國內(nèi)很多人僅僅從表面去了解了這個線路，只看到了表象，所以我寫了這樣一篇文章供參考。上條信一還有一個有名的電路是企圖采用失真抵消原理提高系統(tǒng)表現(xiàn)，可惜也只是數(shù)學(xué)公式游戲，實際上其中反而弄巧成拙為正反饋。

至于串入二極管，是國外業(yè)余愛好者Patrick Turner首先提出的。超三線路，法國人首先已經(jīng)給出，其實國外高手都研究過，好壞已經(jīng)被歷史證明了。

花絮：早在20世紀70年代，法國就有STC超三應(yīng)用的電路，但是曇花一現(xiàn)，反而給日本人申請了專利，姑且不揣測是否巧合，但其中故事就不得而知了。