Вы находитесь здесь: Главная > Транзисторы > Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философия

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философия

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философия

HotFET Pre — макет

Поначалу было… нет, не слово, и даже не мысль, а всего только недоумение: почему усилители на лампах жаркие и в большинстве случаев звучат отлично, а изделия на полупроводниках обычно прохладные, и звучат почти всегда… как-нибудь так. Бунтую, спорю, пробую сделать отлично, делюсь наработками с Миром.

Основная мысль:

транзистор нужно загнать в «жаркий» режим работы.

Здесь и дальше по тексту «транзистор» обозначает «полевой транзистор», будь то p/n-канальный MOS-/J-FET. Если определения непонятны, или опустите, а лучше читаем: Полевые транзисторы. Биполяры тут не рассматриваем.

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философияВобщем, здесь же целая философия вызрела. Обозначу только главные моменты.

Выбор рабочей точки на более линейном участке черт — для ламп рядовая практика, в особенности в маломощных цепях: там никто не станет сберегать какой-либо милливатт рассеиваемой на аноде мощности во вред качеству. Транзисторные же схемы все сегодня «зелёные», а преломления правятся позже оборотными связями.

Чем больше исходный ток протекает через усилительное устройство, там на наименьший процент он, ток этот, должен будет изменяться, чтоб обеспечить заданную амплитуду конфигурации сигнала на выходе. Так мы из передаточной «кривульки» вырезаем совершенно небольшой участочек, который уже отлично аппроксимируется прямой.

Чем больше ток через канал — тем больше крутизна (а по-простому — усиление) полевого транзистора. Как следует, можно обеспечить нужное усиление наименьшим количеством каскадов, либо достигнуть наименьшего выходного сопротивления повторителя. Ну, всё в разумных границах, естественно.

Почему пп. 1-3 так презентабельны для построения усилителя аудио сигналов? Высочайшая линейность усилительного элемента (на рабочем участке) значит низкие преломления. При наличии отрицательной оборотной связи, обхватывающей несколько каскадов усиления либо даже весь усилитель, такие мелочи, обычно, не учитывают. Но! Петлевая отрицательная оборотная связь — очень спорное «достоинство» электрического дизайна в аудио. Есть тому научные и не совершенно ещё научные свидетельства. Вообщем, воздействие петлевой ООС на звук — тема для полновесной диссертации. Так что давайте пока попробуем без неё — ограничимся только местной, так именуемой «дегенеративной» ООС.

Ещё несколько определяющих мыслях.

Пользуем по способности n-канальные транзисторы. Ибо их p — собраться на поверку непременно оказываются по любым характеристикам раза в два-три ужаснее. Разъясняют сей парадокс наименьшей подвижностью дырок. Кстати, вакуумного p-триода ведь так пока никто не сделал, а усилители на лампах строят. Означает и мы справимся.

J-FET «звучит» лучше, чем MOSFET. Я не стану «подписываться» под этим заявлением. В этом случае jfet просто лучше, удобней вписался по характеристикам, ну и МДП-транзисторы со интегрированным каналом (depletion MOSFET) не шибко всераспространены.

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философияВ ламповой технике (не считая оконечные каскады усилителей мощности) обычно большой припас по напряжению во всех каскадах.

Первым устройством,

которое родилось на базе этой «тёплой» философии и воплотилось в железе, был подготовительный усилитель. Поточнее будет именовать его согласователем сопротивлений, буфером, либо, более обычно — повторителем. Но ведь вышла коробка с аудио-разъёмами «in» и «out» на задней панели и ручкой регулятора громкости на фронтальной. Означает — настоящий подготовительный усилитель!

Кстати, о выборе нужного коэффициента усиления (в этом случае — чуток меньше единицы). Этого довольно! Практически у всех современных CD и иных цифровых источников сигнала номинальное выходное напряжение 1, а то и 2 Вольта действующего значения (RMS). А усилители мощности все дружно работают от 1 Вольта, а то и 0.775 Вольт (0dBm) на входе.

J310 Рабочая лошадь

— частотный усилительный полевик с p-n переходом J310 (datasheet). Избран за доступность и относительно высочайший исходный ток стока: от 24 до 60мА по спеку. Правда в партии, что у меня была, из 100 протестированых Idss чуток больше 40мА попалось только несколько штук.

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философияХотелось загнать его в режим близкий к исходному току стока. Усиливать (повторять) нужно как минимум 4 Вольта амплитуды. Итого, грубо: 30мА * 5В = 150мВт. Это уже довольно жарко для TO92 корпуса. И совершенно без припаса по амплитуде. А ведь как отлично выходило: для работы на нагрузку в 10КОм необходимо будет раскачивать ток в 0.4мА, т. е. 1/75 от исходного тока — линейненько должно получиться, но!

Когда экспериментировал с «тёплым» усилителем для наушников, следил очень увлекательный эффект: преломления уменьшились до неразличимых (на моём измерительном щите меньше 0.01%), как я поднял напряжение питания до двойного значения амплитуды. При нескольких вольтах припаса по амплитуде преломления были, и приметные. Здесь разумеется применима логика, подобная рассуждениям по поводу выбора высочайшего исходного тока: работаем на маленьком участке черт прибора, который отлично аппроксимируется прямой. Напомню ещё разок — никаких петлевых ООС.

Вобщем, если всё сдалеть так, как нам охото — уж очень жарко выходит. Если взять 10В питания, да 30мА току — это уже 300 милливатт. По документашке устройство может выдержать максимум 625мВт. При тепловом сопротивлении в 357 градусов на ватт, мы перегреваемся даже при 300мВт — больше 130 градусов цельсия при комнатной температуре. Я ратовал за «тёплый» усилитель. Но, всему же есть предел, и, как говорится: что для лампы отлично (130 градусов на баллоне), то для транзистора — погибель. Выручает —

Каскод:

Основное тепло будет рассеивать более мощнейший MOSFET в TO-220 корпусе, его можно и на радиатор прикрутить. А небольшой J-fet получит собственный ток и комфортабельное падение напряжения на канале приблизительно в 1 Вольт. Заодно избавляемся от дополнительной нелинейности, связанной с модуляцией длины канала напряжением (ссылочка для пытливых), и уменьшаем воздействие ёмкости сток-затвор.

Hotfet pre предварительный усилитель на полевых транзисторах философияВ качестве нагрузки истокового повторителя было решено использовать источник тока, построенный по схожей схеме.

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: