Усилитель мощности на полевых транзисторах без общей ООС

Переделываем гибридный усилитель на твердотельные компоненты. Смогут ли массовые MOSFET транзисторы достойно заменить ваку­умные триоды, сохранив "ламповость" звука?

Между нами говоря, повышенный интерес к конструкции УМЗЧ, приведённой в статье «Высококачественный гибридный усилитель мощности», меня несколько удивил.
Такого количества лампоманов я вообще сильно не ожидал! Однако когда скопилась немалая кучка писем, объединённых эдакой смысловой нагрузкой: «Ваш гибридник делает фурор, но как бы это ламповое великолепие перевести на транзисторы?», я призадумался. А так ли их много, этих фанатов лампового звука, на самом деле?

Подумал, подумал и решил – а оно нам надо потеть и терять калории над этой мыслью? А посему имею почтение вам донести – Аналог гибридного усилителя мощности на полевых MOSFET транзисторах в полной красе:

Рис.1 Усилитель мощности на полевых транзисторах без общей ООС

Начнём сразу с конца. На транзисторах Т6...Т9 выполнен выходной каскад на составных транзисторах, включённых по схеме Шиклаи. Данный каскад со всеми его свойствами и преимуществами над Дарлингтонами был подробно описан на странице «Отличный выходной каскад на МОП-транзисторах», поэтому повто­ряться – смысла никакого. Отметим лишь, что усилением по напряжению он не обладает (Кu = 1), максимальная мощность, отдаваемая в 4-омную нагрузку при Епит = +90 В, составляет 180 Вт.

А далее всё в полном соответствии с ламповым аналогом.
На транзисторе Т1 выполнен усилительный каскад по схеме с общим истоком. Коэффициент его усиления определяется отношением номиналов резисторов R2/R9.

Второй каскад усиления представляет собой всё ту же конфигурацию с общим истоком на транзисторе Т5, у которого в стоковую цепь подключен не резистор, а источник тока на Т4. Посредством резистора R18 и транзистора Т2 величина этого тока стабилизирована на уровне 0.6В/R18 = 0.06 А = 60 мА.

Транзистор Т3 в стоковой цепи Т5 задаёт смещение для выходных транзисторов и, будучи расположенным на одном радиаторе с Т8, Т9, является элементом термостабилизации тока покоя выходного каскада. Поскольку тип транзистора Т3 идентичен выходным, то каких-либо проблем с расхождением температурных коэффициентов не возникает.

Транзисторы Т6, Т7 рассеивают около 0.5 Вт тепловой мощности и для них по фэншую целесообразно предусмотреть по небольшому радиатору. Размещать же их на общем теплоотводе с выходными транзисторами категорически нельзя ни при каких обстоятельствах!
Мощность, рассеиваемая другими транзисторами: Т1 – 1 Вт, Т4 и Т5 – 2.5 Вт, также предполагает наличие радиаторов соответствующих размеров.

Все конденсаторы в усилителе (ну, разве что кроме С1 и С4) должны быть рассчитаны на напряжение, превышающее напряжение питания усилителя.

Подстроечные резисторы R10, R14 – многооборотные.
Резистором R10 выставляется значение выходного напряжения (в стоковых цепях выходных транзисторов Т8, Т9) равным половине Еп. Перед тем как включить питание и произвести настройку, его следует установить в среднее положение.
R14 определяет ток покоя выходных транзисторов. Начальное положение перед настройкой должно соответствовать максимальному сопротивлению (по схеме – левое).

При настройке схемы сначала выставляется ток покоя в диапазоне 120...150 мА, а следом напряжение на выходе – 45 В.

Подытожим,
Основные параметры усилителя:

Входная ёмкость – 135 пФ.

Ну и для того чтобы наглядно убедиться в "ламповости" полученной конструкции, приведём спектр гармонических искажений, снятый при выходной мощности 10 Вт и частоте 1 кГц.


Рис.2 Гармонические искажения УМЗЧ на полевых транзисторах без общей ООС (Р_вых = 10 Вт, f = 1 кГц)

Когда я впервые увидел такую картину маслом, то был весьма удивлён, а вернее, так охренел, что жена решила, что мне уже никакой рот в рот не поможет.
Короче, не заценила женщина шедевр... Ну и ладно, а с другой стороны – фиг ли нам, кучерявым песнярам, взять с некомпетентной дамы?..

Назад