擬似三極管素子化回路の応用として､ヘッドフォンアンプを作りました｡
これは、なかなか前回のものより優れていますので､報告します｡
第一節 回路原理
擬似三極管素子化回路で説明しておりますが､復習します｡
図１ D-G帰還100%の回路のVD-ID特性測定
MOS-FETのD-G帰還100%の回路のVD-ID特性は以下のようになります｡
図２ D-G帰還100%の回路のVD-ID特性
このように非常に内部抵抗の少ない三極管特性になります｡0から4Vまで開いていますが、MOS-FETのゲートのスレッショールド電圧が高いものを選んでいますからこうなっています｡もっと低いものでは、全体的に左にずれます｡
第二節 設計編
図３ 製作した回路（片チャンネル） （定電流値0.25A）
これは実際製作した回路です｡LM317は３端子レギュレータで定電流源として使っています｡
電源は､15V1.6Aの市販のスイッチングレギュレータです｡
MOS-FETのゲート容量は周波数特性に影響しますので､注意して小さなものを選びます｡
また、2SK30Aを直結しますので､動作しやすいようにゲートのスレッショールド電圧の高いものを選んでいます｡
これは、データシートから引用しました｡
Ciss,Crssに注意します｡
さて、動作を見てみます｡
図４ 回路の概略
ここで、定電流源I1で500mAにしてバイアス電流を固定して､Q4より電流源ドライブして、Q1を100%D-G帰還させて動作させています｡
図４−１ 8Ω負荷の入力700mV0-pのMOS-FETのドレイン電流 500mAがバイアス点
C1でDCカットして､R5が負荷になります｡
図４−２ 8Ω負荷の入力700mV0-pの8Ω負荷に流れる電流
また、出力インピーダンスは
図５ 出力インピーダンス特性
出力インピーダンスは１KHｚで0.266Ωと読み取れます｡
また、ゲインと周波数特性は
図６ 周波数特性
ゲインは13.6dBと読みとれます｡-3dBは300KHzですね。
第四節 製作編
図７ レイアウト検討
このようにします｡ケースはタカチのMB-5です｡
図８ レイアウト
真中の蛇の目基板はコンデンサーを集めます｡左の小さな基板は､両面テープで貼り付けてあり､FET周辺の回路のためです｡
なるべく最短距離配線をするので空中配線です｡
また、ケースを放熱板として使っていますので､IC,MOS-FETには、シリコングリスを塗ります｡
セット全体で､15Wを消費しますので､小さなヒートシンクでは非常に熱くなりますが、ケースを使用するとほどんどほんわり暖かい程度に収まります｡
図９ FET周りの配線
あとは、配線します｡
図１０ 完成
調整は､MOS-FETのドレイン電圧が８〜９Ｖになるように、ボリュームを調整します｡
３０分ほどしてから､どちらか一方の出力レベルが0dBになるよう入力レベルを調整して､もう一方も出力レベルが0dBになるように、再度ボリュームを調整します｡
というのは、ボリュームは2SK30Aのソースの抵抗値が変わるので､ソースの帰還が変わり、ゲインが変動するのです｡
MOS-FETのばらつきにより、左右のチャンネルでドレイン電圧が異なりますので､最大出力レベルにすこし差異がでることがありますが、ソフトクリップの為、気にする必要はないと思います｡
なお、無帰還ですから､温度ドリフトがありますので、調整はずれることがあります｡
第五節 測定編
図 11 周波数特性
図１２ 歪率特性
図１３ 高調波特性
歪特性は､ごく一般的な三極管のシングルアンプに似ていますね｡出力に比例してふえ、ほとんど2次高調波です｡
出力インピーダンスは0.47Ω（47Ω負荷にて）でした。
矩形波特性
1KHz 10KHz
100Hz 100KHz
すべて、200mV/Div
ノイズレベルは以下の通り｡
