Усилители мощности на полевых транзисторах

© А.И.Шихатов (составление и комментарии) 1999-2000

    Применение полевых транзисторов в усилителе мощности позволяет значительно повысить качество звучания при общем упрощении схемы. Передаточная характеристика полевых транзисторов близка к линейной или квадратичной, поэтому в спектре выходного сигнала практически отсутствуют четные гармоники, кроме того, происходит быстрый спад амплитуды высших гармоник (как в ламповых усилителях). Это позволяет применять в усилителях на полевых транзисторах неглубокую отрицательную обратную связь или вовсе отказаться от нее. После завоевания просторов "домашнего" Hi-Fi полевые транзисторы начали наступление на автозвук. Публикуемые схемы изначально предназначались для домашних систем, но может, кто-то рискнет применить заложенные в них идеи в автомобиле...

рис.1

    Эта схема уже считается классической. В ней выходной каскад, работающий в режиме AB, выполнен на МДП-транзисторах, а предварительные каскады - на биполярных. Усилитель обеспечивает достаточно высокие показатели, но для дальнейшего улучшения качества звучания биполярные транзисторы следует полностью исключить из схемы (следующая картинка).

рис.2
    После того, как исчерпаны все резервы повышения качества звучания, остается только одно - однотактный выходной каскад в "чистом" классе А. Ток, потребляемый предварительными каскадами от источника более высокого напряжения и в этой, и предыдущей схеме - минимален.

рис.3
    Выходной каскад с трансформатором - полный аналог ламповых схем. Это на закуску... Интегральный источник тока CR039 задает режим работы выходного каскада.

рис.4
    Однако широкополосный выходной трансформатор - достаточно сложный в изготовлении узел. Изящное решение - источник тока в цепи стока - предложено фирмой Pass Laboratories. Простота схемы потрясает. Подробные характеристики и описание конструкции здесь: усилитель Pass Zen

рис.5
    Впоследствии усилитель был доработан - цепи ООС по постоянному и переменному току были разделены, что позволило несколько снизить коэффициент гармоник при максимальной мощности. Достигнуто это ценой значительного снижения чувствительности усилителя. Номиналы деталей для этого варианта приведены в скобках. Однако в любом варианте для реализации потенциала этого усилителя требуется предусилитель с непривычно высоким выходным напряжением.

    Успех этого усилителя побудил конструкторов к разработке однотактных усилителей класса A. Интересную схему предложил Андреа Чиффоли. Чтобы снизить напряжение питания, он заменил источник тока в цепи стока дросселем. Качественные показатели усилителя в основном определяются конструкцией этого дросселя. Его индуктивность 0,5Гн при сопротивлении постоянному току не более 0,5 Ом, выполнен он на ферромагнитном магнитопроводе. Питается усилитель от автомобильного аккумулятора.

рис.6
продолжение следует...