金田式 No.139 超シンプルパワーアンプについて

本日から　中国へ出張です。
この文書は　中国のホテルから作成しています。

昨日は　荷物整理等で　午前中はつぶれて　昼食前に　お酒を買ってきて
昼食後　出張準備をして　３時頃から　表題のアンプの実験をしていました。

このNo.139のアンプは　そのシンプルさから人気はあるのですが
非常に気難しいようで　失敗例がたくさんあります。
電源電圧も　±５０Vなので　各段の素子は　約１００Vの耐圧が要求されるので　
結構熱暴走に気を付ける必要があります。

私の場合は　つかっていない部品（放熱器やケース）で　できるものは無いかと考えたことで
No.139に行きつきました。

最大の理由は　SP-10のモーターアンプを作ったことで　モータードライブアンプの出力段につかう
トランジスタ　２N3055のコンプリメンタリ素子　MJ2955が　８個もあまってしまい
その使い道を考えてみたいということです。
多分　ＳｉｃＭＯＳ　アンプが主流の現在では　二度と使わない素子になってしまいそうです。

終段は1段目、２段目の構成もあるのでインバーテッドダーリントンにします。
トライブ／２段目につかう　２SA607や２SC959はもう手持ちがありませんので　別のトランジスタにします。
２段目は　２SA1385、ドライブ段は２SC1624が　親父の手持ちにあったので　それを使います。
初段は２SK３０でもいいですが　サンスイAU-D607ｋら取り出した　２SK129Aで構成します。
定電流回路は　トランジスタ２SC２２４０と定電圧ダイオード０５Z5.1Xで構成。
定電流回路の抵抗を　１０KΩ　10回転のボリュームで構成して調整できるようにします。
あとの抵抗は　固定。
素子が９個しかいならいし　抵抗も１０個、回路が簡単なので　　２時間くらいで　実験回路完成。

早速電源（±　３８V)につなげて　　定電流回路のVRをいじってアイドリング電流を調整します。
初段、2段目、ドライブ段がONすると　約１０ｍＡの電流が流れます。
それ以上になると　最終段に電流が流れ始めたことになります。

まだなにも温度補償をしていないので　１０ｍＡを超えて調整すると　どんどん電流が増えていきます。
電流が増えてきて　３００ｍＡの電流が流れたところで　電源をＯＦＦして、各部の素子を触ってみます。
ほとんど　最終段に流れているので　さぞ　ＭＪ２９５５が熱いと思っていたのですが　予測に反して
ほとんどあつくありません。
再度電源ＯＮにして　３００ｍＡまで上昇したら　電源ＯＦＦを２～３回程　繰り返してみました。
大きな放熱器（フレックスの　１３４０Ａ　１４０ｍｍ高さ）で冷やしているせいか　出力段は　
やはり熱くないです。
ドライブ段も熱くない。
初段、２段目を触ってみると　２段目がほんのり温かくなっています。
よくよく考えると　ここのトランジスタがドライブ段を駆動するのですが　負荷抵抗（２００Ω）が小さく
ほぼ電源いっぱいの電圧がかかっています。
流れる電流は　３ｍＡでも約２５０ｍＷの電力消費です。

どうもここが熱くなっていくことで　電流がふえているように思います。

ここは　

①最新の金田先生作成のアンプのように　２段目に電流帰還用抵抗をいれて　
　　温度に対する変化するＶｂｅに対して鈍感にさせる。　

②KONTONさんのように　カスケード接続として　２段目トランジスタは　電力が高くならないようにする。

③DP-3000のモータードライブアンプのように　２段目に定電流回路をおいて　２段目があつくなって
　　Ｖｂｅが変化しても、動作点が動きにくいようにする

が考えられます。

デメリットとして　

①は２段目のゲインがほとんど１～２になってしまいます。
②は超シンプルとは言えなくなる。
　　　２SA606/607を持っていない。
　　　出力が抑制される。
③も出力が抑制される

実際には　２～３０Wあれば十分なので　②③でも問題ないのでしょうが　ちょっと悩んでしまいます。

２段目、ドライブ段、最終段のすべてにダイオードやサーミスタを取り付けて温度補償するのが
いいかもしれません。
厳密に言えば　初段の定電流回路も　温度補償したほうがいいでしょう。

やはりNo.139はかなりの難物なのかもしれませんね。

しかし最近のアンプも　２段目は　電流帰還をかけて　出力IMPを向上させるようになっています。
出力段も　ON電圧の大きい　SiC　MOS（約４～８V)なので　負荷抵抗も２～３KΩとなり
ゲインが　１～２などということはありません。
Ｎｏ１３９でこの手法がとりにくいのもトランジスタ出力段の　宿命なのかもしれません。

今週は中国なので　これ以上の進展はありませんので　暇なときにでも回路の構成を考えたいと思います。