出力段の設計（番外編）

HyCAAの方でいろいろ盛り上がりが出てきていますが、こちらも負けずに頑張っていきましょう。

非常に厄介な回路も検証してみます。
２段のインバーテッドダーリントン回路です。

回路図はこんな感じでしょうか。　私も作ったことありません。

この構成ですと、最終段はコレクタ出力となっているのが分かります。　トランジスタの動作としてはエミッタ接地回路になります。

ベースを入力端子とすると、

　・エミッターを出力に使う　コレクタ接地回路 （エミッタフォロア）
　・コレクタ　を出力に使う　エミッタ接地回路

この２種類しかありません。　３本足なので当然といえば当然なのですが。。。

エミッタ接地の出力インピーダンスは、２段目の出力インピーダンスの計算で使った式

　　　Zo ＝ 1÷hoe　　　で表されます。

データシートで調べるとコレクタ電流IC ＝ 10mAの時には hoe ＝25～70uSくらいです。
中間をとって40uSで計算すると

　　　Zo ＝ 1÷40u　＝ 25 kΩ

となります。　これが6個あったところで 25k÷6 ＝ 4.2kΩ  と非常に出力インピーダンスが高い回路であることが分かります。

これじゃ、ドライバー段のエミッタフォロアの200Ωの方が低く、全く最終段が役に立っていないようにも思えてきますが、実は、ドライバー段の電流ブースターのように動作してくれるので、インピーダンスが高いが、電流は沢山出力できるという回路になります。

また１段分のVbeしかバイアスがいらないため、低電圧な回路で最大限に振幅が取れる点や、Vbeが１段しかないというのは、リニアリティに優れるということにもつながります。
エミッタフォロアーなどのバッファ回路で非直線が出るのはVbeが主な場所だからです。　

ドライバー段からすると、外部電流ブースターがついているのでベースへの電流が少なくて済み、より直線性が優れるという特徴があります。　（局部フィードバックが掛かっているという表現が正しい）

この局部フィードバックのおかげで、出力側からみたインピーダンスは小さく見えるはずです。
（いまひとつ計算方法が分かりませんので今回は計算しません。）

こんなに素晴らしい回路なのに、あまり使われていないのにも理由があります。　
ダンピングファクタなどの静特性は、NFBにて見かけ上改善できるのですが、実際にスピーカーを駆動した場合には、実インピーダンスの低さが問われますので、商品化するのは勇気と覚悟がいります。　
鳴らすスピーカーを選ぶ、いわゆるクセの強いアンプと評されるかもしれません。
また、発振しやすく設計が難しいとも言われています。

現在ONKYOが採用しているインバーテッドダーリントンは３段構成として、最終段はちゃんとエミッタフォロアになっていて、出力インピーダンスは非常に低いです。　

ONKYOのwebサイトから抜粋しました。　
インバーテッドダーリントンを採用することでプリドライバ段、ドライバ段のリニアリティをあげつつ、最終段のベース電流をたっぷり確保できる構成となっています。　なかなか優れた回路だと思います。