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« パワーアンプに必要不可欠なものを削除して高音質化を目指したアンプ | トップページ | 対称差動パワーアンプSMR-01のMOSFET版 定数決定 »

2022年9月15日 (木)

対称差動パワーアンプSMR-01のMOSFET版 検討開始

秋月電子にて2SJ555 / 2SK3163が入手できなくなってしまい、ALX-03のMOSFET版も作りにくくなってしまいました。

Akizuki

2SJ555 / 2SK3163のペアは、大電流MOSFETとしてなかなか良かったと思います。バイポーラトランジスタに匹敵するほどのgmがあり低インピーダンス出力が期待できました。また、個人的に好きだったLAPT 2SA1186/2SC2837も生産中止になったようです。

パワートランジスタやMOSFETなど探す時、ヤフオク、若松通商等で製造中止になったものを買うという手もあるのですが、今現在も生産中でコンプリメンタリとして使用可能な優れたMOSFETがあります。

ということで、買ったのがコレ。

Irfp_mosfet

    < IRFP240PBF / IRFP9240PBF >

5~6年前に仕事で励磁ドライバに使うために探した耐圧200VのコンプリメンタリのMOSFET(当時IR社)でしたが、IRFP240PBFの方をあのネルソンパスさんも使用していることを知ってオーディオにも使えると確信しました。

 

Irfp_mosfet_02

早速、搭載してみました。

バイアス部の抵抗値など変更がいくつか必要です。 まだエージングが十分ではなく最終的な定数が決まっていませんが、なかなかの音を聴かせてくれています。

 

今はデジキーで売切れ中ですが、Mouserでは在庫があります。

IRFP9240PBF-ND

IRFP240PBF-ND

844-IRFP9240PBF

844-IRFP240PBF

某A電子にリクエストするのもありかもしれませんね。私は一昨年くらいにしつこくbc550cをリクエストしたけど採用されませんでした。。。

 

 

 

スペック比較

以前と同じ比較をすると、

      Vds   Id    Yfs  ciss    Zo(0.1A) Yfs/ciss

2SK405:  160V   8A  2.0S  430pF 3.2Ω 4.6
2SJ115:  -160V   8A  2.0S  800pF 3.2Ω 2.5
------------------------
2SK1529: 180V  10A  4.0S   700pF 1.8Ω 5.7
2SJ200:  -180V  10A  4.0S   1300pF 2.0Ω 3.1
------------------------
2SK3163:  60V  75A  80S   7100pF 1.1Ω  11.3
2SJ555:   -60V  60A  45S   4100pF 1.3Ω  10.1
------------------------
IRFP240PBF: 200V   20A    6.9S  1300pF ---   5.3
IRFP9240PBF:-200V  12A   4.2S  1200pF   ---   3.5

 

2SK1529 / 2SJ200 に近いスペックのようです。 100mA時のZoはYfs-Idグラフから算出していましたがデータシートに掲載されていないため求められません。入力容量cissがN-ch P-chでほぼ等しいところが良いですね。Idが倍ちかく異なる点は目をつぶりましょう。

関係ないですけど、近年のアキュフェーズではOnセミのFQA36P15 / FQA28N15とういペアを使用しているようです。

 

 

 

 

MOSFETらしい音質

IRFP240PBF/IRFP9240PBFは、全体的に出音が軽くキレがあり高域の緊迫感がMOSFETらしさを出しているように思います。

大電流MOSである2SK3163/2SJ555ほど低音のどっぷり感はなくLAPTのような低域の存在感を求めている人には合わないかもしれませんが、中高域では明らかにLAPTやTTC5200/TTA1943よりも爽やかで軽やか。弦楽器の響き具合が生々しくリアルに感じます。

低音も出ていないわけではなく「どっぷり、ゆったり」していないだけで、極低音域まで伸びてレンジの広さを感じます。はっきり言って聴いていて楽しいです。TTC5200/TTA1943は綺麗だけど少しあっさり目だったのですよね。

 

もう少しエージングが進んでいったころに、ドライバ、プリドライバの電流を上下に振って最も生き生きした音がが聴けるポイントを探そうと思います。

もう少々お待ちください。

 

デジキーやMouserで購入可能でMOSFETが好きな人は期待しても良いと思います。

 

 

 

 

追記===================

古い写真が発掘できたので貼り付けておきます。

Irfp_mosfet_20

Irfp_mosfet_22

岩通のカーブトレーサーです。高耐圧MOSFETの評価用に購入したらしいですが誰も使っていなかったのでちょっと動かしてみたという写真。IRFP240PBFを20個くらい測定した結果、けっこうバラツキがあることが判明。

この写真ではgm=2.8Sと表示されていますが温度が上昇してもカーブは変わるので、細かいことを気にしていたら使えません。(画面の線が2重になっている部分は測定中の温度上昇で変化が見えている。)

終段をシングル使用というパワーアンプが利点のようにカタログで謳われていのは、ちょっと納得できるかも。と思いました。

 

 

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パワーアンプ」カテゴリの記事

コメント

IR、インターナショナル・レクティファイアー
懐かしい名前です。
インフィニオンになって久しいのですが、
以前の石をまだ生産しているんですね。驚きです。

10年ほどデバイスの世界にご無沙汰していて
最近、また少しだけ関わるようになったのですが、
特にパワー半導体の企業陣容が様変わりして
勢いがあったIRを始めCREEなんかも無くなっていて
浦島太郎の気分でした。

その内、
BYDやHUAWEIのパワーデバイスが出てくるんじゃないか?
って感じですが、
そうなったらオーディオ用に使える石はどうなるんだろう?
って心配も出てきてしまいます。

sawanoriichi さん

そうそうインターナショナル・レクチファイアー。 インフィニオンに買収というニュースは結構衝撃でしたが、このMOSFETは、ビシェイなんですよね。 部門別に切り売りされたのかもしれません。

アトメルがマイクロチップに買収されたり、リニアテクノロジがアナデバに買収されたり、NXPの一部はネクスペリアに名称変更、アルテラもザイリンクスもインテル、AMDにそれぞれ買収されて、、、と半導体業界は激しいですね。

CREEがなくなっていたのは気がつきませんでした。 最近はSiCデバイスなど中国メーカーが乱立し始めているようですよ。

V社ですか。在職中にやられましたな(笑)形而上的に殴ってやりましたが。
ATMELなくなったんですか。そういこないだやマイクロチップのEPROM買ったっけ(笑)
LTがAD逝きですか…ltspice大丈夫かな…
アルテラがインテルになったらメール来なくなって寂しいです(笑)
Creeはウルフスピードに改名ですか?

天 婦羅夫さん

いまやV社さまさまってことが多いです。他のメーカーがディスコンにしちゃうマイナーなデバイスを作り続けてくれるからです。

まあ、元々V社で生産しているものではないと思うのですが、買収した会社のものをあまり積極的にディスコンにはしないのです。村田やTDKがやめた高耐圧セラコンは特殊製品を除くと、もはやビシェイが唯一です。日本メーカーは売り上げが下がった製品をシリーズごと全ディスコンしますからね。

LTspiceは代理店の話だと続けるらしいですよ。人気なのは自覚しているようで。
Intelに買収された後の整理は酷かったですね。古いcpld、FPGAが全滅しました。

そうなんですか。 知りませんでした。 ビシェイ様様ですね。
インテルは…そういうところはちょっと気になりますね。

天 婦羅夫さん

ユーザーの利便性というか少数派を尊重するのか、会社としての利益のみを追うのかという基本方針的なところが見えるような気がします。
巨人Intelからすると、従来のアルテラFPGAを細々と使っているユーザーは、今後のターゲットになっていなかったんでしょうね。ただ、ラストオーダーの案内はしっかりしていたと思います。

一つ質問したいことが。
MOSFETの選定条件でIdは何A以上などの条件はあるのでしょうか?

sue さん

30W以下のアンプでしたら5Aあれば十分です。 ですが、余裕のあるトランジスタ、FETを使う方が好ましい音になるかと思います。
個人的には10Aくらいは欲しいです。

たかじん様

ご回答有り難うございます。
MOSFETの選定をどうのと聞いておいて、まだTr版のSMR-01を作成できてないというオチですがw

手持ちにIRF510/IRF9510があったでの使えるかなあと思い聞いてみました。
      Vds   Id  Yfs   ciss  Zo(0.1A) Yfs/ciss
IRFP510 : 100V  5.6A  1.3S  180pF  ---  7.2
IRFP9510:-100V  4A  1.0S  200pF --- 5.0
難しそうですね。

秋月で入手できるので、安かったやつで。1個\30
CYStech
      Vds   Id Yfs  ciss Zo(0.1A) Yfs/ciss
MTB060P06I3: 60V 22A 10S 978pF 1 ? 10.2
MTB30N06I3 :-60V -16A 9S 1402pF 0.83 ? 6.4
Zoは算出が怪しいですが。。。使えるかな?
まあ、音質がどうかわかりませんけど。

sue さん

発熱がそれなりにあるため、スイッチング用途でIdのみ大きなものを選んでも放熱で苦労するかもしれません。
AB級、A級アンプでは最低でもTO-3P型が望ましいです。

例えば±20V電源でアイドリング電流 250mA 流すと20V x 0.25A = 5W  NchとPchの合計で10W分の発熱になります。 アイドリング電流500mAにするとその2倍の20Wです。

PCのCPUのようにFANがあれば簡単ですが、自然空冷のヒートシンクでは10WあたりCDケース3~4枚分くらいの体積が必要になるかと思います。(50℃以下にとどめるには)

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