第２弾 は金田スタイルでもおなじみのバイポーラ・トランジスタの２Ｎ３０５５です。

２ＳＪ１８ＣＳＰＰを応用し、温度補償を加えた回路構成です。

ＮＰＮなので回路全体がひっくり返っています。（上條さんの言葉を借りるとコンプリ返し）　金田スタイルと比べても１段少ないぶんシンプルです。　

■ 回路図 (2003/10/25)

温度補償には苦労しました。　私には計算で温度補償を割り出すことなんか出来ませんのでカットアンドトライしかありませんが何事も経験が必要です。
バラックセットでは２Ｎ３０５５のREに０．４７Ωを入れて恐る恐る温度補償の実験を開始しましたが出力が１２．５Wしか出ず、実用的な０．１Ωに変更したところ実験調整中にアイドリングが急激に増えて暴走、実験を繰り返すうちに３ペアの２Ｎ３０５５が犠牲になりました。
当初は定電流回路A１０１５のベース電圧固定にツェナーと温度補償用ダイオードを直列に入れてダイオードを２Ｎ３０５５に熱結合しましたが、２段増幅でゲインがあまり大きくないだけに定電流性が良いとまるでダメ。
ダイオードを貼り付けるより見てくれが気に入りませんが、J-FETの２ＳＫ３０Ａを熱結合して定電流のバイアス電流を調整する様にしてなんとか補償出来る様になりました。
ここでもＫ１１７の様なちょっとGmが高くIDSS大きめのFETをゲート・ソースをショートで使うとダメで、Gm及びIDSSが低いＫ３０Ａの方が適役です。
差動の定電流回路にＡ１０１５ではなく熱結合したＫ３０Ａをそのまま使う手も考えられますが、アイドリング調整用RSが必要なので、こうなると定電流性が増し温度補償が充分効かなくなります。

こちらもヒートシンクの裏側に白色高輝度ＬＥＤを取り付けています。
ヒートシンクはＪ１８ユニットと同じものを使用しましたが、２Ｎ３０５５はＴｊ =２００℃なので余裕がありますがアイドリングを０．２５Ａに抑えています。

■ 基礎体力　（アイドリング電流　０．２５Ａ）

最大出力	２５Ｗ
ゲイン	２５．２ｄＢ
高域カットオフ(-3dB)	４４０ＫＨｚ
ダンピングファクター	９．０９（８Ω）
残留ノイズ	０．１９ｍＶ

他のユニットに比べると出力は若干低いですが、普段１０Ｗ程度の管球アンプで聞いている者にとっては十分な数値です。
ゲインは怪しくもＪ１８とピッタリ一致しました（もちろん狙ってのことですが）。

高域カットオフは４４０ＫＨｚで２７０ＫＨｚ付近がほんの少し盛り上がるなだらかなﾋﾟｰｸが観測されました。

■ 問題点

初段の電流が少ないため出力段をフルスイングするまでドライブ出来ていません。　温度補償に時間を費やした為、未だ消化不良です。
初段の負荷抵抗を下げて電流を増やせば簡単だがゲインが下がってしまうし、Ｊ１８ユニットの様に高電圧を掛ければ今度はアイドリングの安定化が難しくなりそうです。

■ 音質傾向

流石と言うか、あの金田先生の目に適っただけのことはあるデバイスです。
明るめのキャラクターですが、予想外にジェントル。高域の粒立ちが綺麗でオーケストラが楽しく鑑賞できます。

■ 変更した回路 Ver.2 (2003/11/21)

上條さんが良いヒントをくれたので初段の電流を増やすためにＬＥＤの電圧分約１．９Ｖマイナス側に引っ張ってみました。
これで初段Ｊ７６に以前の約３倍の電流が流せる為より大きなドライブ電圧が稼げます。
それに併せて定電流回路はＡ１０１５のREを２．２Ｋに固定し、ベース電圧を可変するように変更しました。
この方がＫ３０Ａの温度変化による電流変化をより反映できるようになり、温度補償は却って効き過ぎるくらいです。
VRは５Ｋ程度が適当ですが、手持ちに１０Ｋしかなかったので４．７Ｋをパラに接続しています。
最初からプラス側・マイナス側に倍電圧電源を用意していたおかげで自由度が高く、躊躇無くこんな回路も試せます。

■ 変更後の基礎体力　（アイドリング電流　０．２５Ａ）

最大出力	５０Ｗ
ゲイン	２６．２ｄＢ
高域カットオフ(-3dB)	４４０ＫＨｚ
ダンピングファクター	１４．５（８Ω）
残留ノイズ	０．２２ｍＶ

今回の変更でほぼフルスイングまで持っていくことが出来、最大出力は５０Ｗにも達しました。
Ｊ７６の動作点がよりＹｆｓの大きいポイントに移動したことによりゲインも１ｄＢ上昇、それに伴いダンピングファクターも向上しました。

■ 問題点

パワーは満足できるレベルに達しましたが、フルスイング近くではやはり平衡性が崩れて上下非対称の２次歪みが出ます。

 

左は初期の８pinＵＳプラグを使っていたときのものでアンプユニット側に入出力がある。右は１１pinプラグに変更後にヒートシンクを２つにした。

２Ｎ３０５５は前後ヒートシンクの下側で、上側に付いているパワーＴＲはやっぱりダミー、Ｋ３０を熱結合している方は裏側。
こちらもアイドリング電流を ０．２５Ａ から ０．３Ａ に増やしました。

■ 変更した回路 Ver.3 (2003/12/21)

やれる所までやってみようということで、金田スタイル完全対称回路のドライブ段のように定電流回路で引っ張ってみました。
２７０ＫＨｚ付近のﾋﾟｰｸが気になった為、Ｄ７８のＣ−Ｂ間に１００ＰＦを挿入し高域レスポンスを下げました。

■ 変更後の基礎体力　（アイドリング電流　０．３Ａ）

最大出力	５２Ｗ
ゲイン	２６．２ｄＢ
高域カットオフ(-3dB)	２５０ＫＨｚ
ダンピングファクター	１５．４（８Ω）
残留ノイズ	０．２７ｍＶ

回路変更と同時にこちらもヒートシンクをサンドイッチにしてアイドリングを増やした。

初段の負荷を２．２Ｋから１．４Ｋへと小さくしたにもかかわらず、Ｊ７６のアイドルが増えることによりさらにＹｆｓの高い方向へ移動してゲインはほぼ変わらず、ダンピングファクターは僅かに上昇。
最大出力付近での非対称性が若干改善し、クリップポイントが僅かに上昇して出力は２Ｗ程大きくなりましたが、その波形の歪み方に大差はありません。

■ 変更した回路 Ver.4 (2003/12/30)

シンプルを基本とするＣＳＰＰに大げさな回路は似合いません。
バイアス供給の定電流をやめ、Ver.2のＬＥＤによるバイアス供給に戻し、初段負荷抵抗はさらに小さくし、高域補償はVer.3を取り入れたVer.2.5とも言うべき回路になりました。

差動のバランス調整トリマー５０Ωの摺動子から両端に２２Ω２本を接続して抵抗値を絞り調整をブロードにしました。

■ 変更後の基礎体力　（アイドリング電流　０．３Ａ）

最大出力	５０Ｗ
ゲイン	２６．２ｄＢ
高域カットオフ(-3dB)	４４０ＫＨｚ
ダンピングファクター	１５．６（８Ω）
残留ノイズ	０．２８ｍＶ

初段の負荷を下げても電流をさらに増やした為、ゲインは変わらず、ダンピングファクターもほぼ同じ。
アイドリングの安定度も高域の位相特性もこちらの方が良く、カットオフポイントも上昇しました。

■ 雑感

初段負荷抵抗を下げていってもＪ７６の動作点が移動して思ったようにゲインが下がらず、一時はダンピングファクターが２２と大きくなり過ぎて優等生的音質になってしまいしたが、ようやく落ち着きました。
当初２．２Ｋでしたので半分以下になってもＩｄ増加によるゲイン上昇の方が上回った事になります。と言う事は、Ver.1のままで負荷抵抗を小さくしてもそれなりのゲインが確保出来ていたかも知れませんし、フルスイング出来ていたかも知れないと思うとちょっと心残りです。まあ気が向いたらやってみましょう。

いまさら何を？と思われるかも知れませんが、禁断？の "ＲＥ" レスにチャレンジしてみたくなりました。ＴＲの暴走と破壊は覚悟の上です。
バイポーラＴＲでは熱暴走の回避や寄生発振の防止、安定性確保の為にエミッタに抵抗を入れるのが常識です。

本機もこれまでＲＥには０．１Ωを入れていましたが、先達によるとバイポーラＴＲの場合は音を劣化させる因子としては決して小さくないようです。金田先生の製作記事でも電源電圧が低ければＲＥなしで構わないと何処かに書いていた記憶がありますし、上條さんに至ってはＲＥを無くすために労力を惜しまず徹底的に対策（水冷等）を施されたアンプを発表しています。

どう見ても無いと拙いと思われるＲＥを取ろうとするのは何故かと言われれば、このユニットの回路のままだとＪ１８やSuperSITには敵わないのと、上條さんがあそこまでするのですから自分でもその音を確かめずにはいられなくなった訳です。さらにはＭＯＳ−ＦＥＴユニットの音質がソースフォロワーにより弱冠向上した為、バイポーラＴＲアンプユニットの存在価値が薄れてしまうからでもあります。

市販品にはまだまだバイポーラＴＲを使ったアンプが沢山存在します。ＭＯＳ−ＦＥＴを使った方が温度補償なしで簡単に高性能なアンプが出来るのですから、生産性や数値特性が良ければ市販アンプはＭＯＳ一色になってバイポーラＴＲは淘汰されるハズです。
ところが、まだまだバイポーラＴＲのアンプは存在します。その理由は音質にメリットがあるからこそだと思われます。

と言うことで、バイポーラＴＲの限界をみるべくＲＥを取り去ってみます。実際にはまだ電流を測定する必要があるのでコレクタ側へ移動させます。
ここでご注意！これを読んでいる方は安易にマネしないでください、２Ｎ３０５５を飛ばす可能性は非常に高くなりますのであくまで自己責任で判断してください。しかも、飛ぶのはＴＲだけではありません。通常本機に於いてパワーＴＲの故障モードはＣ−Ｂ間ショートですので、ドライバ段のエミッタ抵抗は燃えるし、下手すりゃ貴方の大事なスピーカーをも飛ばす可能性が有ることを決してお忘れ無く。

■ 変更した回路 Ver.4+ (2004/10/17)

さて、安定性をみるためにほぼ毎日ＢＧＭに数時間音楽やＦＭラジオを流しています。

アイドリングは様子を見るために２００ｍＡに抑えてありますが、電源を入れた直後は５００ｍＡ前後流れてしまいます。その後徐々に温度上昇と共に下がって行き、暫くすると安定し、暴走する気配は無いようです。
但し、一度だけ右チャンネルからハウリングの様なかすかな発振が出ました。原因はこのユニバーサルＣＳＰＰアンプの宿命とも言うべき１１Ｐソケットの微妙な接触不良に因るものです、一度ユニットを抜き差ししたら発振はピタッと止まりましたのでピンは常々綺麗にしておくことが寛容です。（金メッキが欲しい！）

肝心の音質は？．．．．確かに一歩前進したようです．．．．けど、これでもまだSIT（V-FET）やＳｕｐｅｒ-SITには敵わないというのが正直なところです。

．．．つづく．．．のかなぁ？

Last update 31-Oct-2004