今回は、ちょっと変わったリニアアンプの話になります。

　実は、古い話で恐縮ですが、トロイダルコア活用百科を眺めていてると、旧版ｐ211に昔のオーディオ用パワーＦＥＴである２ＳＫ135/２ＳＪ50を用いたコンプリメンタリ-プッシュプル回路（昔はＳＥＰＰ：Ｓｉｎｇｌｅ　Ｅｎｄｅｄ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌと呼んでいたような）を用いた1.9Ｍ/3.5Ｍで１００Ｗ/11ｄＢが得られた、という記述が目に留まりました。まぁ、オーディオ用には兄弟デバイスの２ＳＫ134/２ＳＪ49が有名で、３０年くらい前にこれをＡクラスで動作させて15Ｗくらいのオーディオパワーアンプを組んだことがあります（数年使ったが、ＨＰ開設時はとっくに分解したので跡形もなし）。２ＳＫ133/4/5はＰｄ＝100Ｗで、最大Ｖｄｄがそれぞれ120/140/160Ｖのデバイスで、ＲＦで言うなら、２ＳＫ４１０に近いボリューム感ですね。

　おっと、それはおいておいて、こういったオーディオ用ＦＥＴも、当時から大幅進化しているので、ほおっておいても勝手に周波数特性は伸びちまうだろうから、７ＭＨｚくらいは楽勝で増幅できるようになっているんじゃないの？と、以前からぼーっと感じていたのですが、偶然見つけたこのサイトに、もうすでにこの種のＦＥＴの実験結果が出ていたので感心してしまいました。それも、すでに７年くらい前の記事なので、なんで気が付かなかったのか？とちょっと悔しい思いをしたのが、３か月くらい前のことでした。

　その後、デバイスの調査をして、きわめて限定的ではあるけれど、現在も合理的な価格で入手可能（製造は中止の様子）であることが分かったので、先の記事の追試を行う気が起きてきました。ツイッター上では、もったいぶってデバイス名を告知しませんでしたが、元記事にある通り、このＦＥＴは

　　2SK1530

　と言います。下記に仕入れたブツの写真を置きます。

２ＳＫ1530外観

　コンプリ相手は2SJ201です。れっきとしたオーディオパワーＦＥＴのようですね。スペックの抜粋を下に示します。

スペックの一部

　このＦＥＴは最大Ｖｄｓが２００Ｖminと高電圧で、Ｐｄは１５０Ｗと２ＳＫ４１０より２割以上大型です。Ｃｉｓｓは９００ｐＦと大きいので、この処理はちょっと厄介ですが、７ＭＨｚくらいまでなら、なんとか処理できます。Ｃｒｓｓが100ｐＦあるので、これは要注意ですね。Ｙｆｓが５Ｓあるので、発振しないように注意が必要です。

　オーディオ用の石なので、ＲＦ用と異なり、素子の直線性は良好であることを期待してしまいます。ただし、それは主用途であるオーディオ帯での話であって、使用目的外の７ＭＨｚとかの周波数では、リニアリティは大幅に劣化するのが「世の常」です。しかしながら、元記事にはかなり直線性がよさそうな波形が載っていて一気に興味をそそられたので、ここは期待をもって取り組めそうですね。

　さて、こいつを料理するわけですが、いつのごとくランドカッティングで臨みます。以下にＦＥＴ以外のパーツを載せない状態での実装の様子を示します。

ＦＥＴの搭載の様子

　今回は、実験で何度もＦＥＴを搭載し直したり（鎮魂はいったい何回経験するのか？：笑）、出力整合トランスは、それこそ何が正解かわからないだろうから、ベース基板をカットすると、何度も素子を交換してパターン棄損しては、実験はそこで終わりになってしまいますので、何度も素子を取り外しの可能性のあるパターン部分は「交換可能」にしておくことにしました。

　それが、ＦＥＴの左側のねじで取り外し可能な基板チップと右側にある出力トランス固定用の基板チップ（これはハンダで固定）です。よく考えたら、ＦＥＴのＤ/Ｓのパターンも交換可能にしておけばよかったと後悔していますが、ま、パターンが壊れたら、基板チップ化することにしましょう。

　おっと、いきなり実装図ですが、その前に回路図を示さなければなりませんね。今回は、まずは元記事をトレースして、再現性を確認したあとにいろいろいじりたいと考えているので、元記事に敬意を表して、「ほぼ」デッドコピーをさせていただきます。

パワーアンプ回路図

　この回路は良く考えられていて、十分なトレーサビリティがあるようです。バイアス回路についていえば、私の好みのＦＥＴ毎の独立型ではないのですが、素子の傾向を大まかにつかむには、まずはこちらで動作させてみます。図中の５００ΩのＶＲは元図によると「Ｉｄqが２本で１Ａ」になるように記されていますが、ここは最大でも１Ａを超えないような値の可変ＶＲにしています。このＩｄｑをいくらにするかは、当然、諸特性にかかわってきますので、実験的に決めることになります。温度補償用のＤｉはオリジナルが２本シリーズでしたが、今回の実験では３本必要でした。また、フィードバックループの帰還抵抗をオリジナルより大きい５０Ωにしています。これについては後述します。それ以外はほぼオリジナルと同じということになります。

　元記事の製作例で、びっくりしたのが出力トランスです。いままで、出力トランスの出来がアンプの特性を左右する事例をいくつも経験してきたので、

　　ノイズフィルター用パッチンコアの利用

　にはちょっとのけぞってしまいました。２００Ｗクラスのアンプに使えるとしたら、いい意味で驚いてしまったからです。そういや、ここで実験したＫＷ用ＬＤＭＯＳを使ったアンプのコアも、ほとんどパッチンコアに近いような特性（ノイズキャンセル用？）でしょうから、１００円で買えるパッチンコアが使えるといっても、本当は驚くことではないのかもしれません。

　なので、最初はまずこのコアを作ってリターンロスを測ってみることにしましょう。ということで、以下のように作り上げました。

出力トランス（パッチンコア使用）

　実際に使ったコアは、確か大昔にＡ電子で購入した一個５０円くらいのもので、穴の直径が９．５ｍｍくらいでした。いまでもＡ電子には７ｍｍくらいのものがあるようですが、これだと、線材を通す余裕とコア容量の点で、もしかしたら適していないかもしれません。このパッチンコアに関しては、腐るほど種類がありそうで、何を使ったらＯＫとは「今のところ」言えません。そうは言っていても無責任なので、簡単にリターンロスを測ってみました。

出力トランスのリターンロス特性

　これを見ると、「当然のことながら」リターンロスはそれほど良好ではありません。実は、この特性も、ＦＥＴ負荷側を可変Ｒと４００ｐＦ（Ｃｏｓｓと補正用Ｃの合計値を想定）をパラにして、出力側（５０Ω）に整合するか見ていたのですが、このＦＥＴ側は１６Ωの時の特性が上図です。必ずしも良好ではないリターンロス（１５〜１６ｄＢ）であるので、ＦＥＴの特性に「完全にマッチ」しているとは必ずしも言えません。ま、コアの最適化はこのあと考えなければならないので、まずは、動作確認のために先を急ぎます。

　念のため、ＶＲＦ１５０ｐｐのアンプでは良好だった、ロシア由来のアミドン＃６１相当品も用意していますが、これを実装した場合の特性は後述します。

ロシアから仕入れた出力トランス

　で、出力トランスはまずは無名のパッチンコアを出力トランスに用いて、実験を開始することにします。全体の様子は以下に示します。

実装の様子

　入力のトランスですが、ここはそんなに慎重に考えなくてもいいと思います。ＰＡのゲインにもよりますが、利得は元記事によるとかなり期待できるので、１５ｄＢとしても、入力は７ＭＨｚで数Ｗを通過できればＯＫです。これは、ラジオデパート最上階のＳ電子で買った＃４３材角形コアに４：１の巻き線（同軸スリーブ一回の中に２回巻きの耐熱被覆電線）を巻いたものです。以前、ここで１５Ｗアンプの出力側トランスに使っていたものです。一応、３００ｐＦのＴＣで７ＭＨｚよりにリターンロスを調整できるように考えてあります。

　もっとも、元記事にあるように、径の小さなパッチンコアで巻いても、入力側に関しては、同様に動くのかもしれません。元記事では入力側に装荷Ｃがありますが、これがＦ得補正なのだと思います。

　あとは、Ｖｇｓのカットオフ用のＳＷをつけているのは、いつもの通りです。そのうち、バイアス回路はＦＥＴ毎に２系統設けて、リニアリティ向上のためのバランス取りをするつもりです。

　この状態で、ざっくり特性を取得したのが以下の図です。

時間波形




スペクトラム

　これを見ると、初見の波形にしては、とりあえずまともだなぁと思いますね。ツイッターでもそう呟いています。一応２００Ｗｐｅｐで、条件は以下の通りです。しかし、スペクトラムを見ると、まぁ普通のＩＭＤ３の値である−３２ｄＢです。これが、オーディオＦＥＴのＲＦアンプのはじまりの値ということになります。

Ｖｄｄ：70Ｖ
Ｉｄq：0.5A　　（２本合計）・・・・・・これはオリジナルよりははるかに抑えています。素性がわかるまでは冒険したくないので、ひずみも当然良くない。
ＩＤ：　4.2A　　（２００Ｗｐｅｐ時）
利得：1８ｄＢ・・・・・電流を抑えているので、利得も控えめ
効率:３４％

　ですが、元記事にあるとおり、２００Ｗｐｅｐ付近の効率はいいものではありません。昔のＢＬＦ１８８ほどではありませんが、ＶＲＦ１５０とかのＲＦ専用デバイスに比べると落ちますね。それでも、ＲＦで動作するのか不安でしたから、とりあえずまともそうな動きをしていることに安心しました。

ま、これ以降、いろいろ動作条件を変えて検討した結果、けっこういい値を得るのですが、長くなったので、それについては次回以降に回したいと思います。そろーりそろーりと実験していくつもりです（笑）。

＜その�U＞　【2020.12.7】

　さて、ちょっと時間が空きましたが、忘れそうになっているオーディオＦＥＴのリニアアンプに戻ってみます。

　まずは、最初に調達したＦＥＴが壊れる前のデータを以下に示しておきます。そうです、鎮魂やっちまっただーです（笑）。以下はその直前のデータです。　少しＩＭＤ特性が良くなったようですが、ま、大きな変化はありません。Ｖｄｄは７０Ｖに上げていますが、相変わらずＩｄｑは合計で０．６Ａに抑えてあります。

ＩＭＤの様子　Ｖｄｄ＝７０Ｖ




上記条件の２-トーン波形

　このあと、ＮＦＢを見直そうとして、ＮＦＢ抵抗を現状の５０Ωから３０Ω（オリジナルの値）に変えて、電源オンしたとたん、ＦＥＴが破壊されてしまいました。発振した様子はなかったので、ゲートへのパルス状の過電圧印加ではないかと推測しています。以前にＭＲＦ１５０のリニアをいじっていた時にはこの点にはかなり気を使っていたことを思い出しました。

　なので、ここでは５０ΩのＲｎｆとしておくことにします。それはさておき、ちょうどＦＥＴが壊れてしまったので、ここでお遊びをすることにしました。というのも、Ａｌｉを見ていて、この２ＳＫ１５３０を見つけることができたのです。以前に支那２ＳＣ１９７１にはとんでもなく懲りているので同じような不快感を味わう可能性が大いにあるのに、なんとなく、指が動いてポチってしまった２ＳＫ１５３０が手元に届いていたからです。

　で、支那１５３０を以下の写真に示します。念のため国内で調達した２ＳＫ１５３０を左に、支那１５３０を右に置いてみました。支那１５３０にも、まったく恥も外聞もなくＴＯＳＨＩＢＡマークが入っていますが、刻印が若干薄めですね。裏面の処理も荒っぽいのが右の支那１５３０です。

２ＳＫ１５３０（左）と支那１５３０（右）

　ま、電源オンで即昇天しなけりゃ御の字だと思って測定を始めました。するとどうしたことでしょう？なんだか特性がいいのです。本当か？と思って何度も確認したのですが、どうも、奇跡的に特性マッチングが取れていたのか、いい感じのリニアリティです。

支那1530のスペクトラム

　なんと、ＩＭＤ３が−３９dBと、ほとんど−４０dBに近い値が出ているじゃないですか！これはちょっとびっくりしました。オーディオ用ＦＥＴなのに、目的外の周波数で用いてさえ、こんないい特性が得られたのにはすごいです。動作条件的には、ぎりぎり追い込んだわけでもなく、余裕のある動作で行っています。Idqも参照元のように１Ａ（合計）も流しているわけではなく、当時のメモによると２本合計で０．７３Ａでした。

　時間波形は以下のようになります。ＩＭＤ３が−４０dBとかになると十分にきれいな波形になります。昔、２００Ｗ真空管リニアでRedpitayaのＰｕｒｅ　Ｓｉｇｎａｌを使って究極のひずみ率を実現したときの波形とほとんど変わらないことがわかるでしょう。要は、ＩＭＤ３は−４０ｄＢくらいあれば、波形観測上はひずみを知覚することができないというわけです。

支那１５３０の２-トーン波形

　さて、この時のＤｒｉｖｅｒの状況ってどうなのか、一応測定してみたのが以下の図です。なお、これは1ＭΩ入力のプローブを使って測定していますので、表示レベルは不問ということで。ちなみに出力は３０ｄＢｍ×２でＰＥＰなら３６ｄＢｍといったところです。

ドライバーの動作（支那１５３０の最大出力時）

　ＦｉｎａｌのＩＭ３が−４０ｄＢをうかがう時のドライバーのひずみは−４７ｄＢとかですから、ま、この系のレベル配分はリーズナブルと考えていいのではないかと思います。もうちょっとＬＤＭＯＳのドライバーが低ひずみでもよさそうな気もしますが、ま、ここでは深く掘り下げません。じつはこれに気をよくして、安定化電源の最大出力電圧である７０ＶにＶｄｄを上げてみたのが、以下の図です。

支那1530のＶｄｄ＝70Ｖ時ＩＭＤ

　ＩＭＤ３に関しては改善できていませんで、むしろ若干劣化しています。この石の最大Ｖｄｄは１８０Ｖですから、ＰＷＺとしては、もうちょっとＶｄｄをアップしたくなります。最大Ｖｄｄの１80Ｖの1/２である９０Ｖまではいけるのではないかと踏んでいます。とは言っても、所有する安定化電源では７０Ｖが最大です。実は、昔は１１０Ｖ５Ａの電源を所有していて、主に、２ＳＫ４１０系の実験に用いていたのですが、このＦＥＴはＩＭＤに関しては極めてどんくさかったのです。なので、早々に実験を切り上げて、電源も不要になったので、この安定化電源も売っパラっちまいました。ということで、９０Ｖの動作を考えるいならば、何か工夫をしないとイケマセンネ。

　で、考えたのが、先の安定化電源に付加することで、電圧アップを狙う手法です。以下の写真は実験に使っている７０Ｖ５Ａの菊水の電源です。５０００円で数年前に手に入れました（笑）が、全然問題なく使えています。最近では、こんな電圧の電源は見向きもされません。

７０Ｖ５Ａの菊水電源

　こいつに２５Ｖ７Ａくらいの電源で電圧上乗せを図ろうと画策して、追加電源を急遽でっちあげてみました。あり合わせのトランスですが、合計２００００μＦのコンデンサで平滑して、２Ｎ３０５５の簡易なレギュレータをつけています。リップル減少率は−４５ｄＢくらいですが、ＰＡ用途ならばこんなもんで十分です。

シリーズに付加する予定の電源

ばらして再構築しやすいように堅紙のクリップボード上に作成

　実験には先の安定化電源を用いて、もし、高い電圧で好結果が出るならば、既存のＶＲＦ１５０ｐｐのリニアアンプの電源（５０Ｖ１０Ａ）をフィードして、これに上乗せする形で実機ではまとめようか？という構想です。この付加電源回路は、タップを選べば、３５Ｖ７Ａが供給可能なので、実機でもトータルで８５Ｖ７Ａまでは行けそうです。もっとも、そんなに電流を流す気は毛頭ありませんが（笑）。

パッチンコアトランスのリターンロス特性

ＦＥＴ側は１７Ω//４００ＰＦ時

　さて、以前にこの出力トランスを示しましたが、このリターンロス特性はＵｐしていませんでした。このトランスをパッチンコアで作るのが、今回の流儀ですが、一応、名の通ったメーカーである「ＴＤＫ」のパッチンコアトランスの特性を上の図に示します。これは、確か＠４００円と、結構な値段でした。ＴＤＫだからといって特段特性がいいわけでもなく、この手のパッチンノイズフィルタはもしかしたら、みな同じようなものなのかもしれませんね。Ｔｏｋｉｎとか無名のものとかいろいろ秋葉にはジャンクで転がってるので、暇があったら仕入れて特性を取ってみたいと思います。

　おっと、横道に逸れましたが、今回、２ＳＫ１３５０をいじってみて感じたのは、長く常用するなら、あまり「ぎちぎちの特性」で追い込む必要はないのじゃないかということです。確かにＶｄｄは１８０/２Ｖまでは楽勝で掛けられると思いますが、（ま、実験はこのあとしてみたいですが）、実機としてまとめるには７０Ｖ以下にした方が、怖く無くて（ぶっ壊れる心配が少ない）いいのではないかと思っています。

　この後、支那１３５０を鎮魂にするつもりで実験しようと思いますが、結果がよろしかったら報告したいと思います。とは言っても、実機としてまとめるには、先のＶｄｄ＝６０Ｖ　Ｉｄｑ＝０．７３Ａ（合計）　ＩＭＤ３＝３９ｄＢの点が余裕たっぷりでいいのじゃないかなぁ・・・と思い始めてはいます。