ＬＤＭＯＳ第三弾のレポートです。

　結論を最初に書くと、手に入れたハイパワー素子のＢＬＦ１８８ＸＲは

「ＫＷを狙うには非常に優れた素子だが、中途半端な２００Ｗレベルでは劣等生」ということになるでしょうか？ま、勢い込んで検討に突っ込んだのですが、「私の使用用途では」ちょっと厳しいということになります。なんだか、最初から調子悪いっすね（笑）。

　いままでの感覚として、パワーの大きな石を「軽く」使えば、リニアリティが良く、発熱余裕、電流余裕もこれありで、絶対に壊れるようなことが無いだろうと思っていました。普通はそう思いますよね。それが、今回は思惑が外れたかもしれません。

　実は、ＢＬＦ１８８ＸＲというネット上ではデファクトスタンダードのＬＤＭＯＳをＥＵの有るサイトから、国内よりもかなりお安く仕入れて、悦に入っていました。これで、ゲインのでかい小ぶり（でも２００Ｗですが）なリニアが出来るぞとほくそ笑んでいたのです。

BLF188XR

　で、肝心のブツです。最新のＡＭＰＬＥＯＮの純正品で、さすがに安く出回ってる支那のコピー品ではありません。今回は最初に書いたような話なので、あまり素子の薀蓄は書かずに先を急ぐことにします。必要であれば、規格表をじっくりと読み込んでください。とはいってもこの規格表はけっこう不親切です（笑）。

　一気に回路図と行きましょう。この界隈では、デファクトになっているような回路があります。これがよさそうだったので、構成についてはかなり参考にさせていただきました。

回路図

　入力回路はオリジナルが４対１のコンベンショナルトランスだったので、それに近い形で構成してみました。出力回路はなんとも秀逸に見えたので、オリジナル回路をベースに少し考えていきましょう。

　この出力回路を睨むと、１：４の電流供給用バイファイラ―トランス（Ｔ２）にの出力を１：４の伝送線路トランスの両端の信号をＴ３、Ｔ４で昇圧し、その平衡信号をソータバランＴ５でアンバランス化するように見えます。この形だと、出力の５０Ωに対しては５０/１６＝３．１２５Ωが一次側（プッシュプル間）に変換されているように見えます。トータルで伝送線路トランスにおける１：１６のトランスを形成しているように見えて、非常に考えられた回路ではないかと、思わずうなってしまいました。規格表によると、出力インピーダンスは

２．７４＋ｊ０．５７Ω　　（＠１０８ＭＨｚ）

　となっているようですから、イメージ成分をキャパシタでキャンセルすればほぼぴったりという感じになりそうですね。

　さて、これに用いる放熱器ですが、以前にＭＲＦ１５０の２００Ｗアンプに用いたときの大きな放熱器があまっていましたから、どうせ、ＫＷは狙わないのだから、こんなもので十分だろうとタカをくくってこれを採用してしまいました（あとでこれも臍を噛みましたが：笑）。

基板と放熱器の様子

　相変わらず、手動のパターンカット工法ですが、今回、上記写真に示すように、ガラエポの基板にパターンをカットするのではなく、特に出力回路は、大きなランド板（トランスコア、キャパシタの固定用）を用意して、これをガラエポのメイン基板に固定するようにしました。これは、ガラエポ基板の上面のアース面積を確実に確保したかったからです。両面のガラエポ基板でスルーホールが使えるなら、基板下面をアース面に出来ますが、スルーホールが作れない、カッターを駆使した工法による基板ですから、こんな形を取ってみました。これだと十分なアース面積が基板上面に構成することが出来ます。

トランスとFETを置いてみた

　トランスとＦＥＴをとりあえず並べて仮配線して、様子を見てみました。ＦＥＴとトランス（Ｔ３，４）の間にバイファイラのＩｄ供給用チョーク（１：４）トランスが入ります。念のために、出力の５０Ω側からリターンロスを測ってみましたが、５０ＭＨｚ程度までも−１８ｄＢくらいは取れているので、なんとか５０ＭＨｚまでは使えるものと思います。

FETを除いて実装完了

　上図はＦＥＴを除いて実装してみたものです。ＦＥＴ（のソース）は今までと同じように銅箔を介してアルミの放熱器につなげています。今にして思えば、ＦＥＴは軽く使うからこんなもんで良いだろうとタカをくくった第二弾がこれです。しかし、これがあとで考えると致命的になっています。ただ、このあたりを配線しているときはまだ、ルンルンで早くパワーを出したいなぁなんて浮かれていました（笑）。

ついにFETを実装

　さて、ＦＥＴも搭載して、一応の完成形にはなりました。

入力リターンロス

　まずは、入力のリターンロスを取ってみたのが上図です。スケールが５ｄＢなので７ＭＨｚで１３ｄＢくらいしか取れていないのが気になりますが、なにか問題があれば、＃６１材の実績のあるトランスに換装する用意はあります。

　では火入れをしてみましょう。いままで使っていた６０Ｖ５Ａのアナログレギュレータに替えて、２４Ｖ（から２５Ｖに調整）の１０ＡのＳＷ電源を２台シリーズにして使っています。

電源の様子

実際には２個を使って２５Vに調整したうえでシリーズ接続

　このＳＷレギュレータオークションで落札したものですが、２５０Ｗクラスの「国産」ＳＷ電源が、＠１０００円で３個入手できました。写真では、色の具合から、古そうにみえますが、実際には「やれ感」も少なく良い感じです。ＣＯＳＥＬの製品なので、ま、信頼度はそこそこあると思います。過電流保護回路付です。容量は二個シリーズで５０Ｖ１０Ａの５００Wまで対応できますので、２００ＷＰＥＰの機器には十分だろうと考えていました。なお、１０Ａで保護回路が働くのは好適です。電流の流れすぎからＦＥＴを守ることができますから。もっとも、このＦＥＴ、ＫＷ時には３０Ａ以上！も流れるので、１０Ａやそこらでは、全く安全ではないでしょうか？

　さて、結果ですが、まず７ＭＨｚのＰＥＰ２００Ｗの写真が以下の通りです。

PEP=200Wの２トーン波形

　あっさりと出力されました。Ｉｄｑ＝０．１Ａ×２　Ｉｄ＝９．５Ａ　です。ついでにＩＭＤは

IMDの波形

　-３０ｄＢちょっとです。あまりいい特性ではないですね。ＰＥＰ２００Ｗなんてこの石からしたらＱＲＰなのですから、想定では−７０ｄＢくらいで、プリディストーションなんか動かさなくてもいいかも・・・なんて領域だと思っていたのですが、当てが外れました。

周波数特性

　これはＦ特性です。この図の条件はＩｄｑ＝０．０５Ａ×２の状態でこれを０．１Ａ×２以上にすると、利得が２６〜８ｄＢ、−３ｄＢ帯域が６３ＭＨｚまで伸びています。ここはアイドルカレントの影響を大きく受けます。でも、高利得で発振しないですから、これは極めて扱いやすい素子であることは明らかです。

スプリアス特性

　これは実効出力１００ＷのＣＷの場合のスプリアスです。３段の定Ｋ型ＬＰＦを介しています。基本波近傍のスプリアスがＳＳＧ由来であることは確認しました。第二高調波が−６０ｄＢですから、もう少し余裕を持たせたいならば、４段のＬＰＦにすればいいのではと思っています。ＣＷではなく２-トーンで測るとすると、４段は必須になると思います。

　はい、これで基本的なところは書いたのですが、ここまでの記述で気になるくだりはありませんか？さらっと書いてしまいましたが、ＰＥＰ２００Ｗ時の電流が９．５Ａってのは正常なのでしょうか？ここに気が付いた方は流石です。

　ＤＣ入力が４７５Ｗで実効出力が１００Ｗ（５０Ｗ×２）ですから、効率はなんと

　　　　　２１％

　です。普通の感覚ではこれは無いでしょう！異常な動作なのでしょうか？あるいは、前回と同じように整合回路のミスマッチで電流が流れすぎているのでしょうか？損失に着目すると、これは３７５Ｗにも及ぶことを意味します。その時のＩＭＤは３２ｄＢくらいです。意外と良くないですねぇ（これについては別途記述）。当初目論見ではこんな「低い」出力電力では、歪なんてほとんど出ないはずなのに（笑）。

　しかし、電流が流れすぎる（？）のは何か変だ・・・と思って規格表をつらつらと眺めていると衝撃の事実が書いてありました。

BLF188XRの出力対効率特性

　アンプレオンの規格表には、こんな図が書いてあります。出力電力がＱＲＰと考えられる１００〜２００Ｗだと、なんと、効率は２０％以下になっちまうよと「正式に」書いてあるじゃないですか！！！見落としていました。なんだか笑い話にもなりませんねぇ。パワーが出るに従って効率が改善していくようです。この規格表の効率の表示が正しいならば、下図のように、出力電力が小さくてもＫＷだろうと損失電力は大きく変化しないという不思議な関係になります。小電力素子だと、最大パワーから１０ｄＢも小さくなった時の効率なんて、いくら小さくなろうが気にもする必要が無いですよね。そういう感覚をもっていて、ＫＷ素子の、小電力時（１００〜２００Ｗ）の損失電力を甘く見ていましたが、今回のようにとんでもないということになることもあるわけですね。

BLF188XRの出力対損失特性

　出力が上昇するにつれて、効率が良くなっていくので、なんと損失量そのものはあまり変化しないという、びっくりする結果になります。そうは言っても規格表に「こうなるよ」と書いてあるので、仕方がありません。事実なのでしょう。

　しかしながら４００Ｗとか５００Ｗとかの損失を処理するには、ＷＥＢにあるＫＷアンプのように、銅の厚板にＢＬＦ１８８を半田づけして、さらに巨大なヒートシンクでどでかいファンを回さなければだめでしょう。今回用いたような「ヤワ」なヒートシンクではまったく追いつかないのではないかということになります。

　事実、２００ＷＰＥＰで５〜６秒も動かしてると、セラパッケージの表面温度は８０度に達してしまいます。このまま継続動作させてると、過熱でＦＥＴが吹っ飛んでしまいそうです。なので、怖くてこの大きさのヒートシンクでは実験を続ける気が起きなくなりました。今回は、初期検討を十分にしないまま素子を調達してしまったのが敗因のようです。という、誠に締まりのない結果ですが、もしかして、気が変わって、ヒートシンクを交換してＫＷの実験でもやるようなことが起きるかもしれません。冷却関係以外の部品はオリジナルと同じなので、要は、やる気になるかだけの話です（相当にバリアーが高いが）。その時まで一旦お蔵入りにしたいと思います。

　今回は、余裕のある石を軽く使って、リニアリティ良く、オペレーションミス（負荷解放とか）による破壊耐力の向上、低温度上昇によるＦＥＴ寿命を延ばす・・・・なんて当初の目論みが全く外れてしまいました。リニアリティに関しても、電源を３５０Ｗ×２のものに強化して、ＰＥＰ３００Ｗを出してみましたが、やっぱりＩＭ３＝３２ｄＢくらいです。このまま、最大パワーまであまりＩＭＤは変化し「なさそうな」不思議な特性です。

　このように、ＬＤＭＯＳをいろいろ弄ってきましたが、小信号のヤツは別として、ミドルレンジ以上のものは、使うためにはけっこう制限があるというか、素人が手を出したらケガをするブツであることが良くわかりました。もっとも、私の使い方が供給側の想定を大きく外している可能性もあると思いますので、そのあたりは何とも言えませんが。しかし、一連の経験を通じていろいろ勉強させてもらったので、あまり悔いはありません（って負け惜しみだと言ってるでしょう！　ま、そのキライも無くはないですが：苦笑）。