MOSFET в Усилителе мощности
Радикальным способом, позволяющим коренным образом улучшить звучание усилителя, является замена биполярных транзисторов в выходном каскаде на полевые с изолированным затвором (MOSFET).
По сравнению с биполярными MOSFET выгодно отличаются лучшей линейностью проходных характеристик и существенно более высоким быстродействием, т.е. лучшими частотными свойствами. Эти особенности полевых транзисторов в случае их применения позволяют относительно простыми средствами доводить параметры и качество звучания модернизируемого усилителя до самого высокого уровня, что неоднократно подтверждено на практике. Улучшению линейности выходного каскада способствует и такая особенность полевых транзисторов, как высокое входное сопротивление, что позволяет обойтись без предоконечного каскада, выполняемого обычно по схеме Дарлингтона, и дополнительно снизить искажения, сократив путь сигнала.
Отсутствие явления вторичного теплового пробоя у полевых транзисторов расширяет область безопасной работы выходного каскада и тем самым позволяет повысить надежность работы усилителя в целом, а также в некоторых случаях упростить цепи температурной стабилизации тока покоя.
К сожалению, установка полевых транзисторов вместо биполярных требует некоторой модернизации цепей начального смещения транзисторов выходного каскада. Это необходимо из-за существенно большей величины отпирающего напряжения на затворе полевого транзистора (около 3-3.5 вольт) по сравнению с отпирающим напряжением на базе биполярного транзистора.
Требуется также коррекция тока покоя предвыходного каскада, который должен иметь достаточную величину для быстрой перезарядки больших входных емкостей MOSFET, существенно больших, чем у биполярных транзисторов. Величина тока 10 мA обычно достаточна для практических целей. В некоторых случаях при увеличении тока покоя потребуется установка дополнительных радиаторов на транзисторы предвыходного каскада. Кроме того, необходимо установить антипаразитные резисторы сопротивлением 10…47 Ом (иногда до 300 ом) в цепи затворов каждого полевого транзистора. Без этих резисторов усилитель может самовозбуждается.
В качестве транзисторов выходного каскада можно рекомендовать комплементарные пары IRFP240, IRFP9240 и 2SK1530, 2SJ201 в корпусах ТО-247 фирмы Toshiba. Неплохие результаты у меня получились при использовании IRF540 и IRF9540.
И последнее. Для повышения надежности усилителя не лишним будет установка защитных стабилитронов VD1, VD2 с напряжением стабилизации 10…15 В в цепи затворов транзисторов. Эти стабилитроны будут защищать от пробоя затвор, величина обратного пробивного напряжения которого обычно не превышает 20 В. Но на звуке это может отразится не лучшим образом, так, что ставить или не ставить решать вам. Мой усилитель без особых проблем работает и без них.
