Транзистор – усилитель. Ч.18. Параллельный выходной каскад

Известно, что качество звучания УЗЧ определяется не только его параметрами. Мы слышим звук. Колебания электрического тока на выходе УМ преобразуются в звуковые колебания динамиками. В обычном динамике звуковая катушка находится в магнитном поле довольно мощного постоянного магнита, значит она имеет определённое реактивное (индуктивное) сопротивление, которое зависит от частоты переменного тока. Но один динамик редко подключается к выходу УЗЧ. Чаще – акустическая сисема (АС), в которой установлены несколько динамиков + разделительные фильтры. Сопротивление АС тем более является далеко не активным, и то, что указано в паспорте (или на шильдике) является, строго говоря, модулем полного комплексного сопротивления Z. Обычно величина этого сопротивления составляет 4 или 8 Ом. См., например, - - - > паспорт S-30 (10АС-222)

Однако, верно это для частоты 1 кГц. В диапазоне же рабочих частот Z изменяется в несколько раз и может уменьшаться до 1…2 Ом и даже меньше! Иначе говоря, для непериодических импульсных сигналов с широким спектром, к которым относится музыкальный сигнал, АС представляет для усилителя низкоомную нагрузку.

Значит, на качество звучания усилителя влияет его способность работать на низкоомную нагрузку, т.е. отдавать в нагрузку максимальный ток сигнала без искажений. Поэтому на выходе применяется усилитель мощности. Подразумевается, что он усиливает именно силу тока. Коэффициент усиления по напряжению для УМ равен 1.

В связи с этим наиболее эффективным способом улучшения качественных показателей выходного каскада при работе на реальную комплексную нагрузку является увеличение количества транзисторов в плечах двухтактного усилителя.

Думаю, что уже в начале 70-х конструкторы вполне понимали это. Но почему не ставили в параллель хотя бы по паре мощных транзисторов – непонятно. Вель в ламповых УМ такая идея давно получила практическое воплощение!
Смотрим, например, тот же «Высококачественный усилитель НЧ» («РАДИО», №6, 1972 г., с.52, инж. С. Бать, инж. В. Середа):

КТ801 на "раскачке" КТ802, а вместе они представляют, грубо говоря, пару Дарлингтона.

Я обнаружил в «РАДИО», №6, 1974 г., с.60, «За рубежом: Усилители мощности с защитой от короткого замыкания»:

Здесь показано возможное применение совершенно одинаковых пар 2 х 2N4347Y + 2 х 2N4347Y, причём выходные транзисторы включены ПАРАЛЛЕЛЬНО!.

Тем не менее, отечественные конструкторы продолжают всеми силами поддерживать и развивать схемотехническое решение Батя и Середы: "транзистор средней мощности + транзистор большой мощности" в каждом плече УМЗЧ.

«Высококачественный усилитель мощности» («РАДИО», №6, 1978 г., с.45, В. Шушурин)

«Звковоспроизводящий комплексе с отрицательным выходным сопротивлением» («РАДИО», №8, 1979 г., с.31, О. Салтыков, А. Сырицо):

и так далее.

Список можно продолжить. Однако, во всех отечественных УМЗЧ в каждом плече используется пара «транзистор средней мощности + транзистор большой мощности»: КТ801+КТ802, КТ801+КТ805, КТ807+КТ802, КТ907+КТ805…

В «Моделисте-конструкторе», №6, 1974 г., с.39, «Усилитель на эстраде» на "чистом" Ge:

Здесь применены пары П213 + П217. Правда, этот УНЧ без ДК. Но сути это не меняет.

Я не нашёл ни одной отечественной схемы, аналогичной приведённой выше из «РАДИО», №6, 1974 г., с.60. В чём было дело? Отечественная промышленность не выпускала подходящие для этой цели транзисторы? Что-то не верится. А вот импортная элементная база в те годы была совершенно недоступна.

Но я несколько отклонился от темы.

Параллельное включение выходных транзисторов позволяет не только повысить надежность усилителя, так как расширяется область безопасной работы каждого транзистора, но, самое главное, снизить искажения за счет перераспределения коллекторных токов между транзисторами. В этом случае сужается диапазон изменения тока коллектора и, соответственно, коэффициента усиления, что приводит к уменьшению искажений на низкоомной нагрузке. При соблюдении определенных требований к источнику питания, разумеется.

Но время параллельных выходных каскадов в отечественной схемотехнике, видимо, ещё не настало. Оставалось совсем немного...

©SEkorp 14_октябрь_2020

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 или на РАДИОзвук