ブートストラップの検討

FET-三極管のカスコードで、ブートストラップ有りのロードラインを作ってみた。


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まずはじめにブートストラップ有りの回路図を上に示す。17JZ8の五極部グリッド抵抗は470KΩとした。

(2011.9.6追記)
以下のロードラインについては算出方法が間違っているとの指摘を受けたので後日訂正する。
(追記ここまで)


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電流が少なくて作図しにくいので、Ep-Ip特性図をExcelに取り込んだグラフを作った。カスコードの負荷抵抗をエイヤで33KΩとした時のロードラインは黒の直線。ピンクは交流のロードラインで、17JZ8グリッド抵抗を並列にしたもので30.8KΩ。

ARITOさんからブートストラップ時の負荷抵抗を7倍と仮定する提案を頂いたので、交流ロードラインの抵抗を7倍したものが緑の線で216KΩ。

動作点より電圧の高い側のほうが長くて不釣合いだ。計算での最大振幅は360-27=333Vp-pと出たが、Eg=0Vより左には振れないので実質223Vp-pあたりだろうか。


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負荷抵抗をさらに減らして22KΩとしてみた。計算での最大振幅は349-30=319Vp-pと減少したが、こちらのほうがバランスが良い。実質280Vp-pくらいか。

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ブートストラップ無しの場合も実験で試そう、というわけで、無いアタマをひねって電源部の回路を考えている。初段は高く、出力段は低く、ということで電源トランスの180Vタップから両波倍電圧整流するのと両波整流するものを2回路組み合わせる案を考えた。

初段カスコードの電源電圧が高すぎると17JZ8三極部のEpmax=250Vを超えてしまうおそれがあるので、リプルフィルタの抵抗を増やして降圧させるつもりだ。

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この記事へのコメント

ARITO
2011年09月06日 21:40
ブートストラップを掛けて負荷抵抗は7倍になるのですから、33kオームは見掛け231kオームになります。231kに出力段のグリッド抵抗がパラで入りますので154.9オームが合成負荷抵抗となります。どうも計算の順番がおかしいようですよ。

ブートストラップを掛けて負荷抵抗は7倍になるということは7分の1の負荷抵抗で同等の結果ということになりますので、もっと負荷抵抗を小さくするなり、電流を絞るなりして無信号時のプレート電圧を高めに取るのが最大振幅を稼ぐコツです。
おんにょ
2011年09月06日 22:04
交流ロードラインにブートストラップがかかるのではなくて、ブートストラップがかかったロードラインを交流ロードラインに換算するのですか?納得行きません。
ARITO
2011年09月06日 22:23
納得いかないと言われても困りますね。
回路をよく見てください。ブートストラップされているのは初段の負荷抵抗だけです。出力段のグリッド抵抗は関与していません。
おんにょ
2011年09月06日 22:33
ブートストラップは交流動作ですから、グリッド抵抗が見えてこないとおかしいです。
ARITO
2011年09月06日 22:46
もう一度、「交流ロードラインの引き方」のページのAyumiさんの解説をお読みください。
おんにょ
2011年09月06日 22:55
現状ではそういうもんだと思ってブラックボックスで扱うしかないです。あのページは理解し難い。
ARITO
2011年09月06日 23:00
出力段のグリッド抵抗はグランドに落ちているだけですので、ブートストラップには関与しません。
ブートストラップされるのは初段の負荷抵抗だけなのです。
ARITO
2011年09月07日 07:51
それでは以下のような説明ではどうでしょうか?
 
交流的に考えると、普通の回路は初段のプレートには負荷抵抗と次段のグリッド抵抗が接続されており、それらの他端はそれぞれ電源とグランドに固定されていますので、単純に並列合成抵抗が交流負荷となります。
 
次に負荷抵抗を次段の同相側のプレートに接続すると、他端は初段と相似の信号で揺すられる事になりますので、初段から見ると負荷抵抗は数倍になったように見えます。これがブートストラップと呼ばれるものです。一方、次段のグリッド抵抗の他端はグランドに固定されたままですから、初段から見て何ら変化はありません。したがって、初段の交流負荷は、数倍になった負荷抵抗と、そのままのグリッド抵抗の並列合成抵抗になるわけです。
おんにょ
2011年09月07日 17:34
ARITOさん、飲み込みが悪くてすみません。次段のグリッド抵抗はブートストラップの有り無しに関わらず、初段の同じ交流負荷として見えている、と理解しました。違っていたらごめんなさい。
ARITO
2011年09月08日 08:18
納得していただけましたら、それで結構です。

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