FUZZの安定度改善                    
 
1.ゲルマニウムトランジスタ  
 ゲルマニウムトランジスタは、温度安定性がよくなかったため早い段階でシリコントランジスタに置き換わってしまいました。しかし音,音楽の世界ではこのトランジスタでしか出すことのできない音というものが存在し未だにマニアに使われているようです。 今回、私はゲルマを使ってもう少し安定に動作させる回路を作る事に挑戦しようと思いこのページを立ち上げました。
   
2SB324の特性
   左のグラフはトランジスタの特性の中で特に回路の安定性に影響のあるものを2SB324を参考に掲載します。
このトランジスタは、中出力電力増幅用として作られたものでプッシュプルで2Wのアンプを作ることができるものです。
常温でVf(Vbe)が約0.1~0.2Vあり左上のグラフのような温度特性を持ちます。これはシリコントランジスタに比べて大きな変化をもちます。
 左下のグラフは、Icboの温度特性を表しています。このグラフの傾きは、一般的なリーク電流特性をしめしており、10℃変わるごとに2倍の電流変化をしています。 またIcboの値はシリコンに比べ桁違いに大きな数値となっています。 このトランジスタは10μAですが中には100~200μA(max値)もの大きなものもあります。
 部品のゲルマニュウムトランジスタで測定したIceoやIcesとの関係は、

 Ices=リークIce+リークIcb
 Iceo=リークIce+リークIcb×Hfe
 Icbo=リークIcb


正確な式ではないかもしれませんがほぼこのような関係になります。静電気に弱いのでベース・エミッタをショートしてIcesを測定すれば素性がわかります。
 このようなトランジスタをFUZZの回路に使用すると値によっては動作しないものや温度が低い時や高いときに動作しなくなるものがでてきます。 そのためトランジスタの選別を行う必要があります。
 
2.回路動作  
 Tr1のベースにつながる100kの抵抗には、IcboとIbの合成電流が流れます。またコレクタ電流は、負荷抵抗の33kに流れる電流とTr2のIcboの合わせた電流になります。
したがって、100kに流れる電流は、

 Ibr=(Ib×hfe1+Icbo2)/hfe1-Icbo1
 *Ibrは、100kに流れる電流です。


となります。
本来、Icboが無視できるシリコントランジスタの場合は100kに流れる電流はトランジスタのベースに向かって流れる方向で、2段目のエミッタの電位は初段のベース電圧より高くなります。
これに対し、ゲルマニウムトランジスタはベース電流よりIcbo1の方が大きくなりますので2段目のエミッタ電位が低くなってしまいます。その結果2段目のエミッタ電流は少なくなってしまいます。
初段のIcboが大きいものを使用すると初段は飽和状態になり、2段目はカットオフ状態になってしまい動作しなくなってしまいます。
上の式からわかることは、初段にはできるだけIcboの少ない物でhfeのそれほど高くないものを使用し、2段目は比較的大きなIcboのもので1段目よりhfeの高いものを使用するのがベストということになります。
   
3.対策回路  
 これまでの問題を最小限の部品で対策したのが下の回路図になります。電源を±電源にしています。
006Pを2個使用するか反転電源を作る回路を採用するかはお任せします。出力段に流す電流をFETによる定電流回路で固定します。定電流の上にある1kの抵抗で出力段のエミッタ電圧を上に上げてやります。
これにより初段のコレクタエミッタ間が飽和するのを防いでいます。
 使用するトランジスタは初期の海外製を使用するのも自由ですが、私は東芝の2SB40か49を使用する予定で製作を始めました。
東芝のここら辺のゲルマニウムトランジスタは、リーク電流が少なく使用に適しているという判断からです。音に関しては実機確認をするしか方法がありません。
4.使用部品  
  ゲルマニウムトランジスタ
   
 ●2SA49
    ラジオのIF用のトランジスタで耐圧は-18VしかありませんがIcboが10μAとゲルマの中では少ないタイプです。
Hfeの100前後あります。
 
 
2SB40
   SW用トランジスタで耐圧は40Vあります。2SA49同様に
Icboが10μAと少ないタイプです。
   
   
   
   

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