Зачастую, при сборке гитарного усилителя, не хватает одного триода для выходного повторителя, нагруженного на темброблок. Возникает мысль использовать для этого высоковольтный мосфет. Казалось бы, какие могут быть подводные камни в повторителе?
В данном случае не все так просто. Сначала рассмотрим работу катодного повторителя, нагруженного на темброблок.

Катодный повторитель

RE и CE – эквивалентные сопротивление и емкость темброблока.
Осциллограммы на выходе, при последовательном увеличении размаха напряжения на входе катодного повторителя (далее для краткости КП).
Синим цветом показан сигнал на входе повторителя (Анод V1.A), голубым – напряжение на R3. Это не результаты симуляции, а реальные измерения (Просто снято цифровым осциллографом).





Можно заметить два момента. Первый – на верхушке верхней полуволны начинается скругление, переходящее в наклонный скос, обусловленный тем, что КП переходит в режим ограничения сеточным током, превращаясь практически в диод.
Второй – необычный скос нижней полуволны, не похожий на ламповое ограничение.
Он обусловлен тем, что на верхней полуволне конденсаторы темброблока заряжаются до напряжения, соизмеримого с напряжением питания каскада. При движении сигнала вниз наступает момент, когда напряжение на катоде сравняется с напряжением, накопленным на CE поделенным в пропорции R3/ RE. В этой точке происходит фиксация напряжения на катоде, а так как сетка продолжает идти вниз вслед за сигналом, КП переходит в режим отсечки и фактически выключается из работы. Нижний скос – ни что иное, как разряд CE через R3-RE.
Теперь рассмотрим истоковый повторитель (далее для краткости ИП).

Истоковый повторитель

Стандартное включение, SW1 – замкнут, SW2 – разомкнут, PT1 = 0 Ом





Никакого ограничения сеточным током на верхней полуволне, естественно, нет.
На нижней полуволне наблюдаем следующую картину: сначала наступает отсечка тока, а затем сигнал начинает идти вниз, вслед за входным сигналом. Это работа защитного стабилитрона затвор-исток, хотя в даташите про него ничего не написано! Хотя если бы его не было, затвор бы пробило, так как максимальное напряжение затвор-исток для большинства мосфетов +- 20-25В, а разница напряжений может достигать 100В обратного напряжения.

Эмуляция сеточного тока КП, SW1 – замкнут, SW2 – замкнут.
Подстройкой PT1 добиваемся того, чтобы на верхушках сигнала D2 открывался, предотвращая дальнейшее нарастание напряжения затвор-исток, чем собственно и достигается эмуляция сеточного тока КП.





Эмуляция сеточного тока и отсечки КП, SW1 – разомкнут, SW2 – замкнут.
R2 служит для уменьшения проникновения сигнала через защитный стабилитрон на выход. D1 служит для сохранения возможности эмуляции сеточного тока КП.





После обсуждения с Михаилом Семеновым (OldMike), родилась еще одна схема.

Другая схема истокового повторителя

Сначала D3 не было, и получилось следующее:






На последней осциллограмме хорошо виден зубец, который образуется за счет дифференцирования сигнала на емкости диода D1. После добавления D3 зубец пропал.





Стабилитрон затвор-исток также защищает затвор от пробоя при больших обратных напряжениях, фиксируя обратное напряжение на уровне 0,6В.

Вот, собственно, и все, что хотелось сказать на эту тему. Статья не претендует на истину в последней инстанции. Просто хотелось акцентировать внимание на некоторых моментах, из за которых повторитель на мосфетах (без дополнительных ухищрений) звучит заметно по-другому, чем ламповый.

Обсудить в форуме