ブートストラップを掛カけたドライブ段ダンの設計セッケイ例レイ

出力シュツリョク段ダン設計セッケイ例レイのシートより、三極サンキョク管カンの例レイではドライブに必要ヒツヨウな電圧デンアツは６０Ｖｒｍｓ（グリッド−アース間カン）であることが分ワかりました。　６０Ｖｒｍｓ＝１６９．７Ｖｐ−ｐですので、

ｒｐの低い球を選べば２５０Ｖの電源デンゲン電圧デンアツでも何とかドライブできるかもしれませんが、余裕ヨユウは無ナさそうです。　電源デンゲンクリップ寸前スンゼンで何ナンとかドライブできたとしても、ドライブ段ダン

での歪率は相当高くなりますから、出来デキればもっと余裕ヨユウを持モってドライブしたいものです。　今回コンカイは出力シュツリョク段ダンにｇｍの高タカい球タマを使ツカいますのでドライブ電圧デンアツが低ヒクくて済スみますが、

ｇｍの低い球だとドライブ電圧デンアツはもっと大オオきくなりますので、出力シュツリョク段ダンと共通キョウツウの電源デンゲンでは振幅シンプクが足タらずにドライブ出来デキないという事態ジタイが充分ジュウブンに考カンガえられます。　ドライブ段ダン用ヨウに

出力段よりも高い電源電圧デンアツを別途用意ヨウイする手テもありますが、電源デンゲン回路カイロが複雑フクザツになりますので、今回コンカイのように小出力ショウシュツリョクアンプの場合バアイはできるだけ簡単カンタンに済スませたいものです。

そこで、本家ホンケマッキントッシュのアンプにも使ツカわれて

いるブートストラップという技法ギホウを使ツカって、ドライブ

電圧デンアツを出来デキるだけ大オオきく稼カセぐことを検討ケントウします。

ここでのブートストラップというのは、右ミギの回路図カイロズの

ように、通常は電源に接続するドライブ段ダンの負荷フカ

抵抗テイコウを、電源デンゲンではなく同ドウ相ソウ信号シンゴウを出力シュツリョクする出力シュツリョク段ダンの

プレートに接続セツゾクする方法ホウホウです。　これだとドライブ段ダンの

電源デンゲン電圧デンアツは、出力シュツリョク段ダンの利得リトク分ブンだけ高タカい電圧デンアツとなり、

しかもそれは出力シュツリョクトランスによって昇圧ショウアツすることが

できるので実際ジッサイの電源デンゲン電圧デンアツよりも高タカい電圧デンアツを利用リヨウ

することが可能カノウになります。

理由リユウは後述コウジュツしますが、ブートストラップを掛カける場合バアイは

ドライブ段ダンには三極サンキョク管カンを利用リヨウします。　三極管で

大きなドライブ電圧が欲しい時は、ブートストラップの

有無に関わらずできるだけｒｐの低ヒクい球タマを選エラびます。

ここでは入手の容易ヨウイな１２ＡＵ７を使ツカいます。

ブートストラップを掛カけると、ドライブ段ダンの実質的ジッシツテキな

負荷フカ抵抗テイコウは、実ジツ抵抗テイコウ値アタイの数倍スウバイ以上イジョウになります。

その計算ケイサン方法ホウホウは、下シタのページの一番下の式(34)に

あるように、

http://ayumi.cava.jp/audio/higpk/node2.html

Ｒｐ’＝ Ｒｐ／（１−Ａ２）

＝１０ｋΩ／（１−０．８８４）

＝８６．２ｋΩ

となります。

ここで、Ａ２は出力段のグリッドからカソード（あるいは

交流負荷はこの値と出力段のグリッド抵抗の並列

プレート、つまり、ブートストラップしている点）までの

合成値となり、グリッド抵抗テイコウを４７０kΩとすると、

利得です。

７２．８ｋΩとなります。 一見して１２ＡＵ７に１０ｋΩの

負荷抵抗は低すぎると思われたかもしれませんが、

実質的には７倍以上になりますので問題はありません。

ただし、この倍率は出力段の利得に依存しますので、

出力管がｇｍの低い三極管の場合はもっと低い倍率に

なります。

左図サズはドライブ段ダンのロードラインです。　まず、バイアス

電圧（約ヤク−１１Ｖ）を考慮コウリョして（２３９Ｖ、０ｍＡ）の点テンから

１０ｋΩの直流チョクリュウロードラインを引ヒきます。

次ツギになるべく振幅シンプクが大オオきく取トれそうなところに動作点ドウサテンを

決キめます。　ここでは２０９Ｖ、３ｍＡに設定セッテイしました。

共通キョウツウカソード抵抗テイコウは、１１Ｖ／６ｍＡ≒１８３３Ωとなり、

直近チョッキンの１．８ｋΩを選エラびます。

次ツギに動作点ドウサテンを通トオる７２．８ｋΩの交流コウリュウロードラインを引ヒき

ます。 交流コウリュウロードラインがＶｇ＝０Ｖの特性トクセイ曲線キョクセンと交差コウサ

する電圧が約５３Ｖ、プレート電流デンリュウがゼロとなる電圧デンアツが

約４２７Ｖですから、得られる最大サイダイ振幅シンプクは、４２７Ｖ−５３Ｖ

＝３７４Ｖｐ−ｐ ＝１３２Ｖｒｍｓとなり、必要ヒツヨウなドライブ電圧デンアツ、

６０Ｖｒｍｓは余裕でクリアできます。

このように、今回コンカイの回路カイロではブートストラップを掛カける

ことで４２７Ｖの電源デンゲン電圧デンアツを与アタえた場合バアイと同等ドウトウの最大サイダイ

振幅を得ることができたことになります。　大オオきなドライブ

電圧が必要なＣＳＰＰアンプにとってブートストラップは

非常に有効な技法であることがお判ワカりいただけたと

思います。

しかし、出力シュツリョク段ダンに三極サンキョク管カンを使ツカった場合バアイは、ブートストラップを

掛カけても充分ジュウブンなドライブが出来デキないことが有アり得エますので

球タマの選択センタクには注意チュウイが必要ヒツヨウです。　出力シュツリョク管カンにはμが大オオきい

球タマを選エラび、かつドライブ管カンはｒｐの低ヒクい球タマを選エラぶという組合クミアワせが

成功への鍵となります。

さて、ブートストラップは確タシかに有効ユウコウな技法ギホウではありますが、良ヨい事コト尽ヅくめというわけではなく、気キをつけなければならないことがあります。

出力シュツリョク段ダンからドライブ段ダンへ同ドウ相ソウ信号シンゴウを戻モドすわけですから、これは正セイ帰還キカン（ＰＦＢ）となり、利得リトクが増フえて出力シュツリョクインピーダンスが上昇ジョウショウします。　利得リトクが増フえるのは悪ワルいことではありま

せんが、この利得リトクの増大ゾウダイは出力シュツリョク段ダンのカソード帰還キカン効果コウカを減ゲンじることで生ショウじるものですから、単タンなる副産物フクサンブツであって本来ホンライの目的モクテキではありません。 むしろＣＳＰＰの特徴のひとつ

である低い出力インピーダンスが損なわれてしまうことは問題モンダイですから、ＰＦＢ量はできるだけ少ない方が良いわけです。　ブートストラップの目的モクテキは利得リトクの増大ゾウダイではなく、

ドライブ段の最大出力シュツリョク（振幅シンプク）を拡大カクダイさせることです。 今回検討した回路ではドライブ段の負荷抵抗テイコウはブートストラップによって１０ｋΩ→８６．２ｋΩに上昇しました。もし、ドライブ

段に多極管を用いたとすると利得が大きく上昇し、相応ソウオウに出力インピーダンスの増大の度合いが高くなるため、ＣＳＰＰの恩恵オンケイを大オオきく損ソコなってしまいます。 一方、三極管で

ドライブした場合は、実質ジッシツ負荷フカ抵抗テイコウがいくら上昇ジョウショウしても、球固有のμ以上に利得が増フえることはありませんので、利得の上昇は２〜３ｄＢ程度テイドに留まり、出力インピーダンスの

上昇も大オオきくありませんから、与える影響を小さく抑えることができます。 また、多極管のドライブ段にブートストラップを掛けた場合は、実質負荷抵抗が上昇することから負荷

抵抗による出力インピーダンスの低下が期待できないため、高域特性が悪くなってしまいます。　これらが、ブートストラップを掛ける場合のドライブ段に三極管を使ツカう理由リユウです。

（注：　　ブートストラップを掛けた時の実質負荷抵抗の求め方については、2008年12月19日(金)14時53分26秒にAyumiさんが「ものつくりの掲示板」に書き込まれた説明文を

引用させていただきました。）