La progettazione dei circuiti alta fedeltà a transistor

La progettazione dei circuiti alta fedeltà a transistor
Autori: Stefano Bevacqua e Luciano Macrì
Introduzione.
Parte prima. – I transistor nei circuiti audio.
Capitolo 1. Il transistor. Transistori di tipo NPN e PNP al germanio e al silicio. Comportamento
elettrico; caratteristiche di un tipico transistore, confronto delle caratteristiche di un
semiconduttore con quelle di un triodo. La retta di carico. I parametri caratteristici di un
transistore. Il transistore ad effetto di campo fet , Jfet, loro modalità di funzionamento. Il
transistore ad effetto di campo mosfet.
Capitolo 2. I circuiti elementari. Le tre configurazioni tipiche del transistore: emettitore
comune, base comune, collettore comune. Descrizione del funzionamento ad emettitore
comune; pregi e difetti di questa configurazione. Il circuito cascole; descrizione del
funzionamento. Utilizzazione del generatore di corrente. La circuitazione darlington.
Capitolo 3. L’amplificatore differenziale; descrizione del suo funzionamento, pregi e difetti di
questo circuito. Utilizzazione del generatore di corrente.
Capitolo 4. Lo stadio finale. Utilizzazione di dispositivi in parallelo. Problematiche legate al
carico non puramente resistivo. La distorsione di incrocio. La problematiche dello stadio finale
legate alla temperatura. Le classi di lavoro: a, AB, B
Capitolo 5. La controreazione. La necessità di introdurre la controreazione negli amplificatori a
semiconduttori. Il problema della stabilità nelle circuitazioni a semiconduttori.
Capitolo 6. I circuiti a FET. Cenni storici. Le tre configurazioni tipiche: source comune, drain
comune, gate comune. I circuiti cascole a fet. Il circuito differenziale, il differenziale a fet con
cascole ibrido. I dispositivi di potenza a fet: i Vfet. Il circuito monomosfet a trasformatore di
uscita “Nemesis” di Hiraga utilizzante un solo 2SK135. Il circuito push pull a mosfet “Quadrige”
di Hiraga con trasformatore di uscita utilizzante due mosfet finali 2SK135 e due fet di ingresso
2SK30AGR.
Capitolo 7. I circuiti di alimentazione. Il caso degli alimentatori dei finali in classe A. Differenze
ed analogie con gli alimentatori degli amplificatori valvolari. Circuitazioni di alimentazione
classici.
Parte seconda.
Capitolo 8. Qualche considerazione generale. Analogie e differenze fra le circuitazioni possibili
con gli amplificatori valvolari e quelli a semiconduttori. Considerazioni teorico pratico sulla
problematica dell’utilizzazione di induttanze di filtro nei circuiti di alimentazione degli ampli a
semiconduttore. I pregi ed i difetti degli amplificatori a transistori rispetto a quelli a tubi
elettronici. Pregi: eliminazione del trasformatore di uscita, deciso miglioramento delle
prestazioni tecniche in particolare della banda passante, una impedenza di uscita più bassa,
maggior potenza di uscita. Difetti: difficile reperibilità della componentistica per amplificatori a
semiconduttori, caratteristiche dei transistori (dispersione del valore dei loro parametri),
problemi termici, elevata controreazione.
Capitolo 9. Circuiti fono e preamplificatori linea. I circuiti fono MC: il circuito a transistori
dell’americano Marshall Leach del 1978; il circuito a fet del giapponese Ochiai con fet ad
elevato guadagno; il circuito a fet del giapponese Shibazaki di estrema sofisticazione e con
regolatori di corrente; il circuito Ochiai migliorato; il circuito a fet Hiraga a transistori ,
alimentazione a batterie, di prestazioni eccezionali. Considerazioni sul circuito Hiraga. Il
circuito M.C. Hiraga “autografe” un classico da amatore. Lo stadio fono. Il circuito del
giapponese Kaneda modificato e migliorato utilizzante fet e transistori bipolari. Circuitazioni
alternative e classiche di preamplificatori fono a fet utilizzante circuiti di R.I.I.A. di tipo passiva
con relativo alimentatore.
Capitolo 10. Gli amplificatori finali. Le problematiche legate alla utilizzazione di transistori nello
stadio finale: la regolazione della polarizzazione, rispondenza delle caratteristiche effettive dei
componenti attivi ai dati di progetto, perfetta identità dei transistor, complementari o
accoppiati , utilizzati nei diversi stadi, sensibile differenza nelle caratteristiche fra transistori
npn e pnp, stabilità termica soprattutto negli amplificatori in classe A. Esempi di amplificatori
finali: da 15 watt o 30 watt in classe A con differenziali di ingresso a fet e due triplette di
transistori bipolari in uscita, amplificatore in classe A da 40 watt con bipolari di uscita e
differenziali di ingresso a fet, amplificatore da 50 watt in classe A con 8 bipolari in uscita e
differenziali a fet, amplificatore finale in classe A da 70 watt con 10 bipolari in uscita e
differenziali in ingresso. Il circuito di alimentazione stabilizzato per l’amplificatore da 30 watt.
Il circuito finale da 20 watt in classe A progettato da Hiraga
Parte terza
Schemario: una serie di schemi da definire.