打造一台MOSFET 單端A類10W擴大機 -- Pass Zen Amplifier

打造一台 MOSFET 單端A類10W擴大機 -- Pass Zen Amplifier

文/楊立邦
2007/10/12 15:03

單就是好！近來由於直熱式三級管300B旋風襲捲音響界，使得我突然頓悟這句話的真理。要是早個幾年，別說300B這種低功率、零件少的可憐的單端架構看不上眼，就連OTL的擴大機架構，更是嗤之以鼻，當時真正心儀的架構是全對稱雙差動且最好有恆流源、串疊、補償等，反正線路越複雜越好。而事實上，在我的DIY歷程中，也確實一直離不開這樣的架構。在一個偶然機會聽到 KLIMO 銘機後，改變了我的觀念，原來，簡單架構之小功率後級也可以發出扣人心旋的聲音，真是一棒敲醒夢中人，5W？！﹝一般 300B 輸出可達 8~9W，但是 KLIMO 設計成 5W﹞天啊！這種以往被我視為手提收音機的功率，竟然可以得到如此之氣勢，其中必有奧妙。難道，數十顆電晶體的後級線路，真的比不上兩三根管子的 300B 後級線路？到底是哪裏如此神奇？是 300B 真空管還是線路簡單的關係？其實，複雜或簡單，本身並沒有對或錯，雖然複雜的設計或許有較佳的穩定度與容忍度，但簡單的線路最大好處就是「直接」，減少不可預知的失真因素。就筆者對DIY音響的經驗覺得，電子電路的架構實際上對聲音品質影響比例並不高，反而在電源處理，材料選擇及裝配技巧上影響較大，就類似某些音響玩家所謂的「調音」重於頻換器材的道理是一樣的。

所以，好聲當然不單純是因為300B的關係，想要讓300B得到好聲，除了一台設計與製造工藝具佳的300B後級，加上器材上的搭配及合適的聆聽環境才是真正的重點。至少一對高質高效率的喇叭是不可少的。如果您認為自己具有玩得起300B的條件，也是個DIY迷，筆者推薦您不妨試試以下這個線路。

　

計畫開始

這不是真空管更不是300B，但它們倒是有幾分神似：單端A類；只不過它是以MOSFET作為放大原件而不是用真空管。如圖一，它還比300B更勝一籌，從輸入到輸出僅有一級放大，也就是說，這一顆Power MOSFET掌控了全機的放大工作，怎樣？夠簡單了吧！而且因為用了固態原件的關係，使得它的輸出可達10W，若您對線路有所了解，還可以修改成更高的輸出。更重要的是，這個線路是由大名鼎鼎的Nelson Pass所設計的，如果您對Pass的單端擴大機心儀已久，在這裡可以讓您嗅到一點味道

線路簡介

再看圖二，全機的主角是Q1 IRFP140的N Channel MOSFET, 如果您覺得IRFP140不容易買到，可以找耐壓至少50V, 耐流10A以上且功率125W以上的代用品。由於Q1是接成 Common Source 的增益放大，故為反相輸出，所以輸出端應該是喇叭的負端，而接地點才是正端，這點請注意。另外有一顆P Channel MOSFET -- Q2 IRFP9240, 它的規格大致與Q1同，是和Q1配對的P Channel MOSFET，但是千萬別誤會它們是在做推挽放大，在這裡Q2只是Q1的洩極負載，就像真空管以輸出變壓器作為屏極負載一般，只是MOSFET擁有更低的輸出阻抗，它不須要輸出變壓器做阻抗匹配，就可以直接驅動喇叭，省了輸出變壓器，更符合簡單就是好的原則。Q2與Q3構成一個2A的恆流源，提供Q1及喇叭的電流，Q2的阻抗會隨著Q1 ON-OFF而變化故亦稱為動態負載，它比固定式電阻負載更有效率。

由於本機以A類方式動作，要注意的是散熱問題，雖然只有10W輸出，靜態消耗每聲道卻有70W，可想而知，散熱片一定要夠大，否則MOSFET所產生的熱量是非常驚人的。在這個線路上可發現它的電源是單組34V供電，所以線路架構是以OTL方式輸出，如圖二之C3，C4之2200uF就是隔絕直流的輸出電容，它倒是一個練習調音的好原件，你可試著用不同的品牌、材質或用一個4700uF取代看看聲音有何不同？

因為本機的輸出電流被Q2所限制，而輸出振輻不可能超過電源的情形下，故本機的輸出功率不會因為使用較低阻抗的喇叭而增加功率，這是單端擴大機的特性。另外本機輸出阻抗約1 OHM故阻尼係數約為8。原作者建議8 OHM以下、功率需求超過10W的喇叭，或要求高阻尼係數的喇叭，並不適用於本機

開始打造

從圖二可知本機線路是夠簡單的了，所以如果能找到適合的機箱，個人認為用手工搭棚是最好的方式，因為這樣要更換零件，或拆拆銲銲最方便，但果如果你認為自行洗PCB才最符合各人需求那麼 Pass DIY 網站可以找到 PCB 的原圖可供參考。

下面是本機的零件表：

Bill of Materiel

Part Name	Parts Value	Location
Capacitor	47uF, 25V	C5, 6
Capacitor	2,200uF, 35V	C3, 4
Capacitor	10,000uF, 35V	C1, 2
Zener Diode	1N5239 9.1V,	Z1
Diode Bridge	25A, 50V,	BR1
Fuse	5-6 Amps Fast blow 3AG type	F1
MOSFET	IRFP140 N channel, MIN 50V, 10A, 125W	Q1
MOSFET	IRFP9240 P channel, MIN 50V, 10A, 125W	Q2
Transistor	MPSA92 NPN, MIN 50V, 10mA, TO92	Q3
Resistor	0.33 2W	R1
Resistor	47.5k 1/4W	R10
Resistor	221 1/4W	R3, 4
Resistor	4.75k 1/4W	R5, 6, 7
Resistor	22.1k 1/4W	R8
Resistor	100 1W	R2
VR	10k Pot	P1
Transformer	24-25V AC @ 5A secondary	T1

Note: The BOM list the parts only one channel.

本機實在是很簡單，零件不多，所以在裝製上不會太難的。但是千萬別因此而輕乎怠慢，想要裝響它很容易，可是要讓它響得好就不見得很容易了，細心的作工，加上別使用太差的元件，機內配線也拜託盡量別用「芭樂線」，如果再加上您的愛心，我想，要得到好聲是不難的。

如果你想更深入了解這部擴大機，可到 http://www.passdiy.com/ 

參考Pass的原著，那兒有更詳盡的介紹和更新的版本。

至於本機的聲音到底如何？原作者說︰「只要搭配對喇叭，聲音好極了！」各位讀者不妨試試看，這台簡單易裝的擴大機，到底它的聲音是如何的好！

(本文原始出處即本 Audio Technique 部落格 http://bysuperamp.blogspot.tw/2013/09/mosfet-a10w-pass-zen-amplifier.html)

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