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.

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).

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.

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.

Диод D1 должен иметь максимально допустимое обратное напряжение больше анодного, а в качестве D3 используется импульсный диод с минимальной емкостью.

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

Немного по поводу настройки без осциллографа. Вынимаем лампу перед повторителем (V1 в моей схеме) и подстроечником добиваемся, чтобы напряжение на нагрузке (катод D3 в моей схеме) было на 40-60 В меньше напряжения питания повторителя.

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.