파워 앰프 - LME49810 + ThermalTrak 파워트랜지스터 사용한 파워앰프

주로 스피커 앰프만 제작해서 헤드폰앰프에 대한 경험은 많지 않습니다.

처음으로 여기에 자작기를 올립니다..

LME49810과 ThermalTrak 파워트랜지스터를 사용하여 파워 앰프를 제작해 보았습니다.

기판만 만들어 놓고 생업에 바빠서 방치(?)하다가 이제 케이스에 조립하여 소리를 듣고 있습니다.

케이스는 자작앰프를 위한 것으로 진공관 케이스에 파워부분과 스피커 보호회로는 공통적으로 사용하므로 케이스 안에 넣었고,

위부분에 나사를 풀어 여러가지 기판을 바로 장착해서 들어볼수 있도록 한 것입니다. 이걸로 그동안 제작했던 앰프를 바꿔가며 들어보고 있습니다

LME49810은 LM4702의 모노버전이라 할 수 있는데요, 전압증폭단을 IC화 하여 회로설계와 구하기 어려운 부품의 구입 및 초단의 페어매칭의 수고를 덜수 있으며, 0.0007%(출력단 제외하고 LME49810 만) 저왜율로 고성능 파워앰프를 손쉽게 구현할 수 있습니다. 전원전압이 최대 +-100V 이므로 8옴부하에서 채널당 300W 이상도 가능합니다.

출력단은 외부에 BJT 파워트랜지스터를 사용해서 전력 증폭을 하고, MOS FET 버전은 LME49830이 있습니다.

출력석은 ON semiconductor의 NJL1302와 NJL3281을 사용했습니다. 이건 도시바의 2SA1302/2SC3281와 특성은 거의 같고 여기에 ThermalTrak 을 적용한 것입니다.

ThermalTrak 출력석은 On semicinductor 에서 개발된 파워트랜지스터로 온도보상용 온도센싱 다이오드를 트랜지스터 Die와 열결합 한 것입니다. 장점은 출력석의 온도를 빠르게 센싱하여 출력트랜지스터의 바이어스 전압을 맞춰준다는 것이지요. 일반적으로 사용하는 방열판에서 온도센싱하는 것은 매우 느린 반응으로 온도 피드백이 수분정도 걸리지요.. 정확하게 바이어스 전압을 맞추는 것은 거의 불가능합니다. ThermalTrak 은 온도센싱을 매우 빠르게하여 정확한 바이어스 공급으로 AB급 앰프에서 왜율을 줄인다고 합니다.

hfe를 측정해보면 편차가 작게 측정이 되네요.. 8개를 hfe를 측정했는데 NJL1302DG는 135~140 범위로 측정되고,

NJL3281DG는 124~128 범위로 측정되네요. 이중에서 6개 골라 사용합니다. PNP 출력석이 hfe가 약간 높으므로,

NPN 드라이버 트랜지스터는 hfe가 약간 높은 걸로 사용합니다. 즉, 드라이버석 hfe * 출력석 hfe 곱이 NPN과 PNP가 서로 비슷하도록 하였습니다.

출력은 3단 패럴렐로 갑니다. 출력석에 내장된 다이오드를 직렬로 하면 온도계수는 6개 다이오드의 온도계수를 가집니다. 10.2mV/C 정도 되겠네요.. 이 정도면 트랜지스터를 사용한 Vbe multiplier가 필요없을 것으로 생각되어 트랜지스터를 사용하지 않고 보상합니다.

출력석에 내장된 온도 센싱 다이오드는 6개가 직렬로 연결되어 있으므로 6배의 다이오드 온도계수를 갖습니다. 출력석이 가장 발열이 심하고 드라이버TR과 LME49810은 약간 따뜻한 정도로 가열되므로, 4개 다이오드만 온도보상으로 사용하는 것이 적절할 것으로 보입니다.

아이들링 전류를 조정하는데 에미터 저항 0.2옴 양단전압이 26mV로 하여 각 출력석의 바이어스 전류를 130mA로 합니다. 이것이 AB급에서 cross over 디스토션을 최소화하는 적정전류 입니다. 총 390mA의 바이어스 전류가 흐르게 되죠. 이 전류면 2.4W 이하의 출력은 A급으로 동작합니다.