Транзистори або лампи
сучасний транзистор
сучасна лампа
За всю історію створення підсилювачів потужності звукової частоти розроблена величезна кількість схемотехнік.
Прийнято вважати, що ламповий підсилювач має більш правильне звучання, що характеризується термінами «прозорість», «чіткість», «детальність» і т.д. Строго кажучи, така думка не зовсім суб'єктивно.
Щоб передбачити різницю в звучанні лампових і транзисторних підсилювачів необхідно розглянути на фізичному рівні відмінності між транзисторами і лампами.
Електронна або діркова (через канал в кристалі кремнію)
Електронна або діркова (через 2 бар'єру: емітер - база і база - колектор)
Відсутня на НЧ
Пропорційна величині струму колектора і обумовлена нелінійністю ВАХ база - емітер
Пропорційна кореню третього ступеня з величини струму анода
Пропорційна квадратному кореню величини струму стоку
Пропорційна величині струму колектора
Струм стоку і крутизна залежать від миттєвої температури кристала
Струм колектора і коефіцієнт посилення по току залежать від миттєвої температури кристала
У два рази менше опору навантаження
Як правило, більше опору навантаження
Більше опору навантаження
Біполярний транзистор відрізняється від лампи термочутливість основних параметрів, більшою нелінійністю вхідних і вихідних характеристик. Крім цього, лампа перевершує транзистор зручністю узгодження свого внутрішнього опору з опором гучномовця. Польовий транзистор займає середнє положення між біполярним транзистором і лампою-тріодом.
На перший погляд, в якості підсилюючих елементів, краще використовувати лампи. Незважаючи на гадану очевидність, таке рішення не є зваженим.
На допомогу транзисторів приходить схемотехнічна хитрість - «негативний зворотний зв'язок» (ООС). Практично всі підсилювачі потужності охоплені місцевими і загальними зворотними зв'язками. Вони лінеарізуют підсилювач, зменшують його вихідний опір, розширюють діапазон частот, роблять його роботу стабільною і незалежною від коливань температури кристалів. У підсумку, транзисторні підсилювачі володіють прекрасними технічними характеристиками. Крім того, застосування біполярних і польових транзисторів забезпечує більш високий ККД, масогабаритні показники і, що немало важливо, істотно меншу вартість.
Однак не варто забувати, що в кожному явищі є як позитивні, так і негативні сторони. Інтермодуляційні спотворення у вихідному сигналі, його розмивання за часом і руйнування «фазової картини» - плата за використання негативного зворотного зв'язку. Присутність в музичному сигналі навіть невеликих за величиною продуктів інтермодуляції вищих порядків викликає у слухача відчуття «металличности», «жорсткості». Найчастіше таке звучання характеризують як ненатуральне. Велика кількість реактивностей в підсилюючих каскадах призводить до «багатоколійні» поширенню сигналу і фазового деструктуризации.
Розмивання сигналу викликано тим, що через ланцюг зворотного зв'язку він багаторазово повертається на вхід підсилювального каскаду. В результаті, на виході, крім самого сигналу, з'являється безліч відгуків затриманих за часом і зміщених по фазі. Час розмивання сигналу для загального зворотного зв'язку може досягати 100 мс і більше. У підсумку, найбільш помітним наслідком дії на звук загальної ООС є погіршення динаміки і ослаблення енергійності музичного звучання.
Необхідно відзначити, що в транзисторному підсилювачі без ООС не обійтися, так як для того щоб забезпечити навіть скромні значення нелінійних спотворень і прийнятне вихідний опір, підсилювач на транзисторах повинен мати, як мінімум, глибокі місцеві ООС. Місцеві ООС краще ніж загальні поводяться на звуці, і забезпечують менші за величиною затримки і більш короткий період розмивання сигналу. Застосування якісних «звукових» транзисторів дозволяє відмовитися від загальної ООС і отримати від підсилювача «чіткість», «прозорість», «динамічність» і «енергійність» відтворення.
Сучасні лампові і транзисторні підсилювачі
Лампові підсилювачі потужності з ООС, за викладеними вище причинами, практично не використовуються. Проте, і в них є елемент, який передбачає погіршення стану якість звучання - вихідний трансформатор, який призначений для узгодження вихідного опору підсилювача і опору навантаження. Але шкода від ООС виявляється більшим, ніж від застосування вихідного трансформатора.
Причина «натурального» звучання лампового підсилювача полягає в його «геніальною» простоті. При цьому його вартість може досягати декількох сотень тисяч доларів. Через високу вартість, низький ККД і низькою вихідної потужності лампові підсилювачі звукової частоти сьогодні цікаві лише справжнім поціновувачам музики і займають почесне місце тільки серед іншого Hi-End обладнання в звукових студіях. А транзисторні підсилювачі широко використовуються, оскільки мають високу надійність, велику вихідну потужність і зручність в експлуатації.
В даний час провідними виробниками підсилювачів потужності звукової частоти по праву вважаються Pass Labs, Unison Research, McIntosh, Accuphase, Denon, NAD, Marantz, Pioneer, Yamaha, Arcam і ін.