2017年2月3日金曜日

FET 2SK30によるマイクアンプ回路と性能評価:半導体デバイス日進月歩の一面を探る

図1.1に最新のネット情報による2SK30 FETマイク用アンプの回路図と、その利得特性を示します。
これは国内の最新情報であることが、この記事の重要ポイントです

2SK30は有名なFETのようで国内のspiceモデルに良く出てくるものですが、少し時代の経過した古めのデバイス?かもしれません。(僕のジャンク箱にもありません。)
電源電圧 +9Vもあるのに、電圧利得はわずか9dBです。

マイクアンプ仕様としてはこれでも十分の性能ですが、現在のFETはどこまで性能が伸びているのでしょうか。

図1.1  2SK30 FETアンプの利得・位相特性 利得 約7dB(低周波領域)

図1.2 2SK30 FETアンプの過渡解析
図1.2 は、2SK30 FETマイクアンプの過渡解析結果です。
特にマイク用アンプとして電気的性能に問題があるというわけではありません



図2.1  HAT2160H FETアンプの過渡解析結果
図2.1 は、大電流スイッチング用FET HAT2160H(ルネサス社)を小信号用低周波アンプとして構成した場合の過渡解析結果です。

本来の使い方ではありませんが、10uVレベルの大変微小レベルの低周波信号が歪みが少なく品質の良い増幅ができてしまいます。
電源電圧は、2SK30アンプの約半分の+5Vです

図2.2  HAT2160H FETアンプの利得・位相特性 利得 約37dB(低周波領域)

図2.2 は、HAT2160HアンプのAC解析結果です。
10KHzの低周波領域まで+40dBもの大変高い利得が、より低い電圧の+5Vでとれています。
2SK30の性能を完全に凌駕し、圧倒する高性能です。

図2.3 HAT2160H 大電流スイッチング用FETのDC解析結果
図2.3は、HAT2160HのDC解析結果です。
Vthスレッショルド電圧を探索するための解析です。
本来、大電流スイッチング用なので、巨大な電流が流せる体の小さな大物です。


半導体デバイスが日進月歩の成長をしているという言葉が頻繁に書かれもう久しくなりますが、その内容そのものが教育で伝えられることは現在でもないのではないでしょうか。

「文明とは伝達である。伝達がなければゼロだ。」村上春樹さん、風の音を聞け、より

世界の中でいきてゆくため、文明を世界水準についていくためにも、文明伝達の努力が必要なのに、現実は何もされていない、依然として半導体の動作が良く知られていなかったとっくに時代遅れの教育募集と出版が何度でも繰り返されている、と感じるこのごろです。

「動かざること山の如し」山本勘助

このままでは成長する世界の文明から取り残されるのではないでしょうか。
時代遅れの教育をできるだけ速く見直せたらいいのに・・・、と思われませんか?


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