디스크리트 오피앰프 회로도 이해 및 효과 (제3부; 드라이브증폭회로)

아래는 드라이브증폭회로의 1차 개선된 회로이며 개선된 내용을 알아 보겠습니다.

차동증폭회로는 외부로부터 입력신호를 받아서 드라이브증폭회로의 입력 레벨에 맞도록 변환 해주는 역할을 하며, 드라이브증폭기는 출력회로에서 플러스 전원 레벨에서부터 마이너스 전원 레벨까지 전폭을 스윙 할 수 있는 출력신호로 변환해주는 기능을 합니다.

트랜지스터 Q6은 신호 증폭용으로 동작하고 Q8은 정전류부하로 동작합니다.

정전류부하 Q8은 정전압용 트랜지스터 Q9와 저항 R10으로 구성되었으며, 정전압용 트랜지스터 Q9는 달링톤회로로 구성되었습니다. 

정전압용 트랜지스터 Q9는 트랜지스터 2개를 접속한 달링톤 회로로 개선하였습니다. Q9의 컬렉터와 -전원 사이에는 1.2V정도 전압(VQ9)이 유지됩니다.

이 전압(VQ9)에서 Q8의 B,E간 전압 0.6V 를 뺀 나머지 0.6V는 저항 R10 양단에 유지되면서 Q8은 안정된 정전류로 제어하게 됩니다. 이 Q8의 C,E간 흐르는 안정된 정전류는 Q6 드라이브증폭회로의 부하로서 안정된 부하로 동작 하는데 도움을 주며, 사운드의 음상이 흔들림 없고, 시간에 흐름에 의한 또는 전원전압의 변동에 의한 또는 주위 온도의 변화에도 안정된 증폭을 할 수 있습니다.

정전압원 Q9의 전압 변동을 최소로 하기 위하여 Q9에 공급되는 전류를 정전류원에 의해서 공급하고 있습니다. 즉 JFET Q14와 저항 R19으로 정전류원을 구성하였습니다. 증폭기 전원전압이 ±18V 또는 +36V 범위 내 어느 전압에서라도 Q9에 흐르는 전류의 변화는 최소가 됩니다. 

Q6의 컬렉터와 Q8의 컬렉터 사이에 Q7로 구성된 회로는 출력단의 트랜지스터 패어의 베이스에 바이어스를 주기 위한 회로입니다. 이 Q7로 구성된 바이어스회로는 다음 글 출력회로 설명에서 알아보겠습니다.

다이오드 D6과 D8은 트랜지스터 Q6의 과전류 보호용으로 사용되고 있습니다.

여기까지 드라이브증폭회로의 동작 안정화에 대한 개선 내용이었습니다.

이번에는 트랜지스터를 사용한 드라이브증폭회로에서 사운드 향상을 위한 개선된 회로를 알아 보겠습니다.

제2편에서 설명된;

"과거 진공관 라디오가 유행했고 그 뒤 트랜지스터 라디오가 생산되기 시작했습니다."

.........

"사전 설명이 길었습니다.^^"

까지 내용, 사운드 향상을 위한 개선된 회로의 사전 설명은 제2편을 참고해 주세요.

아래 회로는 사운드 향상을 위한 제2차 개선회로를 적용한 드라이브증폭회로 입니다. 

드라이브증폭용 트랜지스터 Q6과 정전류부하용 트랜지스터 Q8은 컬렉터와 에미터 간에 플로팅 현상이 있기 때문에 Q3과 Q4로 구성된 플로팅방지회로를 추가 하였습니다.  

Q3, D3, R5로 구성된 플러스측 플로팅방지회로와 Q4, D4, R8로 구성된 마이너스측 플로팅방지회로는 모두 극히 작은 전류로 세팅 된 정전류회로 입니다. 대략 0.06uA 로 세팅 되었기 때문에 증폭신호에는 영향을 주지 않습니다.

플로팅방지회로의 Q3과 Q4의 C,E간 극소 전류는 항상 흐르고 있습니다. Q3의 컬랙터와 Q6의 컬렉터가 접속되어 있고, Q4의 컬렉터와 Q8의 컬렉터가 접속되어 있습니다. Q6의 컬랙터와 Q8의 컬렉터 사이에 Q7이 접속되어 있지만, Q7의 컬렉터와 에미터는 등가적으로 쇼트 된 것으로 간주됨으로 플로팅방지회로의 Q3과 Q4의 컬랙터는 접속된 것과 동일 합니다.

 즉 드라이브 증폭용 Q6의 컬렉터가 플로팅 된다고 하더라도 Q3과 Q4 컬렉터와 접속되었기 때문에 플로팅 되는 것을 방지 해 줍니다. 또한, 정전류부하용 Q8의 컬렉터가 플로팅 된다고 하더라도 Q3과 Q4 컬렉터와 접속되었기 때문에 플로팅 되는 것을 방지 해 줍니다.

Q3과 Q4로 구성된 플로팅방지회로에 의해서 Q6의 드라이브증폭회로에서는 깨끗하고 온화하고 섬세한 신호를 손실 없이 그대로 증폭해주게 됩니다.

플로팅방지회로에서 컨덴서 C5와 C6은 다이오드 D3과 D4에서 발생할 수 있는 노이즈를 제거해주는 용도로 설치되었습니다. 

JFET Q13과 저항 R6으로 구성된 정전류원에 의해서 다이오드 D3과 D4에 안정된 정전류를 공급해 줍니다.

좀 더 상세한 내용을 원하실 경우에는 http://www.kipris.or.kr/ 에서 

"플로팅 방지용 전자회로" 

"극소정전류 바이어스 회로 및 이것을 일체화한 반도체 소자"

로 검색하시면 상세 내용을 볼 수 있습니다.

다음 글 "디스크리트 오피앰프 회로도 이해 및 효과 제4부"에서는 개선된 출력증폭기에 대해서 알아보겠습니다.