線形増幅講座
オーディオアンプにとって増幅の線形性が重要であるのは言うまでもありませんが、実際の製品でこのことに
真面目に取り組んだものは皆無に近い状況です。線形増幅に必要なのは無歪出力段と無歪電圧増幅段であるこ
とは明白ですが、高級アンプといえども非線形出力段と非線形電圧増幅段の組み合わせにＮＦＢをかけたものが
ほとんどであると言えます。出力段の非線形性は特に大きいのでＮＦＢで改善しようとすると４０〜６０ｄＢのＮＦＢを
かけることになります。これによって音は圧縮され重ね合わせの原理が失われます。
それだけでなくゲインを稼いでいるのは電圧増幅段なので、めいっぱいゲインを上げようとすると電圧増幅段の
歪も相当なものになります。それによりなおさら重ね合わせの原理がなりたたなくなります。
一度線形系アンプを聴いてみると音楽信号増幅における重ね合わせの原理がいかなるものかが理解できると
思いますが、残念ながらそのようなアンプは稀少なので、一般の人が経験できることは滅多にないのです。
電子回路の素養のある人なら実際に組んでみて確かめることもできるでしょうが、そのような人はＮＦＢで事足れり
とし、大概こういったことは馬鹿にしているのかやらないでいることが多いようです。
線形系電圧増幅段＋ＡＢ級ＭＯＳ−ＦＥＴ ＳＥＰＰの例としてはサトリアンプがあります。
同じく線形系電圧増幅段＋Ａ級バイポーラ ＳＥＰＰの例としてパイオニア M-Ｚ１ が昔ありました。
普通の電圧増幅段＋ＺＤＲ化ＭＯＳ−ＦＥＴの例としてはソニーのＴＡ-Ｎ９００がありました。
普通の電圧増幅段＋ＺＤＲ化バイポーラにはヤマハの製品がありました。
Ｖ−ＦＥＴアンプの製品は過去にソニー、ヤマハ、ビクター、山水、日立で出ていました。線形出力段
ということになります。
ベース電流ドライブバイポーラアンプは製品はないので各自で実験してみるしかありません。
大電流を流す出力段はＶｂｅ（Ｖｇｓ）の非線形性がでてくるのでやっかいです。負荷が８Ωと低いため大電流に対応した素子
が必要になります。
最も多く採用されているバイポーラのＳＥＰＰ出力段です。安価で高性能といわれています。アイドリングはＢ級（５０ｍＡ）に設定
しています。
このように偶数次歪だけでなく３次、５次、７次と高次の奇数次歪も発生しています。Ａ級にすれば偶数次歪は
かなりキャンセルされますが、奇数次歪をキャンセルすることは不可能です。ＮＦＢをかけるか、多数パラにして
全体の歪を下げるしか対応する方法はありません。
参考
これは或る方法でＺＤＲをかけたもので無歪出力段になっています。
これはＢ級ＭＯＳ−ＦＥＴ出力段を見たものです。
このように２次歪が主体ですのでＡ級動作にすればキャンセルできるはずです。ＭＯＳ−ＦＥＴの
Ａ級プッシュプルはかなり有望な方式です。
Ｖ−ＦＥＴ出力段の場合
三極管特性のＶ−ＦＥＴはほとんど直線増幅を行っていることがわかります。しかもこれはシングルのときの特性です。
これはソース接地の特性ですので、金田式で作ればこの特性をそのまま生かせます。また市販アンプにもソースフォロアと
ソース接地があったようです。
ソース接地アンプの例
ＭＯＳ−ＦＥＴはこのように飽和特性で、シングルだと直線性もそれほどよくありません。
ＦＥＴの良さはでていると思いますが若干くせが残ってしまいます。実際の製品はソースフォロアがほとんどですが、
ソースフォロアにもこの癖はでるのです。
ベース電流ドライブバイポーラアンプはＰＮＰバイポーラトランジスタのこのような特性を生かすように設計されたものです。
初段がＪ−ＦＥＴの差動アンプですから偶数次歪がキャンセルされ、全部が線形系アンプで構成されて
います。
線形系電圧増幅段はこれらしか存在しないと思います。差動1段はゲインがどうしても少なく
なるのでＮＦＢ処理が追いつかず大出力時に歪が増大するようです。オールＦＥＴ金田式は差動
2段方式であり、或る程度ゲインを確保して出力段の歪も処理しています。
したがって現在の素子を使って作る究極の半導体アンプといえば、次のようなアンプが考えられます。
オールＦＥＴ差動２段Ｖ−ＦＥＴ ＳＥＰＰアンプ（完全対称アンプ）
オールＦＥＴ差動１段 ＺＤＲ化ＭＯＳ−ＦＥＴアンプ
ＳＬＣ電圧増幅段 Ａ級ＭＯＳ−ＦＥＴ ＳＥＰＰアンプ
サトリアンプ
蝦名式（蝦名式電圧増幅段＋ＭＯＳ−ＦＥＴパラ）
初段ＦＥＴ差動ベース電流ドライブバイポーラアンプ（完全アンプ）
これらが長年の研究の結論のようなものです。理論だけでなく聴いた感じもそのとおりだと思います。
また金田式は線形増幅理論に矛盾しない優れたアンプであると結論付けることができます。その他の
大多数のアンプがむしろ邪道であることが言えてしまいます。（三極管ＳＥＰＰアンプなどは除く）