LTspice XVII on macで真空管のシミュレーション(3) - 定電流バイアスを試してみる

電源電圧12Vの真空管アンプで定電流バイアスのシミュレーション

「LTspice XVIIで真空管のシミュレーション(2)」では，2次高調波歪みが多かったのですが，Ep-Ip特性を定電流で眺めてみます．以下の図は，前と同じデータを，最大値1mAで切ってみたものです．

負荷直線として1mAの横線を引くことができれば，バイアス0Vから-1Vまで意外と等間隔になっていることが分かります．もっと先まで等間隔になっていそうです．そこで，次のように定電流回路を組み込んだ回路を作ってみます．

まず，定電流回路を作成します．「トランジスタ(2SC1815)を2つ使った定電流回路のシミュレーションと電子工作・その結果」を参考に，1mAの定電流回路を作成します．以下のような回路を作成しました．

ダイオードに流れる電流をプロットすると，次のグラフのようになりました．

これで，2V以上電圧に余裕があれば，だいたい1mAの定電流を流すことができます．

抵抗XRの値は10kΩとします．ここで，上のEp-Ip特性図はEgを0Vから-1Vまでしか振っていないので，1Vより小さい電圧で定電流特性が必要な今回のアンプでは採用できません．

「定電流回路　いろいろ」をみながら，もう少し必要とする電圧の少ない定電流回路を作ってみました．以下のような回路です．この場合，電源電圧の12Vを使っています．

このとき，V1の電圧が変わった時にトランジスタのコレクタ-エミッタ間に流れる電流は以下のようになります．

これを真空管のカソードに組み込んでみます．バイアス電圧を上げるために，定電流回路の上にカソード抵抗2kΩを挟みました．

このときの入力波形が黄緑色，出力波形が青色です．前と同じように，入力波形は0.4Vpp, 0.8Vpp, 1.2Vpp, 1.6Vpp, 2.0Vppです．

カソードを定電流化することで，前よりも出力波形は綺麗になりました．ただ，前の回路よりも出力が小さくなっているので，負荷抵抗を10kΩから20kΩまで増やしてみます．その結果，以下のようになりました．2Vppの入力に対して8Vpp程度の出力です．カソードに抵抗を用いてバイアスを作った前回の回路よりはうまく動作していることが分かります．

電源12Vでは，このくらいでも上出来かと思います．

「LTspice XVIIで真空管のシミュレーション(4)」へ続く．