Úvod

V článku Dynamická saturace s BJT vs. FET tranzistory jsem se věnoval srovnání vlastností tranzistoru, v článku Dynamická saturace, příčina Tranzistorového zvuku! jsem popsal děje odehrávající se ve vstupní diferenciální dvojici. Originální popis jsem publikoval v Federmann Bohumil. Tranzistorový zvuk a počítačové simulace příčin jeho vzniku. In Perspektivy elektroniky 2009 : 26. 3. 2009. Rožnov pod Radhoštěm : SŠIEŘ R.p.R., 2009, s. 19-25. ISBN 978-80-254-4052-0. Přestože byl text vydavatelem omezen na pouhých 8 stran, je z něj dostatečně patrné, že zásadní vliv na vlastnosti zesilovače má vstupní diferenciální napětí, které je nepřímo úměrné rezervě zisku. Rezerva zisku je dána zesílením otevřené smyčky, uvědomíme-li si, že následuje zlom a zesílení klesá se strmostí 20dB/okt, je tímto zesílením otevřené smyčky limitován i mezní kmitočet. Mnohé bylo popsáno i v článku Hi-Fi zesilovače a milníky jejich topologii  

Čas plyne a stále je kolem Dynamická saturace mnoho neznámého, stále přetrvává chybný názor, že elektronky jsou na tom, co se týče zkreslení mnohem hůře jak tranzistory, podívejme se tedy, jak to bude s dynamickou saturací u elektronek.

Popis zapojení

Zapojení je pro BJT a FET tranzistor, stejně jak pro elektronku obdobné, každou diferenciální dvojicí teče proud 10mA, tranzistory jsou měřeny při 30Voltech a elektronky při 100Voltech. Pro rychlejší srovnání je přepočten výsledek změny proudu tak, aby byla maximální hodnota 100mA/V, tuto hodnotu je možno považovat za 100% a od ní odvozovat její pokles v závislosti na vstupním diferenciálním napětí.

Popis grafu dynamické saturace

Z grafu je patrné, že BJT tranzistor má velmi úzkou pracovní oblast vstupního diferenciálního napětí, pokles proudového zesílení o 10% zapříčiní již cca 10mV vstupního diferenciálního napětí, kdežto pro stejný pokles proudového zesílení FET tranzistoru potřebujeme vstupní diferenciální napětí cca 40mV. 

Kdo by čekal, že elektronky na tom budou hůře, bude silně překvapen, neboť pokles proudového zesílení elektronkového diferenciálního stupně o 10% zapříčiní až vstupní diferenciální napětí o velikosti cca 500mV.

Srovnání BJT vs. FET vs. Elektronka

Vyjdeme-li z podobnosti BJT a FET tranzistorových zesilovačů a obdobné strmosti FETů a elektronek, pak nám vychází, že elektronkové zesilovače mají díky svým vlastnostem kvalitnímu zvuku stále co říci. Dynamická saturace zapříčiňuje stav, kdy se vstupní diferenciální dvojice dostává do nelineární oblasti, což je příčinou vzniku řady vzájemných modulací mezi jednotlivými signály. 

Z měření linearity vstupní diferenciální dvojice pak vychází, že FET tranzistory jsou ve vstupní diferenciální dvojici cca 4 x lineárnější a odolnější než BJT tranzistory, elektronky jsou pak při stejném srovnání až 50 x lineárnější a odolnější, pokud někdo tvrdí u nějakého zesilovače opak, pak není chyba v elektronkách, ale v jejich zapojení.  

Naměřené rozdíly mezi BJT, FET a elektronkami dávají jasnou odpověď, proč je poslech na slušných elektronkových zesilovačích vesměs příjemnější, než na zesilovačích s BJT tranzistory a vůbec nezáleží na naměřených hodnotách zkreslení, které se stále neumí měřit v oblastech a podmínkách pro lidský sluch důležitých.