금요일, 8월 17, 2018
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트랜지스터 앰프 이야기 #3, 동작 Class 구분

글쓴이 : SOONDORI

앰프의 동작모드는 크게 Class A, Class B, Class AB로 구분(C와 D가 있으나 빈티지 앰프에 해당없으므로 제외)할 수 있고 각 모드를 구분함에 있어서 “트랜지스터가 상시 ON인가?”, “반쪽파형을 증폭하고 다시 조합하는 방식인가” 두 가지 잣대를 활용하면 된다.

효율성 담보를 목적으로 파형을 반으로 나누어 개별 증폭하고 재조합하는 Class-B에서는 출력 트랜지스터 Base~Emitter 전압이 NPN 0.7V, PNP 0.2V 이상일 때 ON, 아닐 때에는 OFF되므로 상시 ON 상태로 동작하는 Class A와는 큰 차이가 있다. 당연히 무동작 구간에서 신호왜곡이 발생한다.

Class B의 왜곡문제를 개선한 Class AB에서는 Bias로 최소한의 Idle Current(또는 Quiescent Current)가 흐르도록 하여 트랜지스터를 상시 ON 상태로 만든다. 물론 최소한이라는 조건이 달려있다. 어쨋든 그것이 Class A 와 같은 속성이 있다는 것이고 파형을 재조립한다는 점에서는 Class B에 부합되는 특성이 있는 것이에 AB라는 말을 붙였다. 대부분의 앰프가 Class AB에 해당한다.

(트랜지스터 선형성 확보의 주요요소인 Collector Current 특성표. Q1~Q3를 부하선(Load Line)이라고 하고 오디오용 트랜지스터는 최소한 Saturation과 Cut-Off 구간 안쪽에서 동작해야 한다)

(Class A, 출처 : http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amplifier-classes.html)

(Class B, 선형구간의 중심점 Q가 맨 아래쪽으로 와 있고 Q점 이하에서는 CutOff 상태로 동작하지 않는다)

(Class AB, Q점이 약간 올라가 있고 그 ‘약간’은 BIAS에 의해 결정된다. Diode를 이용해서 최소 바이어스를 주고 있다. 이 다이오드는 온도보상 도구이기도 하다.)

용어사용에 있어서 혼란을 초래하는 사례가 있다. 예를 들어 누군가가 “5W까지는 順급으로 동작하고 그 이상은 B급으로 동작합니다”라고 자랑하듯 말한다면 그것을 어떻게 받아들여야 할까?

A급과 B급의 양립에 있어서 그 구분기준이 “최소조건으로 고정 바이어스를 걸어준 것인가?” 또는 “충분히  걸어준 것인가?”  아니면 “다단계 가변형으로 걸어주는 것인가?” 즉, 동작의 구분이 온전히 Idle Current의 양(量)에 종속된 것뿐이라면 그 앰프는 원론적인 의미의 Class AB 앰프와 다를 것이 없다. 5W 이상에서 정말로 B급으로 전환(굳이 그렇게 할 이유가 있을까?)되는 것이 아니라면 다분히 의도를 가진 멘트일 가능성이 있다.

 

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