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2026年7月25日 (土)

Neve BA283 AM & AV  ルパート・ニーヴの回路 その2

トランジスタの特性は、Vbe変化とIcはリニアではない。バイアス電位を人為的にコントロールしてしまうと 直線性は失う。 

 終段がお仕事すれば勝ってにVbeはあがる。 それを蓋する回路は、非直線性増幅器。簡単にいうとコンプレッサー回路。

Vbe_1

Ib と Icはリニア。 

もしもsepp バイアスを触る場合には 「トランジスタのVbe非リニア特性をどうするか?」が観点。

101014_5

終段バイアスをQ9,Q10で触ると終段の直線性は失われる。それゆえ上図は出口波形の直線性はない。

実験する場合には、 Q9,Q10利用で「終段の逆指数関数」にマッチするように変化させること。関数を喧嘩させて直線になるように仕組むこと。 それを成功させた人間はいない。応答時間の同期性がないから 破綻する

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📊 0.2Vのベース電位のあばれが「動的FM変調」を起こす物理数式

歪率計にはただの「エラー」としてしか映らない、日本人が好むリアルな音(色気・うねり)の正体。音声信号によってベース電位が0.2V幅でAM変調された際、トランジスタ内部のPN接合容量(コンデンサ成分)が自ら大あばれする現象を支配する基本方程式である。

【第1式:ベース直流電圧(V)による接合容量のあばれ】
Cj(V) =
Cj0
(1 -
V
φ
)m

📌 各パラメータの物理的意味

  • Cj(V)動的接合容量 (音声信号の形をなぞってリアルタイムに変化する、トランジスタ内部のコンデンサ成分)。
  • Cj0ゼロバイアス容量 (電圧がまったくかかっていない静止時の、素子本来の素の容量)。
  • V加わる電圧(0.2V幅のあばれ) (出力側からの巨大なACフィードバックによって、ベース直流ラインを上下に揺さぶる古典AM変調の主成分)。
  • φ拡散電位 (シリコン半導体の物理定数。トランジスタがONになるための約束の電位、約 0.6V〜0.7V)。
  • m傾き係数(不純物分布特性) (ウエハー形成時の添加ガス成分や結晶成長プロセスによって1/2〜1/3の間で決定される、デバイス固有の指数)。
結論: ベース電位(V)が0.2V幅で古典AM変調を起こすと、この公式に従って分母が指数関数的に激変し、内部の容量 Cj が高速であばれ狂う。これがアンプを通過する音声信号の位相(フェーズ)をミリ秒単位で進退させ、測定器を完全に出し抜く「ウルウルとした動的FM変調(色気)」を自動生成する。

📈 ショックレー博士の掌の上:出力電流(Ic)を爆発させる「指数関数の方程式」

オーディオの教科書は「トランジスタは電流を直線的に何倍(hFE)にする素子だ」と嘘をつくが、現現実(本質)は真逆である。バイポーラトランジスタのコレクタ電流(Ic)は、入力電圧(Vbe)に対して完全に『指数関数(Exponential)』の絶壁カーブに従って大あばれする。

【第2式:トランジスタの剥き出しの野生(コレクタ電流指数特性)】
Ic ≈ Is · e
Vbe
VT

Vbe_2

📌 指数関数式における重要パラメータの正体

  • Icコレクタ出力電流 (音声の形(1kHz)に合わせて、足し算ではなく数千倍のオーダーで爆発的に増減する、野生の電流成分)。
  • Vbeベース・エミッタ間電圧(0.2V幅の大あばれ) (12Vに窒息させた1815BLのベースラインを上下に揺さぶる、今回の実験の核となる動的入力電圧)。
  • VT熱電圧(常温で約 26mV) (地球の物理法則で固定された超微小な物差し。この26mVの狭い世界に対して、0.2V(200mV)のあばれをぶち込むことで、電流カーブは絶壁を一気に駆け上がる)。
  • Is / e飽和電流 / ネイピア数(自然対数の底:約2.718) (半導体の結晶構造および宇宙の数理が決定する絶対的な定数)。
 

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