Tranzistory nebo elektronky?
Za celou historii vytváření audio výkonových zesilovačů bylo vyvinuto obrovské množství obvodových řešení.
Jak ukazuje praxe, tranzistorové zesilovače při správném použití výrazně převyšují zesilovače elektronkové z hlediska objektivních technických vlastností. Mnoho odborníků však dává přednost elektronkovým zesilovačům, a to i přes jejich přemrštěné náklady.
Obecně se uznává, že elektronkový zesilovač má správnější zvuk, charakterizovaný výrazy „průhlednost“, „jasnost“, „detail“ atd. Přísně vzato, tento názor není zcela subjektivní.
Pro predikci rozdílu ve zvuku elektronkových a tranzistorových zesilovačů je nutné uvažovat na fyzické úrovni rozdíly mezi tranzistory a elektronkami.
| ukazatele | Lampa – trioda | Tranzistor s efektem pole | Bipolární tranzistor |
| Typ vodivosti | Elektronické (přes vakuum) | Elektronika nebo díra (přes kanál v křemíkovém krystalu) | Elektronické nebo děrové (přes 2 bariéry: emitor – základna a základna – kolektor) |
| Vstupní nelinearita | Ne | Na LF nepřítomen | Úměrné velikosti kolektorového proudu a díky nelinearitě charakteristiky proud-napětí báze-emitor |
| Nelinearita výstupu | Úměrné třetí odmocnině anodového proudu | Úměrné druhé odmocnině odtokového proudu | Úměrné velikosti kolektorového proudu |
| Tepelná citlivost | Ne | Odtokový proud a strmost závisí na okamžité teplotě krystalu | Proud kolektoru a proudový zisk závisí na okamžité teplotě krystalu |
| výstupní impedance | Poloviční zátěžový odpor | Obecně větší odolnost proti zatížení | Větší odolnost vůči zátěži |
Bipolární tranzistor se od žárovky liší tepelnou citlivostí hlavních parametrů a větší nelinearitou vstupních a výstupních charakteristik. Kromě toho je lampa lepší než tranzistor ve snadném sladění jejího vnitřního odporu s odporem reproduktoru. Tranzistor s efektem pole zaujímá střední polohu mezi bipolárním tranzistorem a triodovou výbojkou.
Na první pohled je vhodnější použít jako zesilovací prvky lampy. I přes zdánlivou samozřejmost není takové rozhodnutí vyvážené.
Na pomoc tranzistorům přichází obvodový trik – „negativní zpětná vazba“ (NFB). Téměř všechny výkonové zesilovače jsou pokryty místní a obecnou zpětnou vazbou. Linearizují zesilovač, snižují jeho výstupní impedanci, rozšiřují frekvenční rozsah a činí jeho provoz stabilním a nezávislým na kolísání teploty krystalu. Výsledkem je, že tranzistorové zesilovače mají vynikající technické vlastnosti. Použití bipolárních a polních tranzistorů navíc poskytuje vyšší účinnost, ukazatele hmotnosti a velikosti a hlavně výrazně nižší cenu.
Neměli bychom však zapomínat, že každý jev má pozitivní i negativní stránky. Intermodulační zkreslení výstupního signálu, jeho časové rozmazání a zničení „fázového obrazu“ jsou cenou za použití negativní zpětné vazby. Přítomnost i malých intermodulačních produktů vyššího řádu v hudebním signálu dává posluchači pocit „kovovosti“, „tvrdosti“. Nejčastěji je tento zvuk charakterizován jako nepřirozený. Hojnost reaktivity v zesilovacích stupních vede k „vícecestnému“ šíření signálu a destrukci fáze.
Rozmazání signálu je způsobeno tím, že se přes zpětnovazební obvod opakovaně vrací na vstup zesilovacího stupně. V důsledku toho se na výstupu kromě samotného signálu objevuje mnoho reakcí, které jsou časově zpožděné a fázově posunuté. Doba vymytí signálu pro obecnou zpětnou vazbu může dosáhnout 100 ms nebo více. V důsledku toho je nejpatrnějším důsledkem účinku obecné zpětné vazby okolního prostředí na zvuk zhoršení dynamiky a oslabení energie hudebního zvuku.
Je třeba poznamenat, že tranzistorový zesilovač se bez OOS neobejde, protože pro zajištění i skromných hodnot nelineárního zkreslení a přijatelné výstupní impedance musí mít tranzistorový zesilovač alespoň hluboké lokální OOS. Místní OOS se chovají lépe na zvuk než obecné a poskytují menší zpoždění a kratší dobu rozmazání signálu. Použití vysoce kvalitních „zvukových“ tranzistorů vám umožňuje opustit obecný OOS a získat „jasnost“, „průhlednost“, „dynamismus“ a „energii“ přehrávání ze zesilovače.
Moderní elektronkové a tranzistorové zesilovače
Elektronkové koncové zesilovače s OOS se z výše uvedených důvodů prakticky nepoužívají. Mají však i prvek zhoršující kvalitu zvuku – výstupní transformátor, který je navržen tak, aby odpovídal výstupní impedanci zesilovače a impedanci zátěže. Ale škoda z ochrany životního prostředí se ukazuje být větší než z použití výstupního transformátoru.
Důvodem „přirozeného“ zvuku elektronkového zesilovače je jeho „brilantní“ jednoduchost. Jeho cena však může dosáhnout několika stovek tisíc dolarů. Vzhledem ke své vysoké ceně, nízké účinnosti a nízkému výstupnímu výkonu jsou dnes elektronkové audio zesilovače zajímavé pouze pro opravdové hudební fajnšmekry a zaujímají čestné místo pouze mezi ostatními Hi-End zařízeními ve zvukových studiích. A tranzistorové zesilovače jsou široce používány, protože mají vysokou spolehlivost, vysoký výstupní výkon a snadné použití.
V současné době jsou přední výrobci audio zesilovačů právem považováni za Pass Labs, Unison Research, McIntosh, Accuphase, Denon, NAD, Marantz, Pioneer, Yamaha, Arcam atd.