Préampli AJBF

L’idée est de réaliser un étage adaptateur d’impédance permettant de garder les qualités audio de l’actuel potentiomètre KO ON et d’ajouter la dynamique d’un préampli dernièrement testé.

 

Remerciements

Avant toutes choses, je tiens à remercier les personnes suivantes pour leur aide.

 

 

1 Cahier des charges :

 

2 Etude Théorique.

 Choix du type de transistor.

Le transistor J-FET sera utilisé car il est plus linéaire que le transistor bipolaire.

 

Deux schémas ont retenu mon attention

 

2 a Schéma un

Origine : John Curl

2 a 1 Cliquez sur le schéma pour le voir plus grand.

 

 

2 a 2 Distorsion sur une charge de 10KΩ

Tension d’entrée

%

0.3v

0.002

1v

0.0018

3v

0.0016

5v

0.0016

 

2 a 3Contraintes liées à ce schéma:

T1 et T2 doivent être parfaitement complémentaire. Cela implique un appairage manuel des transistors. Il est déjà difficile de trouver deux transistors identiques quand ils sont de même type (double JFET excepté) alors ceux de type différent !!!

L’impédance entre la gate et la masse ne doit pas être plus grande que 10KΩ (conseil de N. Pass). En général l’étage de sortie d’un DAC a une impédance de sortie inférieure à 1K.

Le courant de pointe de la charge doit être inférieur à deux fois le courant de repos. Sinon on ne travaille plus en classe A. Un pré tri sera effectuer pour acheter des JFET ayant un fort IDSS.

VGS off doit être au moins égale à deux fois la tension maximale d’entrée, pour polariser les deux transistors en classe A soit 6v.

L’ajustable P2 doit être de faible valeur car il intervient dans le calcul de la résistance (impédance) de sortie.

Pour correspondre au cahier des charges, P2 devrait être entre 470Ω et 1KΩ ce qui impose un courant de drain entre 12.8 et 6mA. (2 x VGS/P2).

 

2 a 4 Point de repos idéal :

ID T1 & T2 de 6 à 12mA.

VGS T1 de -2 à -3v

VGS T2 de +2 à +3v

 

2 a 5 Schéma équivalent aux petites variations :

(Je vais le dessiner)

 

 2 a 6 La version par son concepteur.

 John Curl utilise le schéma numéro un pour l’étage d’entrée son ampli ML2.

 

 

Il utilise le 2N4392 et le 2N5115 qui ont respectivement des VGSoff de -2 à -5v et  3 à 6v en +-12v. C’est en fait exactement ce que je souhaite faire !!!

Pour info 1N4742A

 

 

2 b Schéma deux

Origine : note d’application Siliconix AN102 ou autre ?

2 b 1 Cliquez sur le schéma pour le voir plus grand.

 

2 b 2 Distorsion sur une charge de 10KΩ

Tension d’entrée

%

0.3v

0.0025

1v

0.0035

3v

0.0045

5v

0.0074

 

 

2 b 3 Contraintes liées à schéma:

T1 et T2 doivent être appairées.

T2 fonctionnant en générateur de courant, pour qu’il réalise son rôle parfaitement il faut le polariser près de son VGSoff (Goss (conductance en sortie) diminue plus on va vers VGSoff). Tant qu’à faire, pourquoi ne pas choisir le point de repos à tempco ?

R2 P2 de valeur similaire, doivent être de faible valeur car ils interviennent dans le calcul de la résistance (impédance) de sortie

 

 

2 b 4 Point de repos idéal :

ID T1 & T2 de 6 à 12mA.

VGS T1 de -2 à -3v

VGSoff T1 & T2 2.6 à 3.6v

2 b 5 Schéma équivalent aux petites variations :

(Je vais le dessiner)

 

 

3 Remarque sur les deux schémas :

Le taux de distorsion du premier schéma est plus faible que le deuxième. Cette considération n’est pas décisive, mais elle fait plaisir !!!

 

 

 

4 Sélection des transistors JFET

Les contraintes du choix des transistors des deux schémas sont différentes même si elles ont beaucoup de points communs. J’aurais aimé trouver des transistors identiques pour les deux montages mais de par le principe que le schéma 1 utilise une paire de complémentaire, ors peuvent correspondre aux schémas mais les contraintes du cahier des charges imposent un choix non exhaustif.

Le schéma 1 impose deux JFET complémentaires et appairés.

Le schéma 2 impose deux JFET type N appairés. Il existe heureusement des doubles transistors dans un même boîtier.

Le problème principal des JFET est d’avoir des différences de l’ordre de 400%

 

Apres la lecture de documents audiophiles et autres, j’ai relevé une première sélection de transistors:

 

Le 2sk170 et son complémentaire le 2sj74

Le 2sk246 et son complémentaire le 2sj103

Le 2sk330 et son complémentaire le 2sj105

Le 2sk389 et son complémentaire le 2sj109 double JFET

 

Le BF244

Le BF245

Le U441 double JFET et sa version NL est à mon goût presque parfait. U441NL

 

4 a Tableau récapitulatif

 

Model

- VGSoff min (v)

-VGSoff max (v)

IDss min (mA)

IDss max (mA)

Gos (mS)

Existence comp

Existence double

Remarque

classement

2sk170BL

0.2

1.5

6

12

22

oui

non

 

 

2sk246BL

1

5

6

14

5

oui

 

Plus linéaire que le k170

 

2sk330BL

0.7

6

6

14

 

oui

 

 

 

2sk389BL

0.15

2

6

12

20

oui

oui

VGSoff tres faible .5 pour 13mA

 

BF244C

3.2

7.5

12

25

0.04

??

non

 

 

BF245C

3.2

7.5

12

25

5

 

 

Ressemble bcp au BF 244 !

 

U441NL

1

6

6

30

20

Non

Oui

très linéaire

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cette première sélection m’a permis d’avoir une idée sur les JFET disponibles facilement sur le marché européen, malheureusement aucun d’eux ne correspondent à mes contraintes. De plus, le schéma un implique un double appairage. Premier appairage pour trouver le transistor fonctionnant dans le point de repos idéal, deuxième appairage, pour trouver son équivalent en canal P.

Dans un premier temps je vais partir sur le schéma numéro deux car les doubles transistors JFET N peuvent être trouvés assez facilement. Je fais donc une deuxieme selection de transistors correspondant aux contraintes que je me fixe.

 

J’ai trouvé plusieurs model de double JFET canal N.

Model             Constructeur

2sk330           Toshiba

U441NL         Vishay

 

Part
Number

Package

Break-
down
V

Abs.Val. of
VGS1-VGS2

Gate
Leakage
(pA)

gfs(mS)

IDSS(mA)

VGS(off)
(V)

CiSS
(pF)

Comments

Min.

Max.
(mV)

Drift
(fV/xC)

Max.

Min.

Max.

Min.

Max.

Max.

Max.

SST404NL

SO-8

-40

15

25

-25

1

2

0.5

10

-2.5

8

No Latch, Low Noise

SST406NL

SO-8

-40

40

80

-25

1

2

0.5

10

-2.5

8

No Latch, Low Noise

SST421NL

SO-8

-40

10

10

-50

0.3

1.5

60

1000

-2

3

No Latch, Low Leakage

SST423NL

SO-8

-40

25

40

-50

0.3

1.5

60

1000

-2

3

No Latch, Low Leakage

SST441NL

SO-8

-25

20

10

-500

4.5

9

6

30

-6

3*

No Latch, High Gain/Frequency

SST404

SO-8

-40

15

25

-15

1

2

0.5

10

-2.5

8

Low Noise

SST406

SO-8

-40

40

80

-15

1

2

0.5

10

-2.5

8

Low Noise

SST441

SO-8

-25

20

*10

-500

4.5

9

6

30

-6

*3.5

High Gain/
Frequency

SST3958NL

SO-8

-50

25

100

-100

1

3.6

0.5

8

-4.5

4

No Latch,Tight Match

SST5198NL

SO-8

-50

10

20

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch,Tight Match

SST5199NL

SO-8

-50

15

40

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch,Tight Match

SST5546NL

SO-8

-50

10

20

-100

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

No Latch,Tight Match

SST5547NL

SO-8

-50

15

40

-100

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

No Latch,Tight Match

U401

TO-71

-40

5

10

-15

1

2

0.5

10

-2.5

8

Low Noise

U404

TO-71

-40

15

25

-15

1

2

0.5

10

-2.5

8

Low Noise

U406

TO-71

-40

40

80

-15

1

2

0.5

10

-2.5

8

Low Noise

U440

TO-71

-25

10

*20

-500

4.5

9

6

30

-6

*3

High Gain

U441

TO-71

-25

20

*20

-500

4.5

9

6

30

-6

*3

High Gain

2N3958

TO-71

-50

25

100

-50

1

3

0.5

5

-4.5

4

Tight Match/
Low IG

2N5196

TO-71

-50

5

5

-15

0.7

1.6

0.7

7

-4

6

Tight Match/
Low IG

2N5197

TO-71

-50

5

10

-15

0.7

1.6

0.7

7

-4

6

Tight Match/
Low IG

2N5198

TO-71

-50

10

20

-15

0.7

1.6

0.7

7

-4

6

General Purpose

2N5199

TO-71

-50

15

40

-15

0.7

1.6

0.7

7

-4

6

General Purpose

2N5545-
JANTX/TXV

TO-71

-50

5

10

-50

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

Military
Hi–Rel

2N5546-
JANTX/TXV

TO-71

-50

10

20

-50

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

Military
Hi–Rel

2N5547-
JANTX/TXV

TO-71

-50

15

40

-50

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

Military
Hi–Rel

2N5564

TO-71

-40

5

10

*-3

7.5

12.5

5

30

-3

12

High Gain

2N5565

TO-71

-40

10

25

*-3

7.5

12.5

5

30

-3

12

High Gain

2N5566

TO-71

-40

20

50

*-3

7.5

12.5

5

30

-3

12

High Gain

U401NL

TO-78

-40

5

10

-25

1

2

0.5

10

-0.5

-2.5

No Latch, Low Noise

U404NL

TO-78

-40

15

25

-25

1

2

0.5

10

-2.5

8

No Latch, Low Noise

U406NL

TO-78

-40

40

80

-25

1

2

0.5

10

-2.5

8

No Latch, Low Noise

U421

TO-78

-40

10

10

-0.25

0.12

0.35

0.06

1

-2

3

Ultra Low Leakage

U423

TO-78

-40

25

40

-0.25

0.12

0.35

0.06

1

-2

3

Ultra Low Leakage

U430

TO-78

-25

*25

 

*-15

10

 

12

30

-4

5

High Freq.,
Low Noise

U431

TO-78

-25

*25

 

*-15

10

 

24

60

-6

5

High Freq.,
Low Noise

U441NL

TO-78

-25

20

10

-500

4.5

9

6

30

-6

3*

No Latch, High Gain/Frequency

U3958NL

TO-78

-50

25

100

-100

1

3.6

0.5

8

-4.5

4

No Latch, Tight Match

U5196NL

TO-78

-50

5

5

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch, Low IG

U5197NL

TO-78

-50

5

10

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch, Low IG

U5198NL

TO-78

-50

10

20

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch, Low IG

U5199NL

TO-78

-50

15

40

-25

1

4

0.7

7

-4

6

No Latch, Low IG

U5545NL

TO-78

-50

5

10

-100

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

No Latch, Low IG

U5546NL

TO-78

-50

10

20

-100

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

No Latch, Low IG

U5547NL

TO-78

-50

15

40

-100

1.5

6

0.5

8

-4.5

6

No Latch, Low IG

2N5911

TO-78

-25

10

20

-100

5

10

7

40

-5

5

High Gain

2N5912

 

-25

15

40

-100

5

10

7

40

-5

5

High Gain

 

SST404         http://www.calogic.net/

JFET Amplifier Applications (Dual Amplifiers, N-Channel) TOP

P/N

pdf size, KB

ldss (mA(min))

lgss (pA(max))

gfs (mS(min))

eN (nV/rootHz) (typ)

Match (Vgs1-2mV) (max)

Package

2N5911

26

7

-100

5.0

15

10

TO-78

2N5912

26

7

-100

5.0

15

15

TO-78

SST5911

28

7

-100

5.0

10

10

SO-8

SST5912

27

7

-100

5.0

10

15

SO-8

SST440

26

6

-500

4.5

10

10

SO-8

SST441

26

6

-500

4.5

10

20

SO-8

SST404

28

.5

-25

2.0

10

15

SO-8

SST405

28

.5

-25

2.0

10

20

SO-8

SST406

28

.5

-25

2.0

10

40

SO-8

U401

26

.5

-25

2.0

10

5

TO-71

U402

26

.5

-25

2.0

10

10

TO-71

U403

26

.5

-25

2.0

10

10

TO-71

U404

26

.5

-25

2.0

10

15

TO-71

U405

26

.5

-25

2.0

10

20

TO-71

U406

26

.5

-25

2.0

10

40

TO-71

U421

30

.06

-1.0

.3

50

10

TO-78

U422

30

.06

-1.0

.3

50

15

TO-78

U423

30

.06

-1.0

.3

50

25

TO-78

U424

30

.06

-3.0

.3

50

10

TO-78

U425

30

.06

-3.0

.3

50

15

TO-78

U426

30

.06

-3.0

.3

50

25

TO-78

U440

26

6.0

-500

4.5

10

10

TO-71

U441

26

6.0

-500

4.5

10

20

TO-71

U443

26

6.0

-500

4.5

10

10

TO-78

U444

26

6.0

-500

4.5

10

20

TO-78

 

Solitron http://www.solitrondevices.com

 

DUAL N-CHANNEL FETS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TYPE NUMBER

Case Style

Geometry

 BVgss Min (V)

Ciss Max (pF)

Vgss (off) Min (V)

Vgss (off) Max (V)

ldss Min (mA)

ldss Max (mA)

Yfs Min (µMhos)

Yfs Max (µMhos)

Yfs1/ Yfs2 Match (%)

Idss1/ Idss2 Match (%)

Vgs1 Vgs2 (mV)

D Vgs (uV/ºC)

Yos Max (µMhos)

Igss Max (nA)

2N3921

TO-71

FN3.6

50

18

0.2

3.0

1.0

10.00

1500

7500

5

-

5

10

35

0.250

2N3922

TO-71

FN3.6

50

18

0.2

3.0

1.0

10.00

1500

7500

5

-

5

25

35

0.250

2N3954

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

3

5

5

10

35

0.100

2N3954A

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

100

3000

3

5

5

5

35

0.100

2N3955

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

5

5

10

25

35

0.100

2N3955A

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

3

5

10

15

35

0.100

2N3956

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

3

5

18

50

35

0.100

2N3457

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

10

10

20

75

35

0.100

2N3958

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

15

15

25

100

35

0.100

2N4082

TO-71

FN22.2

-

-

See 2N3954-6 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

2N4083

-

FN39.8

-

-

See 2N3954-6 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

2N4084

TO-71

FN3.6

50

18

-

2.7

1.0

10.00

1500

-

5

-

15

10

35

0.250

2N4085

TO-71

FN3.6

50

18

1.0

2.0

-

-

1500

-

5

-

25

25

35

0.250

2N5045

TO-71

FN22.2

50

8

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

5

5

5

67

25

0.250

2N5046

TO-71

FN22.2

50

8

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

10

10

10

133

25

0.250

2N5047

TO-71

FN22.2

50

8

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

20

20

15

200

25

0.025

2N5196

TO-71

FN22.2

50

6

0.7

4.0

0.7

7.00

1000

4000

3

5

5

5

50

0.025

2N5197

TO-71

FN22.2

50

6

0.7

4.0

0.7

7.00

1000

4000

3

5

5

10

50

0.025

2N5198

TO-71

FN22.2

50

6

0.7

4.0

0.7

7.00

1000

4000

5

5

10

20

50

0.025

2N5199

TO-71

FN22.2

50

6

0.7

4.0

0.7

7.00

1000

4000

5

5

15

40

50

0.025

2N5452

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

5

5

5

5

1

0.100

2N5453

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

3

5

10

10

1

0.100

2N5454

TO-71

FN22.2

50

4

1.0

4.5

0.5

5.00

1000

3000

5

5

15

25

1

0.100

2N5515

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

3

5

5

5

1

0.250

2N5516

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

3

5

5

10

1

0.250

2N5517

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

5

5

10

20

1

0.250

2N5518

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

5

5

15

40

1

0.250

2N5519

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

10

10

15

80

1

0.250

2N5520

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

3

5

5

5

1

0.250

2N5521

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

3

5

5

10

1

0.250

2N5522

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

5

5

10

20

1

0.250

2N5523

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

5

5

15

40

1

0.250

2N5524

TO-71

FN39.8

40

25

0.8

4.0

0.5

7.50

1000

4000

10

10

15

80

1

0.250

2N5545*

TO-71

FN3.6

50

6

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

3

5

5

10

25

0.100

2N5546*

TO-71

FN3.6

50

6

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

5

10

10

20

25

0.100

2N5547*

TO-71

FN3.6

50

6

0.5

4.5

0.5

8.00

1500

6000

10

10

15

40

25

0.100

2N5661

TO-71

FN5.5

50

15

0.8

3.0

1.0

10.00

2000

3000

3

5

5

5

25

100.000

2N5662

TO-71

FN5.5

50

15

0.8

3.0

1.0

10.00

2000

3000

3

5

10

10

25

100.000

2N5663

TO-71

FN5.5

50

15

0.8

3.0

1.0

10.00

2000

3000

5

5

15

25

25

100.000

2N5664

TO-71

FN7.1

40

12

0.5

3.0

5.0

30.00

7500

15000

5

5

5

10

45

0.100

2N5565

TO-71

FN7.1

40

12

0.5

3.0

5.0

30.00

7500

15000

10

5

10

25

45

0.100

2N5566

TO-71

FN7.1

40

12

0.5

3.0

5.0

30.00

7500

15000

10

5

20

50

45

0.100

2N5902

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.50

70

250

3

5

5

5

1

0.005

2N5903

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.50

70

250

3

5

5

10

1

0.005

2N5904

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

5

5

10

20

1

0.005

2N5905

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

5

5

15

40

1

0.005

2N5906

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

3

5

5

5

1

0.002

2N5907

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

3

5

5

10

1

0.002

2N5908

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

5

-

-

-

5

0.002

2N5909

TO-78

FN2.2/DMN2.4

40

3

0.6

4.5

0.0

0.5

70

250

5

5

-

-

5

0.002

2N5911

TO-78

DMN36.1A

25

5

1.0

5.0

7.0

40.0

5000

10000

5

5

15

40

-

0.001

2N5912

TO-78

DMN36.1A

25

5

1.0

5.0

7.0

40.0

5000

10000

5

5

15

40

-

0.001

2N6483

TO-71

FN22.2

50

20

0.7

4.0

0.5

7.5

1000

4000

3

5

5

5

10

0.002

2N6484

TO-71

FN22.2

50

20

0.7

4.0

0.5

7.5

1000

4000

3

5

10

10

10

0.002

2N6495

TO-71

FN22.2

50

20

0.7

4.0

0.5

7.5

1000

4000

3

5

15

25

10

0.002

U231

-

FN22.2

-

-

See 2N3954 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

U232

-

FN22.2

-

-

See 2N3954 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

U233

-

FN22.2

-

-

See 2N3954 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

U234

-

FN22.2

-

-

See 2N3954 as an improved replacement.

 

 

 

 

 

 

U235

TO-71

FN36.6

50

6

1.0

4.5

0.5

5.0

1000

-

-

-

100

35

35

0.100

U257

TO-78

DMN36.1A

25

5

1.0

5.0

5.0

40.0

5000

-

-

-

-

150

150

0.100

UC2130

TO-71

FN22.2

50

4

-

5.0

0.5

4.5

1000

-

5

5

15

10

40

0.100

UC2132

TO-71

FN22.2

50

4

-

5.0

0.5

4.5