電池管の正グリッド領域の使用

質問

電池管で小出力のアンプの製作を考えています。
3A5が直熱三極管でおもしろそうなのですが、Ep-Ipグラフを見るとグリッド電圧が正の領域まで記載されており、+15V辺りまで(グラフ上では）使えそうに見えてしまいます。
普通は正の領域は使わないことになっているようですが、このようなタイプの真空管では正のバイアスをかけて使ったりできるものなのでしょうか。0.7Vをまたがなければ歪みも許容範囲で使えるということなのでしょうか。
実際に作成された、または理論的裏付けを持っておられる方限定で回答頂ければと存じます。

回答No.2

adenak · ベストアンサー

補足。
グリッドを+領域まで使う回路はＲＦ電力増幅（Ｃ級動作）、ＯＳＣ回路等で瞬間的に+領域まで使用しています。瞬間的には許容プレート損失を上回る使用が出来るということです。
３Ａ５も元々ＲＦ増幅用の様でＣ級プッシュプルで出力２ｗです。（前回答にも有ります）
無理にＡＦの出力管として使う場合、例としてｐｐ間２０ｋΩ、プレート電圧１００ｖ、バイアス－２．５ｖでグリッドを+１０ｖ迄振ってやれば約０．６ｗ程度出る計算になりますが、グリッド電流が流れるためにＣＲ結合は使用出来ずトランス結合、カソフォロ直結ドライブ等のパワードライブが必要になります。以上は定格一杯での使用になりますが実際は双３極管のため同時動作の場合のプレート損失は１割程度低くなりますのでそれに合わせて動作点を設定すると出力は低減します。
ＡＦアンプでグリッドを正まで振るのはＡ２、ＡＢ２、Ｂ２級動作がありますが球にとっては過酷な条件となります。
以上データシートからの考察でした。もっと詳しい方の回答が有れば良いですね。

お礼

adenak様
回答頂きまして誠に有難うございます。
3A5は高周波増幅のC級動作をさせることがあるためにグリッド電圧が正の領域まで特性図に記載があるということですね。
後、ご指摘頂いた、「グリッド電流が流れるためにCR結合は使用できず」という点ですが、恐らく弊方の疑問点はここに集約されているように思います。
ご教示頂いた内容から理解できたように思いますが、CR結合でグリッド電流が流れるとグリッド電圧が揺さぶられて動作点が変わるためまともな増幅ができないから、という理解で宜しいでしょうか。
弊質問をさせて頂いて以降、3A5一段での増幅を試して見ましたが（+Bを48V、グリッドを0V、負荷はST-32で1.2kΩ）、入力を2.5Vpp近くまで入れて、やっと高能率なスピーカならなんとか鳴るかな、という感じでした。
もう少し入力を大きくできそうですがクリップしているようです（まだちゃんと波形を見ていません）。
ここで、バイアスを+5Vくらいにするともう少し出力が稼げるかな、と思いました（未だ試していません）。
ネットでは初段をオペアンプとしてAFアンプにしている作例があるようですが、弊方は初段も真空管にしたいと考えております。
試しに3A5を初段にしてやってみましたが、さすがに蚊が鳴くような音しかでませんでした。
段間をST-28（4kΩ：20kΩ）を一次二次逆に繋いで電圧を稼いでみましたがそれでもかなり厳しいです。
直熱三極管は電池管では他には無いようですので、諦めて初段は5極管とするか、最悪YAHAアンプの初段を持ってこようかと考えています。
ぐだぐだと書いてしまいましたが、以上のようなことを考えております。

回答No.3

adenak

ＣＲ結合はグリッドを＋まで振るとグリッド電流が発生しカップリングコンデンサの充放電作用の為ブロッキング発振を起こすため使えないのです。

質問者様の作成された回路では負荷抵抗が1.2ｋオーム（シングルアンプでしょうか）となっておりますがそれでは低くて負荷線が立ちすぎバイアスが深くなる方ですぐにカットオフになってしまいますので少なくとも７ｋオーム以上ほしいところです。
ドライバーはオペアンプの非反転ボルテージフォロアーでもよさそうですが利得は１０倍位でいけると思います。

お礼

adenak様

御礼が遅くなり誠に申し訳ありません。
ご指摘のように初段をオペアンプにした方が無理矢理3A5-3A5にするより音質でも有利とも思いますが、今回はひとまずなんとか球のみでがんばってみようかと思います。
負荷抵抗についても全くご指摘の通りです。コンパクトにしようとST-32としていますが、このサイズでもっと一次インピーダンスが大きいものが有ればよいのですが。
全段トランス結合で試行してみようかと思います。
ご指摘、ご指導誠に有難うございました。
結果はまたご連絡したいと思います。

回答No.1

adenak

３Ａ５はＲＦ増幅用の双３極管の様ですね。ＡＦアンプでのプレート許容損失は０．５ｗですのでそれを越えない範囲で動作点を設定すれば正バイアス領域の使用も可能です。ＲＦ増幅のＣ級動作プッシュプルで２ｗですがＡＦでＡＢ級プッシュプル動作では０．１ｗ出るかな（キチンと計算してませんが）位だと思いますが。
色々な負荷線を引いてみて良い動作点を探して下さい。