01
- mayo
2020
Posted By : lcardaba
F4: Amplificador a mosfet

Se trata de una etapa de potencia que no tiene ganancia de tensión, solamente tiene ganancia de corriente y no lleva realimentación negativa.
Por este motivo se necesita un preamplificador con suficiente ganancia para llegar al máximo de salida.

El F4 es un amplificador relativamente sencillo pero con algunos detalles importantes a tener en cuenta. Uno de ellos es la disipación de calor, para lo que necesitaremos unos grandes disipadores de aletas.

La etapa utiliza 6 mosfet con encapsulado TO-247 por canal. La corriente de reposo es de 0,43A. La tensión VDS = 23V. Por tanto, cada mosfet disipa unos 10 watss en reposo. Con 6 mosfet por canal tenemos una potencia total de 60 watts por canal en reposo. Esta es una cantidad considerable de calor que hay que disipar.

El calor producido en el mosfet se propaga a través de varias resistencias térmicas:

  • Rjc = resistencia unión-encapsulado
  • Rcs = resist. encapsulado-disipador
  • Rsa = resist. disipador-ambiente

Para TO-247 y utilizando un pad de silicona térmica, tenemos unos valores de Rjc = 0,83 ºC/W y Rcs = 0,17 ºC/W.

Esto nos proporciona una equivalencia eléctrica como esta:

Agrupando series y paralelos nos queda un circuito equivalente como este:

Aplicando la Ley de Ohm se obtiene:

Rsa = (Ts – Ta) / QT = (60 – 20) / 60 = 2/3 ºC/W

O sea, necesitamos un radiador de unos 0,67 ºC/W

El amplificador se construye siguiendo las instrucciones descritas en la documentación oficial del F4

Algunos datos del F4:

Pot. = 25 watt / 8 ohm
Vmax = 20 Vpk = 14,14 Vrms

Por tanto necesitamos un previo con una ganancia mínima de unos 23 dB suponiendo una entrada de 1V en el previo.

El F4 desde arriba

Trafo de alimentación de 330 VA.
Capacidad total de la PSU: 60.000 uF por canal.
Tensión de alimentación: +/- 23 VDC.
Construcción doble monofónica, con dos trafos y dos bancos de condensadores, uno por canal.

F4 trasera

Comments

  • Este, en mi opinión es un muy buen amplificador de audio. El único “problema” que considero entre comillas, es los pocos watios de salida, sobre todo teniendo en cuenta que es un amplificador a transistores. Si no se tienen altavoces de alta sensibilidad, en mi opinión seria un pelín escaso en potencia. El resto de características las considero sobresalientes.

    Me gusta que las electrónicas en amplificación tengan mucho “margen”, las señales eléctricas de un pasaje musical suelen tener un rango dinámico grande, o por lo menos es lo que se pretende, o lo que queremos muchos. Por esta misma razón el amplificador debe dejar pasar o tener esa “cabida” con margen cuando le solicitamos potencia, para no reducirla con distorsión. Sobre todo, con las amplificaciones a transistores.

    Cualquier equivalente de potencia en su versión de válvulas si rendiría lo suficiente o mejor. El “margen” en las amplificaciones a válvulas puede seleccionarse mucho mas bajo, dado su naturaleza cuando llegan a los limites de potencia, se comportan muy diferentes a los transistores en cuanto a la distorsión (no es un recorte, sino una compresión), sobre todo en ese aspecto, incluso un poco de distorsión en las válvulas es relativamente agradable. Quizás por eso, esa sea una de las razones que nos hacen sentir que los watios de válvulas parecen “sonar” o rendir mas que los watios de transistores.

    El “recorte” o clip en los transistores y la “compresión” en las válvulas son ambos, tipos de distorsión de una señal. Y la sensación sonora de cada uno de ellos es tremendamente diferente… uno es el malo y el otro el bueno.

    • Para mi la potencia que tiene este amplificador me basta con mis monitores que no son especialmente sensibles (Xeed de Peer Skaaning) y no echo de menos más watts.
      A mi juicio el problema de las electrónicas a transistores no es tanto su menor “presencia” o “volumen sonoro” sino su tímbrica. En todos los transistores que he probado no llegan al nivel de un buen válvulas en cuanto a resolución, tímbrica e imagen sonora. Se acercan, pero no llegan.
      Habrá que investigar más 🙂
      Gracias por comentar Alberto.

      • La necesidad de potencia es también un gusto personal. Mi intención no era debatir si los transistores suenan peor que las válvulas o viceversa. La única comparativa que hice entre ellos iba solo que a igual de potencia las válvulas “rinden” mas… y puse los motivos por los creo que ocurren…

        Luego sobre gustos los colores…

        Respecto a la investigación, los científicos que lo hagan… Yo solo juego y me divierto haciéndolo…

  • Concretamente, tengo un F4 y suena muy bien, algo “delgado” y plano en comparación con otro válvulas PP EL34 que también poseo y efectivamente la tímbrica es menos “real o natural” eso sí, quizá tiene algo más de detalle y el grave es más recortado y preciso, más “seco”, en cambio en medios y agudos, me quedo con el válvulas, es claramente muy superior.

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