コメント無し

私が過去に設計して使っていた、ディスクリートなヘッドホンアンプの回路図を載せておこうと思います。シンプルに電流の流せるオペアンプをICを使わずに設計しました。 回路 = こちらが回路になります。  一段目の入力にJFETを用いており、東芝の2SK2145BLを用いました。二段差動方式で大きなオープンループゲインを取り、三段目をフォールテッドカスコード回路にすることで出力電圧を大きく取っています。 使用したトランジスタ = 基本的なトランジスタ - 後述のQ3~Q6やU1,U3を除いて 基本的にいずれのトランジスタも、小信号用の2SC1815/2SA1015などの小信号用低雑音トランジスタを用いましょう。私は2SC1740/2SA933を用いました。  特に二段目差動増幅用と三段目カレントミラー用トランジスタは、ベースエミッタ間電圧VBEが近いものを選別して使いましょう。じゃないと出力オフセット電圧を合わせるのが大変です。 またお互いのトランジスタペアを熱結合しておくとよいです。 ++熱結合すると温度が変化してもお互いのVBEが近い値で揃うので、誤差を相殺し温度に対して安定動作できます。++  三段目のカレントミラー用トランジスタも、ベースエミッタ間電圧VBEが近いものを選別して使いましょう。じゃないと出力オフセット電圧を合わせるのが大変です。 励振段トランジスタQ8,Q9も上記の小信号用を使いましたが、パワーアンプとして設計したいならば1W~10Wぐらいのトランジスタを用いましょう。 トランジスタ(二段目カスコード) -  このトランジスタはVcc-Vee付近の電圧がかかり、かつ1W以上のトランジスタを使ってください。 ++こちらにカスコードを用いた理由は、周波数特性の良い小信号用トランジスタを使いつつ、そのトランジスタの発熱を抑えたかったからです。++ トランジスタ(フォールテッドカスコード回路) -  Q4,Q6にが基本的に1W以上のトランジスタを用いましょう。 ++前述でも述べた通りフォールテッドカスコードを用いた理由は、二段目の差動増幅器直下のカスコードにより出力電圧の最大値が下がってまい、飽和しやすくなるからです。++ 出力段 = 出力段用トランジスタ -  自分はTTC3710B/TTA1452Bを採用しました。アンプの出力以上のトランジスタを用いましょう。 ++この部分はスピーカーを直接駆動するトランジスタになります。またアイドリング電流も常に流れてロスが常に発生します。ですのでアンプの出力以上のトランジスタを用いましょう。++ 出力段用バイアス回路 -  Q7のVBEとR7とR8で決まります。Q7のVBEが0.65Vとして、Q7のVceがバイアス電圧Vbだとすると大体 $${V_b=V_{CE}\simeq 0.65(1+\frac{R_7}{R_8})}$$ になります。 そしてR7を可変抵抗(多回転型)にして調整しました。 ++ただし可変抵抗が故障してオープンモードになるとバイアス電圧が一気に上昇して出力段トランジスタが焼ける可能性があるので、、、R8を可変抵抗にしたほうがいいかもしれません++ 最後に**Q7を出力段トランジスタのU1あるいはU3のどちらかにボンドで熱結合して、出力段の熱暴走を防ぎましょう。** ++発熱によって出力段トランジスタのVBE低下により、アイドリング電流が増加しますが 熱結合することで、同時にQ7のVBEが低下してバイアス電圧が低下するのでアイドリング電流の増加を相殺して安定することができます。++ 出力段のアイドリング電流 -  先程バイアス電圧が求まりました。この電圧から励振段トランジスタのVBEと出力段トランジスタのVBEを差し引いた電圧がR23,R24に掛かりアイドリング電流が求まります。なのでアイドリング電流Iiは $${I_i\simeq\frac{V_b-(V_{BE(Q8)}+V_{BE(Q9)}+V_{BE(U1)}+V_{BE(U3)})}{R_{23}+R_{24}}}$$ で決まります。大体Q8,Q9のVBEは小信号トランジスタを用いたとき0.6~0.7V、U1,U3に大電力向けトランジスタを用いた場合0.5~0.55Vになりました。 ++アイドリング電流は出力段トランジスタが常にオン状態にさせることで 出力電圧がそのトランジスタのVBEを下回って0Vに近づいたときに、トランジスタがoffになって歪みを生じさせないための回路になります。++ 二段目-三段目位相補償用コンデンサ =  二段目(三段目)でトランジスタでの増幅を行う関係で、応答が遅れて位相ずれが発生します。そこでC1,C4,C15を入れて、高周波成分を帰還させて減衰させます。これを入れないとCf2を入れようがなかなか発振が止まりません。 ==Cf2を増やしてもまだ発振したり不安定ならば、このコンデンサの容量を増やしましょう。== 余談ですが、私が作って最初の頃はここを増やす発想が無くずっと不安定で、動作が安定するまでに1ヶ月かかりました。。。 定電流ダイオード =   どちらも定電流ダイオードを使います。 I3は0.1mAのものを使いました。 I2は10mAのを使いましたが。 ++I2のダイオードは、ロスが大きいので5mAのものにしてR11を22kΩにしてもいいと思います。++ 増幅率(ゲイン) =

$${G=\frac{V_{out}}{V_{in}}=1+\frac{R_{f2}}{R_{f1}}}$$ ですね。 そして位相補償用のCf2がRf2に並列なので、 $${G(\omega)=1+\frac{R_{f2}}{R_{f1}(1+j\omega C_{f2}R_{f2})}}$$

また位相余裕も求めれるように、位相差φも求めておきますね。 元の位相がθ0、目標の位相がθ1だとしたら $${\phi=\theta_1-\theta_0}$$ として $${\phi=\arctan(-\omega C_{f2}R_{f2})}$$ つまり $${C_{f2}=-\frac{\tan(\phi)}{\omega R_{f2}}}$$ このφから、ボード線図上で位相余裕が足りないときに必要なCf2を求めることがなんとなくわかります。