真空管/トランジスターによる増幅について

音とエフェクト

今回は真空管/トランジスターによる増幅について書いていこうと思います。

前回の音の歪みについてはこちら↓

増幅とは

音を電気変換した後、トランジスターや真空管で音を増幅することですが、

この仕組みについて書いていきます。

トランジスター

トランジスターにはベース(B)エミッタ(E)コレクタ(C)の3つの端子があります。

そしてトランジスターの素子であるシリコンまたはゲルマニウムには

P型とN型があり、+を寄せやすいか-を寄せやすいかという特徴があります。

確かPが正孔で+を入れる余地があり、

Nが負孔で-を入れる隙間がある構造をしています。

そしてNPN型の増幅はおおよそこんな感じです。

NPN

コレクタに入ってきた電流を元に電源から入ってきた音をエミッタに流します。

PNPはこんな感じです。

PNP

PNPはベースから入ってきた電流を元にエミッタから来た電流をコレクタに流します。

ここで注意するのは、入力電流は出力電流には含まれていないということです。

あくまでも入力電流を元に出力電流を流しているだけなので別物なんですね。

紙を拡大コピーしたときに出てくる紙は元の紙と別物であるのに似ています。

なので電源の質はとても大事なんですね。

真空管

真空管はトランジスターと違い一定の熱が無いと動作しません。

しかし、役割はだいたい同じで、

三極真空管

グリッドの電流を元に電源から出力電流を流しているわけですね。

増幅の種類

増幅にはクラスというものがあり、アンプで使われるものは

多くがAクラス、Bクラス、ABクラスです。(Cクラス、Dクラス等もあります)

Aクラス

Aクラスは入ってきた信号をそのまま増幅します。

Aクラス

この方式の利点はシンプルなので音が良くなりやすいという点です。

ところが、増幅素子が常に稼働していなければならないので

後述のBクラスと比べると増幅素子の負担が大きくなります。

Bクラス

Bクラスは入ってきた信号を一度上下に分けてからそれぞれを増幅し、

あとでくっつけます。

まず、上下に分ける
増幅後、くっつける

この方式の利点は信号を上下に分けることで、2つの増幅素子をそれぞれで

分担させて増幅できるという点です。

半分は信号の無い時間があるので増幅素子1つ当たりの負荷を減らすことができるわけですね。

よってAクラスの増幅よりも高出力を得ることができます。

ところが、当然あとからくっつけるということを行っているので

Aクラスと比べるとあまりきれいな増幅にならない傾向があります。

また、真空管アンプの場合は真空管それぞれに個体差があるため

信号を分けるポイントがずれてしまうという問題があります。

これを調整する作業が必要になるわけですね。(これをバイアス調整といいます。)

ABクラス

ABクラスはAクラスとBクラスの中間のような方式です。

Bクラスとは音を分けるポイントが違う

音を分けるポイントを多めにとることにより、

音をくっつけたときの違和感を少なくするわけですね。

また、バイアスされるポイントよりも小さいレベルの時はAクラスとして

動作するのでBクラスよりは音が良くなりやすいです。

また、真空管アンプのABクラスはBクラスと同様にバイアス調整が必要です。

今あるギターアンプはAクラスかABクラスがほとんどなんじゃないかと思います。

まとめ

・増幅素子は入力電流を元に電源から出力電流を流している。

・AクラスとBクラスでは信号を分けるポイントがあるかないかという違いがある。

といったところです。

次回はオーバードライブ(もしかしたらディストーションも)

について書いていこうと思います。

オーバードライブの仕組みになりました。

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