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2014.04.13

ぺるけさんのFET & CRD選別冶具(旧ver)を作りました

J-FETを選別するための「選別冶具」を作りました。

以下、製作レポートとなります。


これから僕が組み上げようとしているディスクリートポータブルヘッドホンアンプHA10miniはカップリング保護のないDC直結アンプで、音質は良いものの回路的に不安定な所があり、
オフセットが多めに出てしまいがち…という弱点があるようです。

安定した性能を得るためには左chと右chの部品の誤差を減らす選別作業が有効との事。
ha10mini_001.jpg
上記を踏まえ、基板と一緒に買ったBISPAのパーツキットの中身を確認。

同梱の抵抗器は一般的な金属皮膜抵抗よりも高精度な誤差0.5%品「LGMFS」が入っていて、そのまま使えそう。
米粒よりも小さなチップトランジスタの選別は現実的ではないので無視しますが、
入力部に使われている「2SK170」のようなJ-FETは特性のばらつきが大きいそうで、
このFETの特性を揃えることができれば、大きな改善効果が得られそうです。
幸いにして2SK170のパッケージはリードタイプのTO-92ですから、これなら僕でも選別作業ができそうです。

そこで、FETを選別するための冶具を製作することにしました。
作業にあたり、「情熱の真空管」ぺるけさんが公開された回路を参考にさせていただきました。

ぺるけさんのホームページでは
選別冶具をさらに使いやすく改定した最新版も公開されているのですが、
回路に詳しくない僕が見よう見まねで作ろうとすると必ずどこかで失敗すると思うので、
確実に作れそうな旧バージョンの実配線図を公開されている方の記事を参考にさせていただきました。
ぺるけさん、snow_catさん、ありがとうございます。
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■ぺるけさんの元記事はこちら
・情熱の真空管:FET & CRD選別冶具
http://www.op316.com/tubes/toy-box/tester.htm


■僕が製作するにあたり参考にした記事はこちら
・kana-net home page:FETの選別(IDSS/BIAS測定冶具の製作)
http://www.kana-net.ne.jp/fetidss.html

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金曜夜に製作を決意し、
土曜日に秋葉原へ行き部品を購入し、
日曜日にケース加工、実製作を行いました。
fetsenbetsu_001.jpg
ケースは72×48mmのユニバーサル基板に合うタカチのMB-2Sを使い、
可能な限り小型化を目指します。

基板に部品を実装した所。
fetsenbetsu_002.jpg
完成イメージを起こさず見切り発車で作業を進めてしまったため、
特に意味もなく基板表面に撚り線を這わせたり、無駄な事をしています。

裏面。
fetsenbetsu_003.jpg
ゆとりがあり、もっと小さく収めることもできそう。

スイッチなどの配線を行った所。
fetsenbetsu_004.jpg
しかし、配線には複数のミスが…。
fetsenbetsu_006.jpg
完成を急いだあまり注意力が散漫になり、
DC電源と可変抵抗器、テスタージャックへの配線がすべて逆になっていることに気付きませんでした。
(制作翌日に原因特定、翌々日に修正して正常に使えるようになりました。)
急いで完成させようとすると、必ずミスが発生します。気をつけましょうね…。

そして、このような時に修正がしやすいコネクタ接続の利点が活きて、ありがたみを実感します。


というわけで、配線を修正して完成!
fetsenbetsu_007.jpg
アルミケースに直書きするのがちょっと怖いので、ビニールテープを貼ってます…(ご愛嬌)

特に意図したものではありませんが、変な顔みたいになっちゃいました。
fetsenbetsu_000.jpg
(怖い)

先人方の製作例を参考にして、IC用の8ピンソケットのうち、1-3ピンにFETを挿して測定する方法を採用しています。
fetsenbetsu_008.jpg
丸ピンソケットの上に、さらに板バネソケットを差し込み、へたってきたら交換。
fetsenbetsu_011.jpg
fetsenbetsu_009.jpg
fetsenbetsu_010.jpg

実際に測定してみました。
対象素子は、BISPAの部品キットの中に入っていた「2SK170」のGRランクです。
秋月電子で30本追加購入し、計32本の中から出来る限り精密なペア取りを目論みます。
fetsenbetsu_012.jpg
このFET選別冶具は、FETが実際に動作している時の条件に近い「BIAS」値を測定できるという特徴があり、
簡易的な「IDSS」値よりも精密な選別ができるということで、多くの自作ユーザーにリスペクトされているようです。
(IDSS値も測定できます)

BISPAのHA10mini用部品セットに同梱されていた2sk170GRのペアを測定した所、
IDSS値が0.1mA以内の誤差、BIAS値で見ると1.8mV程度の誤差に収まっており、
かなり厳密に選別されている事がわかりました。(BISPAさんへの好感度UP)

情熱の真空管、ぺるけさんのホームページにて頒布されている選別品の2SK170(BL)は誤差±4~8mV品ですので、
これを基準として判断すると、そのまま問題なく使用できそうです。


さらなる精密ペアを目指し、残り30本すべてBIAS値を測定してメモしていきました。
fetsenbetsu_013.jpg
同じ部品ながら、動作時の特性にかなりのばらつきが出ていることを理解できました。

念には念を入れ二回ずつ測定した結果、
二回ともBIAS値の誤差が0.3mV以内に収まっている精密なペアを3つも取る事ができました。(やったー!)
これらを使いHA10miniの製作にあたりたいと思います。


この結果に気を良くしたまうまうは、
AMB LABのCK2Ⅲの入力部に使う予定の2SK170のBLランク品を10本追加購入。

しかし、BLランクはGRランクと比較できないほどばらつきが大きく、使えそうなペアが取れませんでした。

AMB LAB公式で頒布された選別品の2SK170BLペアがIDSS値がちゃんと0.5mA以内の誤差に収まっているのは確認できましたが、
BIAS基準で測定すると20mVもずれていたので、もう少し精度のよいものを手に入れたい…。

また、この選別冶具はあくまでN-ch用のもので、
2SK170とコンプリになっているP-chの2SJ74の選別をすることができないというのも後日知りました。
残念なことですが、2SK170より大分前に廃品種となった2SJ74は流通在庫のみの素子ゆえ価格も高騰しており、ペアを取ろうとしたら相当な投資が必要となりそうなので、
ある意味では、これで良かったのかも知れません。



選別冶具を作ってみて、
オーディオ機器以外の電子工作というのは初めてですが、想像以上に新鮮な気持ちを味わえました。
また、ユニバーサル基板を使った電子工作もほとんど経験がなく苦手意識がありましたが、
僕でもなんとか実用に足るものが作れたというのが純粋に嬉しい。

苦手意識をさらに克服し、今後の製作に生かしていきたい。



ぺるけさん、snow_catさん、ありがとうございました。
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Posted at 23:24 | DIY関連 | COM(0) | TB(0) |
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