ARTIKEL
Buizen vs Transistoren
Frank Speet |
07 december 2000
| Fotografie Frank Speet
Het begon in de jaren ’50 allemaal met de germanium transistor. De stuurbare geleider was ontdekt. Halfgeleider houdt in feite niets anders in dan dat je een hoofdstroom traploos kunt sturen of regelen met een klein stuurstroompje. De relatie tussen dat stuurstroompje en de hoofdstroom noemen we de overdrachtskarakteristiek. Het is van belang voor muziekweergave dat er een lineaire relatie bestaat tussen ingang en uitgang van zo’n regelschakeling, want dat is het in feite. Je hebt een al dan niet gestabiliseerde voeding en je gaat met een regelschakeling, die je met een muzieksignaal kunt moduleren, vermogen van die voeding naar de luidspreker sturen.
Silicium bleek al snel een veel beter materiaal te zijn voor halfgeleiders; er kon veel meer stroom doorheen, het kon onbelast veel meer spanning aan en in bedrijf was het maximale product hiervan, het vermogen, ook veel hoger. De moderne siliciumtransistor is in duizenden verschillende variaties verkrijgbaar, elk met een eigen toepassingsgebied en eigen specificaties. Naast ‘gewone’ transistoren kennen we FET’s. Dit is een afkorting van Field Effect Transistor. Het belangrijkste verschil met een gewone transistor is de wijze van aansturing, dit gebeurt namelijk met een spanning in plaats van een stroom. Eenvoudig gezegd komt het er op neer dat de ingang van een transistor op een vaste spanning staat en de ingangsstroom gemoduleerd wordt, terwijl bij een FET er geen ingangsstroom loopt (alleen een virtuele) en het potentiaal van de ingang gemoduleerd wordt met een spanning.
In de vroege jaren ’70 begon Sony als één van de eerste fabrikanten te experimenteren met varianten op de FET. De V-FET was ontwikkeld en Sony bracht in de late jaren ’70 een serie versterkers met deze V-FET’s uit. Hoewel er bezitters zijn die al jaren probleemloos genieten van deze bijzondere versterkers waren ze al snel berucht om hun instabiliteit. Reparatie was een dure grap en het feitelijke probleem was daarmee niet opgelost. Inmiddels kunnen de nog resterende V-FET versterkers omgebouwd worden naar transistor. Ook niet goedkoop, maar wel een stuk stabieler. Een aantal jaren later kwamen de eerste MOSFET’s. Dit staat voor Metal Oxyde Semiconductor FET. Hoewel ook deze componenten aanvankelijk met stabiliteitproblemen kampten kwam Hitachi met een reeks types die al snel populair werden vanwege hun betrouwbaarheid en de eenvoud waarmee met deze componenten een relatief goede en zware versterker gebouwd kon worden. Bekend zijn de types 2SJ50 en 2SK135. Inmiddels is ook deze serie weer vervangen door nog betere exemplaren.
Zoals ik al eerder beschreef zijn de meeste versterkers rond eenzelfde principe opgebouwd; ze bevatten een symmetrische voeding. Zo’n voeding levert een bepaalde positieve en negatieve spanning ten opzichte van massa, bijvoorbeeld + en – 40 Volt. Je kunt dan vrij eenvoudig een zogenaamde DC-gekoppelde versterker bouwen, dat wil zeggen dat de luidspreker in principe rechtstreeks aan de versterker gekoppeld wordt. Meestal zit er nog een beveiligingsschakeling in met een relais wat de luidsprekers uitschakelt als de versterker defect raakt. Omdat we echter alleen maar een wisselspanning op de luidspreker willen zetten, en wel een versterkte versie van het aan de ingang aangeboden muzieksignaal, en absoluut geen gelijkspanning omdat dit de luidsprekers ernstig kan beschadigen, moeten we een oplossing vinden om het gelijkspanningsniveau van de uitgang van de versterker op nul te houden ten opzichte van massa. Dit gebeurt met behulp van een zogenaamde verschilversterker. Zo’n schakeling heeft twee ingangen en wil altijd hetzelfde gelijkspanningsniveau aan beide ingangen zien. Aangezien één ervan de ingang van de versterker vormt en de ander via een weerstandsnetwerk aan de uitgang, wordt door dit schakelingetje de gelijkspanning (DC-offset) aan de uitgang op nul gehouden. Op dit thema zijn een aantal varianten mogelijk, maar het basisprincipe zie je elke keer weer terug komen. Met dit basisprincipe kun je heel mooie versterkers bouwen en de klankmatige resultaten worden in grote mate beinvloed door de kwaliteit van de gebruikte componenten en de fysieke opbouw van de versterker, maar dat geldt ook voor buizenversterkers. Met name de laatste tijd zie je in buizenland weer de single ended klasse “A” triodeversterkers opkomen. Het uitgangsvermogen is gering, de gebruikte buizen exotisch en daarmee peperduur, de meetresultaten pover, maar het geluid is geweldig. Hoe kan zoiets nou? Gitaristen vinden buizenversterkers ook mooi, maar het klinkt naar niets als je gitaar zou spelen over een hifi buizenversterker en evenmin klinkt een gitaarversterker goed als je hem voor hifi zou gebruiken. De technische verschillen worden uitgebreid uit de doeken gedaan in een boek getiteld “Buizenversterkers”. Het is geschreven door Rainer zur Linde en het is verkrijgbaar via de uitgeverij Elektuur. Ik wil u dit boek van harte ter lezing aanbevelen. Ik wil hier dan ook niet al te diep ingaan op deze verschillen, maar het komt er op neer dat een gitaarversterker in feite een verlengstuk van de instrument zijn, terwijl een hifi versterker in principe neutraal dient te zijn. Toch dringt zich de gedachte op dat dat bij een buizenversterker niet het geval is en dat de subjectieve mooiheid die we ervaren een ‘mooi van slechtheid’ is.
