¿Por qué este opamp de potencia tiene MOSFET en la etapa de salida?

El motivo podría deberse, en parte, a la ausencia de un segundo desglose. En los BJT, la capacidad de disipación de potencia a menudo se reduce a alto voltaje, ya que la corriente tiende a concentrarse en puntos calientes localizados. Algunos MOSFETs no sufren de esto. Con este dispositivo, el gráfico del área de operación segura muestra una línea recta de hasta 100 V cuando el dispositivo está limitado por disipación.

MOSFET no son transistores de salida ideales, pero tienen 2 ventajas principales sobre los bjt.

1. No tienen el mismo tipo de problemas de fuga térmica como los de bjt, pero muchos MOSFET están diseñados solo para aplicaciones de modo de conmutación. Los pines fijos 27 y 28 se utilizan para detectar la corriente de la unidad de salida y sujetarla a niveles seguros.

2. Los MOSFET tienen una resistencia de activación muy baja, especialmente cuando están saturados de activación. Por lo tanto, la caída de Vce a niveles de corriente altos es una fracción de lo que tienen los bjt, por lo que puede manejar cargas de impedancia muy baja con mayor eficiencia que los bjt.

3. Cuando mencioné que los MOSFET no son transistores de salida ideales para amplificadores de potencia, me refería al hecho de que la tensión de polarización para la etapa de salida es de 8 voltios o más (Q14 y IC1 manejan eso), y P- Los MOSFET de canal y canal N son difíciles de hacer debido a su estructura atómica. El MOSFET de canal N trabaja con electrones, mientras que el MOSFET de canal P utiliza portadores de "orificio". Además, la mayoría de los MOSFET que se fabrican hoy en día son para cambiar de aplicación, por lo que estar ENCENDIDO en un 50% en modo lineal puede hacer que se calienten de manera importante.

4. En voltajes bajos de 100 voltios, esto no es un problema, pero un amplificador de 2,500 vatios con rieles de suministro de +/- 120 voltios hace uso implícito de 8 a 10 pares de transistores de potencia NPN-PNP emparejados, clasificados para 250 VDC. Con tantos en paralelo, se cumple la muy baja impedancia de salida requerida, y no he encontrado ningún MOSFET de canal P con nada cerca de una clasificación de 250 voltios. Este es un problema técnico que tal vez se resuelva un día.

5. Los amplificadores tipo AB de alta potencia desperdician el 10% de la potencia total simplemente al estar inactivo sin sonido inyectado. Esto incluye los tipos MOSFET porque también necesitan una alta corriente de polarización para mantener el THD en un nivel muy bajo. La solución para este problema es una fuente de alimentación digital diseñada alrededor de un motor DSP de Texas Instruments que alimenta solo el voltaje que la etapa de salida necesita dentro de 10 uS. Es mucho más eficiente pero mucho más caro, por ahora.