使用素子の知識、選択基準と正しい使い方:パワーTr(出力段用)

オーディオアンプ用出力石  (ドライブ石は→こちら

バイポーラのパワーTrには大別して①250Vを超える高電圧スイッチング用、②60V-230Vの中耐圧で大きな電力定格を持つオーディオ用、③電流定格は大きくてもPCは比較的小さな低圧スイッチング用があります。
耐圧に関わらず近年はスイッチング用はMos-FETに置き替えられ、オーディオ用途も衰退しているのでパワーTr自体が市場流通在庫で消滅を迎える方向です。一部の昔から有名な品番は保守用途として海外メーカーが同じ品番の「相当品」を作り続けており、古いCAN型も入手できる場合もあるが性能は当てにならない。

アナログのパワーアンプ用としてVceの比較的大きな領域で大電流を流すため、ASOが広い事が特に大出力用途で求められます。高耐圧素子ではIGBTも大電流を扱えますが、これはASOが狭いのでアナログアンプには使えません。
品種の選択に最低限必要な性能は耐圧/電流/損失で、それに加えhFE, ft, Cobの性能値も重要。中でも耐圧が最優先項目で、次に実装上重要なパッケージ形状で選択範囲が決まる。耐圧さえクリアすれば電流や最大損失は不足分をパラにする事で補えます。

・耐圧グループと使用可能な最大出力(8Ω負荷時)
 200V以上:300W以上
 150-180V:180-250W
 120-140V:100W-150W
 100V以下:80W以下
具体的にはパワートランス2次巻線の無負荷電圧の3倍以上の耐圧が必要。(AC40Vを超えなければ120V耐圧品がぎりぎり使える)耐圧にはVceoとVcboがありますが、B級PPでベースの逆電流を引ければVceoを超えてもVcboまでは使えます。(電圧増幅段でA級で使う石ではVceo耐圧が必要)

CAN型(To-3)は全て廃品種で、1970年代の最後辺りまで使われていました。古いアンプの補修用として今も一部の品種は細々と流通していますが、全般に非常に高価で取引されています。
海外製の古いCAN型品も結構流通していますが、10AクラスでもhFEリニアリティは悪く、耐圧も高くないので国産の古い石と大して変わりません。

品番の若い(古い)品種は特にPNPのhFEリニアリティが悪く、10A定格でもわずか2A程度でhFEが半減してしまう物が多い。その為に8Ω100W出力(ピークで5A)でも2パラで使うのが普通でした。
その中でサンケンの石は初期でもhFEリニアリティが良く、A747Aの実測データも他社より良好です。サンケン以外では高ft品種が開発された2SA1050、2SC2460以降の品番の物は各社共に大幅に改善され、高速化と共に高性能化が進みました。

高ftの高性能の物はモールド型も含めてサンケン以外は廃品種となっていますが、2SA1200番以降の新しい品種では汎用品でも30MHz程度と十分なftの値で、定格の割には価格も安いので「普通のアンプ」を作るには十分高性能です。高価な高ft品を使うのは数100kHz以上での限界性能を極めるか、または自己満足の世界となります。

To-3 (CAN型) の高ft品種:すべて廃品種、レア品です。耐圧200V以上のハイパワー用は存在しない
メーカーPNPVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
富士通2SA1001130880403502SC232113088060250
富士通2SA100212012120404502SC23221201212060300
富士通2SA100315012120404502SC23231501212060300
NEC2SA100715010100502502SC23371501010070150
ソニー2SA10281001095603702SC2398100109580240
富士通2SA104012010100604002SC24301201010080200
富士通2SA104112015100605002SC24311201510080250
富士通2SA1043120301506010002SC24331203015080500
東芝2SA105014012100702202SC24601401210090130
東芝2SA1051A16015150603502SC2461A1601515080200
松下2SA1063150680502SC248715068050
松下2SA10641508100502SC2488150810050
松下2SA106515010120502SC24891501012050
サンケン2SA106712010100501402SC24921201010070100
サンケン2SA106815010100501402SC24931501010070100
富士通2SA107212012120603002SC25221201212080180
富士通2SA107316012120603002SC25231601212080180
NEC2SA110918010200604502SC25891801020060300
東芝2SA114718015150603502SC27071801515080200

To-3 (CAN型) の通常品種(NEC、サンケン)
メーカーPNPVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NEC2SA62680660103002SD1808066010150
NEC2SA627100760103002SD18810076010150
NEC2SB545A705602SD188A80760
NEC2SA648120760102002SD21712076010
NEC2SA649150780102002SD21815076010
NEC2SD322*1207802SD323150780
NEC2SB539C1601010074202SD287C2001010015270
NEC2SB54111088073202SD3881508809190
NEC2SA65015010100105002SD3751501010010
NEC2SA65115010100105002SD46915010100
NEC2SA959100101002SD15110010120
NEC2SD181A*250101002SD37625010100
NEC2SB60020010200144502SD5552501020015300
NEC2SB79620010200144502SD9972501020015300
サンケン2SA74480870152202SC140214087010130
サンケン2SA745100870152202SC140316087010130
サンケン2SA7468010100152552SC11151401010010165
サンケン2SA747A14010100152552SC1116A2001010010165
サンケン2SA8076065010902SC1618806501085
サンケン2SA8088065010902SC16191006501085
サンケン2SA8778010100152552SC17821401010010165
サンケン2SA87812010100152552SC17831801010010165
サンケン2SA90710015150102702SC15841501515010110
サンケン2SA90815015150102702SC15852001515010110
サンケン2SA90920015150102702SC15862501515010110
サンケン2SA91020015150102SC178520015100
サンケン2SC1784*150151002SC178623015100
サンケン2SA97115015150102702SC22562001515010110
サンケン2SA980100880202SC226016088015
サンケン2SA981120880202SC226118088015
サンケン2SA982140880202SC226220088015
サンケン2SA111620015150202SC26072001515020
サンケン2SA111720017200202SC26082001720020

To-3 (CAN型) の通常品種(東芝、日立、他):日立のCAN型は比較的ftが高い
メーカーPNPVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
東芝2SA65613075051502SC5191107501090
東芝2SA657A10075051502SC520A1007501090
東芝2SA658A7075051502SC521A707501090
東芝2SA66310076066002SC7931007609220
東芝2SA6791201210069002SC1079150121004350
東芝2SA680801210069002SC1080110121004350
東芝2SB5301108802SD370110880
東芝2SB53110065081802SD3711006505
東芝2SB552220151503.53002SD552220151504160
東芝2SB5541801515064502SD424180151505300
東芝2SB5551401210063302SD425140121005220
東芝2SB5561201210063302SD426120121005220
東芝2SB55712088072802SD4271208807170
東芝2SB55810076072202SD4281007607140
東芝2SB68115012100133002SD5511501210015250
東芝2SB64520015150124502SD6652001515015300
日立2SA75314010100202202SC13431301010015240
日立2SA756100650202402SC103015065010180
日立2SA757120760242502SC89715076015140
日立2SA758130780202502SC89815078015140
日立2SB6111507602SD581150760
日立2SB612180121002SD58218012100
日立2SB613250151502SD58325015150
日立2SB653120760202SD67312076050
日立2SB654120780222SD67412078050
日立2SB65516012100222SD6751601210050
日立2SB65616012125222SD6761601212550
日立2SB722160151502SD75216015150
日立2SB723200151502SD75320015150
ソニー 2SB518907602SD33870760
ソニー 2SB51911010802SD3399010805
ソニー 2SB5201401210052SD340110121005
三洋2SB634120760152SD332130765
三洋2SB696150880152SD73215088015
三洋2SB69716012100152SD7331601210015
三洋2SB923120201002SD123912020100
三洋2SB924120251202SD124012025120
松下2SA882130710078002SC181813071007400

大型Moldパッケージの高ft品種:サンケン以外は全て廃品種。
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
MT-200小NEC2SA986130780602502SC2276130780100150
MT-200富士通2SA107512012120602SC25251201212080
MT-200富士通2SA107616012120602SC25261601212080
To-3P東芝2SA1093120880901502SC25631208809090
MT-200東芝2SA109414012120702202SC25641401212090130
MT-200東芝2SA109516015150603502SC25651601515080200
To-3Pソニー2SA10971301095602SC2571100109580
MT-200NEC2SA110715010120502502SC25871501012070150
MT-200NEC2SA110813012120602702SC25881301212060170
To-3PNEC2SA114111510100903902SC26811151010080230
To-3P東芝2SA114614010100702202SC27061401010090130
MT-200NEC2SA116616015150603202SC27661601515060180
To-3Pサンケン2SA118615010100601102SC2837150101007060
MT-200サンケン2SA118715012120601102SC2838150121207060
MT-200サンケン2SA121516015150504002SC29211601515060200
MT-200サンケン2SA121618017200405002SC29221801720050250
To-3PNEC2SA1227A15012120602802SC2987A1601212050190
To-3PNEC2SA123213010100602602SC30121301010060150
To-3P三洋2SA12928015701002SC3256801570100
To-3Pサンケン2SA129423015130355002SC32632301513060250
MT-200サンケン2SA129523017200355002SC32642301720060250
To-3Pサンケン2SA130315014125504002SC32841501412560200
To-3Pサンケン2SA1386A18015130405002SC3519A1801513050250
To-3PFMNEC2SA15131001560803002SC39051001560120180
To-3PFMサンケン2SA18601501480502SC4886150148060
To-3PNEC/Sony2SA19882007100402702SC2943390158070160

小出力用小型Moldパッケージの高ft品種(耐圧50V以上)
 さらに低耐圧では非常に高ftの品種もあるが、ASOが狭く出力段をカスコードにしないと使えない。富士通A1077/C2547は大型のA1075/C2545と同じチップでASOが広い。
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
  NPN  VcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
To-220東芝2SA101260525601702SC25626052512080
To-220富士通2SA10771201060603002SC2527120106080180
To-220三洋2SB 919 608301202SD123560830120
To-220三洋2SA1289805301002SC325380530100
To-220三洋2SA1290807351002SC325480735100
To-220三洋2SA12918010401002SC3255801040100
To-220東芝/Rohm2SA1293100525602002SC45951001230120
To-220東芝2SA1328601240703202SC334560124090180
To-220東芝2SA1329801240504002SC334680124080220
To-220NEC2SA16441505301501302SC432815052512060
To-220NEC2SA16451507351501502SC4329150735120
To-220NEC2SA16461501040150202SC43301501040150120
To-251三洋2SA173150515300602SC45226051530040
To-126FM三洋2SA202250718290502SC56106071833028
To-251三洋2SA203950515360242SC57068051540015

大型Moldパッケージ(2点止め、To-3PL)の通常品種
 MT-200小は初期の2点止めタイプで全て廃品種。サンケンと東芝To-3PLは現行品
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
MT-200小NEC2SB616100560111402SD5861005601890
MT-200小NEC2SB617120670142202SD58712067017130
MT-200小NEC2SB618150780143402SD58815078015190
MT-200小日立2SB699160121002SD73516012100
MT-200小日立2SB700A16012100202SD736A1601210050
MT-200小日立2SB701160121202SD73716012120
MT-200小日立2SB702A16012125202SD738A1601212550
MT-200NEC2SB70514010120174302SD745B1601012015270
MT200-4NEC2SB706A22010200144502SD746A2201020015300
MT-200小日立2SB748A120660222SD824A12066050
MT-200小日立2SB749A120780222SD825A12078050
MT-200小NEC2SB758A1307802SD848A130780
MT-200小NEC2SB7731006702SD883100670
MT-200サンケン2SA116920015150204002SC27732001515020250
MT-200サンケン2SA117020017200205002SC27742001720020300
MT-200サンケン2SA149320015150202SC38572001515020
MT-200サンケン2SA149420017200202SC38582001720020
MT-200東芝2SA133320015150306002SC33702001515030270
MT-200東芝2SA138916012120305002SC35461601212030250
MT-200東芝2SB75515012120204502SD84515012120200
To-3PL東芝2SA130116012120305002SC32801601212030250
To-3PL東芝2SA130220015150306002SC32812001515030270
To-3PL東芝2SA155323015150254702SC40292301513030270
To-3PL東芝2SA194218012120303202SC51991801212030170
To-3PL東芝2SA194323015150303602SC52002301515030200
To-3PL東芝2SA198723015180303602SC53592301518030200
To-3PL東芝2SA212123015220254702SC59492301522030270
To-3PL東芝TTA00021601818030410TTC00011601818030210

To-3P型Moldパッケージの通常品種
 古い品番は廃品種が多い。コンプリのある品種のみ掲載(ダーリントンは除く)
メーカーPNPVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc(A)Pc(W)ft
(MHz)
Cob
(pF)
NEC2SB8481006702SD1109100670
NEC2SB849120780143402SD111012078015190
NEC2SB9651207702SD1288120770
NEC2SB9661208802SD1289120880
サンケン2SA110280660201502SC257712066020110
サンケン2SA1103100770202002SC257814077020150
サンケン2SA1104120880203002SC257916088020200
サンケン2SA1105120990204002SC258018099020250
サンケン2SA110614010100204002SC25812001010020250
サンケン2SA148980660202SC385312066020
サンケン2SA1490120880202SC385416088020
サンケン2SA149114010100202SC38552001010020
サンケン2SA149218015130202SC38562001513020
サンケン2SA169380660202SC446612066020
サンケン2SA1694120880202SC446716088020
サンケン2SA169514010100202SC44682001010020
東芝2SB686100660102702SD71610066012100
東芝2SB688120880102802SD71812088012170
東芝2SB75450760103002SD8445076015250
東芝2SB863140101002SD114814010100
東芝2SB168216081002SD11871001080
東芝2SA126380660302902SC31808066030105
東芝2SA1264120880304202SC318112088030190
東芝2SA126514010100305002SC31821401010030250
東芝2SA151618012130254702SC39071801213030270
東芝2SA193980660301802SC5196806603075
東芝2SA1940120880302602SC519712088030120
東芝2SA194114010100303202SC51981401010030170
東芝2SA1943N23015150303602SC5200N2301515030200
東芝2SA196223015130303602SC52422301513030200
東芝2SA198623015150303602SC53582301515030200
東芝2SA212020012200254702SC59482001220030270
東芝TTA00011601815030410TTC00011601815030210
三洋2SB775100660131502SD89510066010110
三洋2SB776120770152002SD89612077010140
三洋2SB816150880152202SD104615088015160
三洋2SB81716012100153002SD10471601210015210
三洋2SB82760760102SD106360760
三洋2SB828601280102SD1064601280
三洋2SB829601590202SD1065601590
三洋2SB9046020602SD1213602060
三洋2SB9221201280202SD1238120128020
三洋2SB1231110251202SD184111025120
三洋2SB1232110401502SD184211040150
三洋2SA203125015140104002SC56692501514015
松下2SB69113056071902SD7271305607110
松下2SB69215067073002SD7281506707160
松下2SB69517078073502SD7311707807180
松下2SB713200910072202SD75120091007220
松下2SB763605602SD85860560
松下2SB979100560201702SD13321005602090
松下2SB9801206702SD1333120670
松下2SB9811407802SD1334140780
松下2SB98215091002SD13351509100
松下2SB125416071002SD14881509100
松下2SA106080560151702SC24848056020100
松下2SA1061100670202402SC248510067020140
松下2SA1062120780202902SC248612078020190


ドライブ石
 ドライブ用に必要な耐圧は最終段と同じで、ハイパワー用には200V以上が必要。初期(1978年位まで)のパワーTrはhFEが低くて大電流時の低下も大きいので、100Wクラスのアンプでも4Ω負荷を考えると0.5A近い電流が必要でドライブ石の定格も1A以上が必要でした。
出力石のhEFリニアリティが改善されてからはMaxでも0.2A程度で良くなったので後期のhFEの高い出力石なら0.5A定格でも足ります。
分類は出力石と同様にパッケージとft、耐圧ですが、CAN型はヒートシンクに実装するのが非常に面倒で使い難い為に1970年代の半ばに一斉にMoldタイプに移行しました。従ってCAN型のドライブ用品種は性能的にはとても陳腐です。どうしてもCAN型でないといけない場合を除き、安価で高性能なMold型を選ぶのが適切

To-5, To-66 (CAN型) 150V以上の高耐圧品:(すべて廃品種)
 100Wオーバーで使える高耐圧のPNPは非常に少なく、高ft品はA969/C2239とB606/D624しかない。
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
To-66NEC2SB5992002302SD554250230
To-5富士通2SB6062500.50.81002SD6242000.50.85012.5
To-66東芝2SD6562001.5303
To-66松下2SD7663000.73045
To-66東芝2SA4831501.52010502SC487A1501.5152085
To-66東芝2SC5081804203050
To-66日立2SC6793002302075
To-66東芝2SC7793002252040
To-66東芝2SC7823001.5201050
To-66東芝2SC7832001.5201050
To-66NEC2SA652150115151002SC103130023015
To-66NEC2SA653150115151002SC11602001152030
To-66NEC2SA653A150125602SC11612001152030
To-66日立2SC13043000.520716
To-66松下2SA7661500.420151002SC14501500.4201550
To-66東芝2SA9691601.525100302SC22391601.52510025

To-5, To-66 (CAN型) 耐圧100V~140V: PNP側の耐圧が低く、100W以上のアンプには使えない
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
To-66東芝2SB50211032512002SD1021103251150
To-66東芝2SB502A11032552002SD877110325385
To-5NEC2SB504A100212SD78A10021
To-55NEC2SB50580215352SD7910021550
To-5NEC2SB5108010.8502SD32810010.850
To-66日立2SB6091004402SD579100440
To-5東芝2SA4841101.50.820602SC4841501.50.82050
To-5東芝2SA485801.50.820602SC4851001.50.82050
To-66東芝2SC4871101.5152085
To-66東芝2SC48814031610130
To-66東芝2SC48910031610130
To-5東芝2SA497800.80.670332SC4971000.80.65015
To-5東芝2SA5031000.60.880222SC5031000.60.88013
To-5東芝2SA5101201.50.860432SC5101401.50.86025
To-5東芝2SA5119010.850432SC51112010.85030
To-5東芝2SA512801.50.860432SC5121001.50.86025
To-5東芝2SA516A1201.50.850432SC516A1401.50.85025
To-55東芝2SC5221401.5106025
To-55東芝2SC5231201.5105025
To-55東芝2SC5241001.5106025
To-5松下2SA546A9010.7580502SC696A13030.7510020
To-55松下2SA547A9011080502SC697A10031010022
To-5日立2SA537A1000.70.75150152SC708A10010.751525
To-66日立2SA5661000.710100252SC680200212.52075
To-5NEC2SA6061000.70.7115202SC9591200.70.78017
To-55NEC2SA6071000.71100302SC9601200.7110030
To-5NEC2SA708A1000.70.895252SC1008A1000.70.87015
To-5ソニー2SA76111026.380552SC14301101.50.55050
To-66ソニー2SA76211021.580502SC143111021.58025
To-5ソニー2SA9228010.63120102SC198214010.631206.5

ft=200MHzオーバーの高速ドライブ石:三洋のはCRT-Drive用でftは非常に高いが電流定格が小さめ、東芝の最新の石は安価で使いやすい
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
To-126日立2SB874100220250502SD117710022023050
To-126FM松下2SA11101200.55200302SC25901200.55250
To-220松下2SA1111150120200302SC2591150120250
To-220松下2SA1112180120200302SC259218012025020
To-126FM松下2SA1178150120200302SC280315012020020
To-220FM松下2SA1535A180115200502SC3944A18011520050
To-126FM三洋2SA17501400.5105002SC45651400.510500
To-220三洋2SA17521400.5205002SC45671400.520500
To-220FM東芝2SA1930180220200262SC517118022020016
To-220FM東芝2SA2190180220200262SC607218022020016

Moldパッケージの汎用品:各メーカーの主要品種のみ。まだ市場流通在庫が豊富で安く入手できる
 定格の小さなパッケージ(To-92L)も多数あり。
パッケージメーカーPNPVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
NPNVcboIc
(A)
Pc
(W)
ft
(MHz)
Cob
(pF)
To-220NEC2SB5361301.52040352SD3811301.5204525
To-220NEC2SB6281601.52040352SD6081601.5204525
To-126日立2SB649A1801.520140272SD669A1801.52014014
To-220日立2SB720200225100322SD76020022510020
To-220松下2SA913A180115120<152SC1913A180115120<30
To-220サンケン2SA95820023020352SC21682002301520
To-220東芝2SA9681601.525100302SC22381601.52510025
To-220NEC2SA985A1501.525180292SC2275A1501.52520019
To-220NEC2SA1006A2001.52580452SC2336A2001.5259530
To-220三洋2SA10111801.525100302SC23441801.52510023
To-220富士通2SA10791602251401002SC252916022516060
To-126NEC2SA1220A1601.220175262SC2690A1601.22015519
To-126FM三洋2SA12491801.510120222SC31171801.51012014
To-126FM東芝2SA1358120110120302SC342112011012015
To-126FM三洋2SA15071801.510120222SC39021801.51012014
To-220FM三洋2SA16061801.515100302SC41591801.51510023
To-220FM東芝2SA183723012070302SC4793230120100
To-220FMサンケン2SA1859A18022060302SC4883A180220120
To-126FM東芝TTA004B1601.51010017TTC004B1601.51010012
To-126FM東芝TTA006B2301107030TTC011B23011010020


    
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