До теперішнього часу розроблено багато варіантів УМЗЧ з вихідними каскадами на польових транзисторах. Привабливість цих транзисторів у якості потужних підсилювальних приладів неодноразово відзначалася різними авторами. На звукових частотах польові транзистори (ПТ) працюють як підсилювачі струму, тому навантаження на попередні каскади незначна і вихідний каскад на ПТ з ізольованим затвором можна безпосередньо підключати до попереднього каскаду підсилення, що працює в лінійному режимі класу А.
При використанні потужних ПТ змінюється характер нелінійних спотворень (менше вищих гармонік, ніж при використанні біполярних транзисторів), знижуються динамічні спотворення, істотно нижче рівень інтермодуляціонних спотворень. Однак внаслідок меншої, ніж у біполярних транзисторів, крутизни нелінійні спотворення істокового повторювача виявляються більшими, оскільки крутизна залежить від рівня вхідного сигналу.
Вихідний каскад на потужних ПТ, де вони витримують коротке замикання в ланцюзі навантаження, має властивість термостабілізації. Деякий недолік такого каскаду – менший коефіцієнт використання напруги харчування, і тому необхідно застосовувати більш ефективний тепловідвід.
До головних же достоїнств потужних ПТ можна віднести невисокий порядок нелінійності їх прохідний характеристики, що зближує особливості звучання у підсилювачів на ПТ і лампових, а також високий коефіцієнт підсилення по потужності для сигналів звукового діапазону частот.
З останніх публікацій у журналі про УМЗЧ з потужними ПТ можна відзначити статті. Безсумнівним достоїнством підсилювача з є низький рівень спотворень, а недоліком – мала потужність (15 Вт). Підсилювач володіє більшою потужністю, достатньою для житлових приміщень, та прийнятним рівнем спотворень, але представляється відносно складним у виготовленні і налаштуванні. Тут і далі мова йде про УМЗЧ, призначених для використання з побутовими АС потужністю до 100 Вт
Параметри УМЗЧ, орієнтовані на відповідність міжнародним рекомендаціям IEC (МЕК), визначають мінімальні вимоги до апаратури категорії hi-fi. Вони цілком обгрунтовані як з психофізіологічної сторони сприйняття спотворень людиною, так і реально досяжними спотвореннями аудіосигналів в акустичних системах (АС), на які власне і працює УМЗЧ.
У відповідності до вимог IEC 581-7 для АС категорії hi-fi повний коефіцієнт гармонійних спотворень не повинен перевищувати 2% в діапазоні частот 250 … 1000 Гц і 1% у діапазоні понад 2 кГц при рівні звукового тиску 90 дБ на відстані 1 м. При характеристичної чутливості побутових АС, рівної 86 дБ / Вт / м, це відповідає вихідної потужності УМЗЧ всього 2,5 Вт З урахуванням пікфактора музичних програм, прийнятому рівним трьом (як для гауссового шуму), вихідна потужність УМЗЧ повинна становити близько 20 Вт У стереофонічної системі звуковий тиск на НЧ приблизно подвоюється, що дозволяє відсунути слухача від АС вже на 2 м. При видаленні ж на 3 м цілком достатня потужність стереопідсилювача 2 × 45 Вт
Неодноразово зазначалося, що спотворення в УМЗЧ на польових транзисторах обумовлені, в основному, другої і третьої гармоніками (як і в справних АС). Якщо вважати незалежними причини виникнення нелінійних спотворень в АС і УМЗЧ, то результуючий коефіцієнт гармонік по звуковому тиску визначається як корінь квадратний із суми квадратів коефіцієнтів гармонік УМЗЧ і АС. У цьому випадку, якщо повний коефіцієнт гармонійних спотворень в УМЗЧ в три рази нижче, ніж спотворення в АС (тобто не перевищує значення 0,3%), то їм можна знехтувати.
Діапазон ефективно відтворених частот УМЗЧ повинен бути не вже чутного людиною – 20 … 20 000 Гц. Що стосується швидкості наростання вихідної напруги УМЗЧ, то у відповідності з результатами, отриманими в роботі автора [3], достатня швидкість 7 В / мкс для потужності 50 Вт при роботі на навантаження 4 Ом і 10 В / мкс – при роботі на навантаження 8 Ом.
За основу пропонованого УМЗЧ був узятий підсилювач в якому для «розкачки» вихідного каскаду у вигляді складових повторювачів на біполярних транзисторах використовувався швидкодіючий ОУ зі слідкуючим харчуванням. Следящее харчування використовувалося також для ланцюга зміщення вихідного каскаду.

В підсилювач внесені наступні зміни: вихідний каскад на комплементарних парах біполярних транзисторів замінений каскадом з квазікомплементарной структурою на недорогих ПТ з ізольованим затвором IRFZ44 і обмежена глибина загальною СОС до 18 дБ. Принципова схема підсилювача показана на рис. 1.

В якості попереднього підсилювача використаний ОУ КР544УД2А з високим вхідним опором і підвищеною швидкодією. Він містить вхідний диференціальний каскад на ПТ з р-n переходом і вихідний двотактний повторювач напруги. Внутрішні елементи частотної корекції забезпечують стабільність в різних режимах зворотного зв’язку, в тому числі в повторителе напруги.
Вхідний сигнал надходить через ФНЧ RnC 1 з частотою зрізу близько 70 кГц (тут внутрішній опір джерела сигналу = 22 кОм). який використовується для обмеження спектра сигналу, що надходить на вхід підсилювача потужності. Ланцюг R1C1 забезпечує стійкість УМЗЧ при зміні величини RM від нуля до нескінченності. На неінвертуючий вхід ОП DA1 сигнал проходить через ФВЧ, побудований на елементах С2, R2 з частотою зрізу 0,7 Гц, службовець для відділення сигналу від постійної складової. Місцева ООС для операційного підсилювача виконана на елементах R5, R3, СЗ і забезпечує коефіцієнт підсилення, рівний 43 дБ.
Стабілізатор напруги двухпо-лярного живлення ОП DA1 виконаний на елементах R4, С4, VDI і R6, Сб VD2 відповідно. Напруга стабілізації вибрано рівним 16 В. Резистор R8 спільно з резисторами R4, R6 утворюють дільник вихідної напруги УМЗЧ для подачі «слідкуючого» харчування на ОУ, розмах якого не повинен перевищувати граничних значень синфазного вхідного напруги ОУ, тобто + /-Ю В. «слідкуючого» харчування дозволяє істотно збільшити розмах вихідного сигналу ОУ.
Як відомо, для роботи польового транзистора з ізольованим затвором, на відміну від біполярного, потрібно зсув близько 4 В. Для цього в схемі, наведеній на рис. 1, для транзистора VT3 застосована схема зсуву рівня сигналу на елементах R10, R11 іУОЗ.У04на 4,5 В. Сигнал з виходу ОУ через ланцюг VD3VD4C8 і резистор R15 надходить на затвор транзистора VT3, постійна напруга на якому щодо загального дроти одно +4,5 В.
Електронний аналог стабілітрона на елементахVT1, VD5, VD6, Rl2o6ecne4H-кість зсув напруги на-1, 5 В щодо виходу ОУ для забезпечення необхідного режиму роботи транзистора VT2. Сигнал з виходу ОУ через ланцюг VT1C9 також надходить на базу включеного по схемі з загальним емітером транзистора VT2, який інвертує сигнал.
На елементах R17. VD7, С12, R18 зібрана ланцюг регульованого зсуву рівня, що дозволяє задати необхідне зміщення для транзистора VT4 і тим самим встановити струм спокою кінцевого каскаду. Конденсатор СЮ забезпечує «следящее харчування» ланцюга зсуву рівня шляхом подачі вихідної напруги УМЗЧ в точку з’єднання резисторів R10, R11 для стабілізації струму в цьому ланцюзі. З’єднання транзисторів VT2 і VT4 формує віртуальний польовий транзистор з каналом р-типу. тобто утворюється квазікомплементарная пара з вихідним транзистором VT3 (з каналом п-типу).
Ланцюг С11R16 збільшує стійкість підсилювача в ультразвуковому діапазоні частот. Керамічні конденсатори С13. С14. встановлені в безпосередній близькості від вихідних транзисторів, служать тієї ж мети. Захист УМЗЧ від перевантажень при коротких замиканнях у навантаженні забезпечується плавкими запобіжниками FU1-FU3. так як польові транзистори IRFZ44 мають максимальний струм стоку 42 А і витримують перевантаження до згоряння запобіжників.
Для зменшення постійної напруги на виході УМЗЧ, а також зниження нелінійних спотворень введена загальна ООС на елементах R7, С7. R3, СЗ. Глибина ООС по змінному струму обмежена значенням 18.8 дБ, що стабілізує коефіцієнт гармонік у звуковому діапазоні частот. По постійному струму ОУ спільно з вихідними транзисторами працюєте режимі повторювача напруги, забезпечуючи постійну складову вихідної напруги УМЗЧ не більше кількох мілівольт.