GaNの話シリコンを粉砕するために捧げたブログ
GaNで実現された高品質、低コストのオーディオ

GaNで実現された高品質、低コストのオーディオ

7 29, 2021

最近まで、オーディオ・アンプで高品質のサウンドを実現するには、数1000米ドルの費用がかかり、大きくて重く、電力を大量に消費するA級アンプに依存していました。今、窒化ガリウムのFETとICの出現によって、高品質で低コストのD級オーディオ・アンプの時代が到来しています。

GaNで歪み性能を小さくする

歴史的に、高品質のオーディオに必要な歪み性能目標(THD+N、TIM、IM)を満たすために、D級アンプは、開ループ性能の低下を補うために大きな帰還回路を組み込むことに頼らざるを得ませんでした。この歪みの原因は、シリコン・パワーMOSFETでした。

D級アンプのプロセッサは、オーディオ信号を再現するための高周波のパルス幅変調(PWM)小信号を生成します。ハーフブリッジまたはフルブリッジ構成のパワー・トランジスタは、小信号を大信号に変換して、フィルタを通してスピーカを駆動します。各パルスは、方形波なので、周波数を高くすると、オーディオ信号が、より忠実に再現されます。各スイッチング周期で、電力はスイッチング損失と導通損失の両方によって消費されるので、音質、動作周波数、電力損失の間でトレードオフが発生します。

D級アンプのパワー段の目的は、ほとんど熱を放散せずに、小信号源から正確な大信号を複製することです。GaNベースのFETとICの非常に高いスイッチング特性と優れた熱特性によって、シリコンMOSFETが実現できるよりも、はるかに望ましい理想に近い波形が得られます。

GaN技術を採用した米Premium Audio ProductsのD級アンプは、A級の設計を超える音質を提供

GaN技術によって、消費者はA級の品質を超えるD級のメリットを楽しめます。多くのメーカーが窒化ガリウム・ベースの設計を発表しています。Premium Audio ProductsMini GaN 5は、2チャネルの窒化ガリウムのバランス・オーディオ・パワー・アンプです。

このアンプの電力は、8Ω負荷のチャネル当たり200 WRMSです。Mini GaN 5は、4Ωおよび2Ωのスピーカでさえも駆動します。サイズが小さい(幅9と3/4インチ×奥行き7インチ×高さ1と3/4インチ、1インチは2.54 cm)にもかかわらず、音質は印象的です。THD+Nは約0.006%で、利得は、低利得=26 dB、中利得=28 dB、高利得=32 dBです。

EPCのeGaN FETは性能と信頼性に貢献

Premium Audioのオーナーで主席設計者であるTom Rost氏は、優れた性能と信頼性を実現するために、GaNベースのアンプに、EPC’s eGaN® FETsを選択しました。Rost氏によると、「EPCの窒化ガリウム製品によって、当社のGaNアンプは、他に類を見ないリスニング体験を提供できます。eGaN FETは、驚異的な性能を提供するだけでなく、オーディオ・マニア品質のアンプで最高の費用対効果を実現できます」。

窒化ガリウムのFETとICsは、高品質で低コストのD級オーディオ・アンプの時代を可能にし、A級アンプよりも高品質のサウンドと低コストを提供します。GaN FETとICの優れたスイッチング性能によって、シリコンMOSFETよりも歪みが少なく、オーディオ品質が高い理想に近い波形が得られます。この性能は、高品質でリーゾナブルな価格のD級オーディオ・アンプの新時代の到来を告げるものであり、オーディオ・マニア品質のアンプを大量の民生および自動車の用途にもたらします。