Konちゃんの虫眼鏡

　SiC（シリコンカーバイド）の次世代の素材としてGaN(Gallium Nitride 窒化ガリウム）が期待されていることは衆目の一致するところである。メーカーからはサンプルがやっと出荷されるようになったけれど、アマチュアが使えるようになるのは、まだまだ先のことだろうと思っていた。

　ところが調べてみるとGaN Systemsが競合他社を大きくリードして、すでに製品版を出荷しているではないか。しかもMouser経由で購入でき、価格はまだ高いとはいえ、手が届かないほど高嶺の花というわけではない。俄然興味が湧いてきた。

　しかも、幸いにして同社からSpice Modelも提供されている。事前によくシミュレーションしてから購入の可否を判断できるところがありがたい。

　では何に応用するか。もちろんパワーアンプの終段がふさわしいだろう。しかし小型であるという利点をフルに活用するなら、DACの電源に使うのも良いように思えてきた。

　ちょうど、Taylor Follower型レギュレータの改良のアイデアを考えていたときにこのGaNトランジスタと出会ったのは偶然とも思えない。

　
　これまでレギュレータとターゲット基板とは四線式で結び、両者が離れていても理論的に直近にレギュレータを配置したものと同等の効果が出るようにしていた。しかし、それは従来の二線式に比較してのことで、どうしてもケーブルによる影響は避けられなかった。

　レギュレータの新しいアイデアはこうである。
　四線式で限界があるなら、いっそのこと基幹となるレギュレータの機能をターゲット基板にもってきたらどうか。そう考えていろいろやってみたところ、掲載の回路図の結果を得た。

　点線で囲んだ枠がターゲット基板を現していて、レギュレータとは三線式で結ばれる。その枠の中に見慣れない記号の素子がある。これがGaNトランジスタGS66502Bである。

　レギュレータのゲインはそれほど高くはない。その代わりに周波数特性はすこぶる良好で、100KHzにおける位相回転が7°未満と目を疑うような数値である。さすがGaNの面目躍如である。

　なお、三線式のケーブルには10芯のフラットケーブルを想定している。回路図のLCRがそのフラットケーブルの分布定数線路を表現している。しかし数値は適当で特に根拠があるわけではない。あらかじめおことわりしておく。

　とにかくシミュレーションによればうまく動作する可能性が高いことがわかった。矩形波の電流負荷をかけたときの出力端子の波形を計算すると、レギュレータをターゲットの直近に配置した場合と近似する。すくなくとも二線式はもちろん、四線式よりも性能は高いと言えるようだ。

　アマチュアでGaN素子をオーディオに応用した事例は、管見であるがまだないかもしれない。これが成功すれば世界初か？