FET選別器なるものを作ってみました。

FETを差動回路で使用する場合、どうしても特性の揃ったものがほしくなります。しかし、半導体の特性なんてかなりいい加減なもので10%や20%は簡単に違ってきたりします。そこで、「O」とか「Y」とか「GR」とかでランク付けして大雑把には特性のグループを作って販売しています。
しかし、そのグループ内でも特性の差があるのは当たり前のことです。同じ特性のペアFETなんてメーカーで作ってくれる訳がなく、販売してくれるお店も聞いたことがありません。
私の知る限り唯一、ぺるけさんがご自身で選別ペアにして有料頒布されています。これも商売でやっているわけではなく一個人が良心的に行っていることで、アンプビルダーにとってはうそのような本当の話で、ありがたいことです。
こちらがそのサイトです→http://www2.famille.ne.jp/~teddy/tubes/buhin.htm

さて、 1台こっきりのアンプ製作であれば上記の頒布でお願いしたほうがよろしいかと思います。1台のアンプであれば2ペア4個のFETが必要になりますが、部品屋さんからFET4個買ってきて特性の揃った2ペアが取れる確率はほとんどないと言っていいでしょう。
それじゃ、FETなんて安いもんだから10個ぐらい買ってきて選べばどうだ？→それでも2ペア取れるとは全く言えません。それに例え取れたとしても残った6個のFETはどうするの、捨てちゃう？もったいない話です。
であれば、単価は少々高くついても頒布してもらったほうが、経済的で効率的ですね。

そうなんです。ペアのFETを求めるのであればぺるけさんより頒布していただいたほうがはるかにいいと思います。

それでも、自力でペアFETを揃えたいと思う人がいるはずです。この自分もその一人だと思います。
じゃ、なぜそう思うのだろうか・・・自分の場合だと

・手持ちのFETがそこそこ部品箱に眠っている。これを活用したい。
・部品一つ一つから集める事が楽しい。代替部品として使えるのではないか思い巡らすことが楽しい。
・計測器だって作れるものは作ってみたい。
・自分で選別した部品で音を鳴らしたときの喜びを味わってみたい。
・「このアンプ、FET1個1個自分で選別したんだよ」と、ちょっと自慢してみたい。

前向きな動機、ちょっと不純な動機も含めて
なにしろ「FET選別器」を作ってみたい！との思いが強かったのです。
そうなると人間って損得、後先、なんて考えずもう頭の中は製作モード全開です。

FET選別器はこれもぺるけさんがその製作を発表されています。
こちら→ FET & CRD選別冶具　　FET & CRD選別冶具（改訂版）

基本回路は上記のものを参考にさせていただきました。
じつは、この選別器製作途中でぺるけさんのHP覗いてみたら、なんと（改訂版）がアップされているじゃないですか。興味深々でで見ていたら固定電流式になっています。う〜ん、固定電流にするには定電流回路と基準電圧の安定性が問題になるなぁ〜と思いつつも、確かに固定電流は使い勝手がいいかもしれないと思うようになり、そこからまた設計の見直しをしました。

どうせ見直すなら・・・

選別作業を始めると1度に20〜30個、いやもっと多くのFETを測ることになります。
FETの足はもちろん3本です。そこに接続する方法ですが、色違いの「わに口クリップ」や「ICクリップ」で各足に挟み込みます。
これって結構大変な作業になりそうです。大きなわに口クリップでは隣の足に触れそうだし、小さいクリップは手が痛くなりなりそうです。
いろいろ考えた結果、ロムライター用のICソケットを使用してみようと思付きました。
ソケットにFETを差し込み、レバーを倒すだけ、取り外しも簡単。FETをピンセットで持てば手の熱の伝導も防げます。
１石３鳥ぐらいの効果がありそう、とさっそくこの案を採用することにしました。

ネットで、ロムライター用ICソケットを探すと、サトー電気さんに置いてあることが分かり、
一番小さいものが14ピン用、なんとなく16ピン用を購入しました。
8ピンが2列になっています。
そこで、バイアス測定用に左側の列を使い、電流測定用に右側の列を使用すれば切り替えスイッチを付けなくて済みます。
16ピンのソケットですが、使用するのは計6ピン。残りは遊びピンになります。

ひとつ気になるのが、このICソケットの耐久性です。レバーを計測のたび倒したり戻したり、
ロムライターにも使用されているのである程度の耐久性はあると思うのですが、何回ぐらい持つであろうか？
何しろ買ったこのICソケット、中国製で安かったのです。
サトー電気さんでは「ゼロプレッシャーICソケット」と言って、16ピンのものが315円でした。（2012年11月現在）
そこで、壊れた時に交換できるようICソケットの部分だけ別の基板に乗せ基板ごと取り外せるようにしました。

それから、このICソケットの取付位置ですが、ケースの端に取り付けるようにしないとレバーを戻すときやりづらくなります。
レバーを倒したときレバーがケースの外側になるようにします。間違ってもケースの真ん中に配置してはいけません。

ケースはタカチのYM-130を使いました。やはり、ICソケットの穴あけ加工が大変、角穴加工です。
ICソケットはフリー基板に取り付け、その基板をシャーシに2mmのねじで止めました。フリー基板にはこのICソケットだけしかつけていなく、他も部品は平ラグ板上です。これで、もしICソケットが壊れても2mmのビスをはずし交換ができます。
ラグ板が足りなかったのでロータリースイッチの空き端子を利用して半固定VRをつけました。（もちろんCOM端子は使いません）
OPアンプのCA3140Eも強引に平ラグ板に取り付けました。

左上のトグルスイッチがBias（バイアス）電圧の出力と定電流を換算した電圧出力の切り替えになります。
定電流出力（Id側にスイッチを倒したとき）は100Ωの両端の電圧ですので、10mA流れて1Vが出力します。1mA→0.1V、2ｍA→0.2Vです。

Bias測定のときはFETをICソケットの左側に差込み流したいドレイン電流を左側のつまみで選びます。1mA固定、2mA固定、VRにすると右側のボリュームで0.2mA〜10mAまでの任意の電流を設定できます。ここで電流を決めて出力電圧切り替えスイッチをBias側にすると端子からFETのバイアス電圧が出力します。

次にFETの定電流特性Idssを計測するときには 、ICソケットの右側にFETを差し込みます。出力電圧切り替えスイッチをId側にし電流値を電圧換算で読み取ります。10mA/1Vの換算です。

本気の調整は定電流1mAと2mAの調整です。ダミーのFETをBias側に付け、1mAのつまみのとき出力電圧が正確に100mVになるよう内部の1mA用半固定ボリュームで合わせ込みます。同様に2mAも200mVに合わせ込めば調整は終了です。

1週間ほど定電流の値を計測してみましたが 、驚くほど再現性の良いデータでした。→8.5℃の温度変化で変動電圧が0.04mVですから
0.005%/℃になります。
これは短期間のデータなので断定的なことは言えませんが、安定性は良いようです。

電源を入れて、すぐにこの電圧が出力され10秒、20秒後でもほとんど同じ電圧出力で変動はありません。と言うことは定電流はすぐに安定動作に入ります。

（2013年7月6日追記）製作時は冬でしたがあれから半年、暑い夏がやってきました。温度計を見ると28度越え、思い立ってこの選別器の安定性を計測してみました。
室温は28.8℃、電源を入れて定電流の値を同じテスターで計測。1mA時の出力が100.02mV、2mA時の出力は199.96mVと製作時とほとんど変わっていません。0.01mVクラスになると計測しているデジタルテスターの精度にも左右される値かと思います。
ということで、本セレクターの定電流特性は1年を通して安定に働くことが分かりました。