고정 바이어스 앰프의 바이어스 이해

EL34 사용시 플레이트 전압과 바이어스는 어느 정도로 세팅했는지요?
EL34 는 25W 정도이고 KT88은 40W 정도로 기억합니다
플레이트 손실값 = 플레이트 전압 x 바이어스 전류

KT88 의 트랜스 용량이 당연 EL34 용 보다 여유있어야 하겠지요
또한 KT88 전용 앰프의 플레이트 전압이 EL34 보다
50V 정도 높게 걸어 주지요

실전으로 들어가서 KT88을 그냥 꼽아 보세요
EL34 보다 못한 소리가 나오면 바이어스 값을 10mA 정도를
상한으로 올려보고요
EL34 계열의 튜브를 장착시 출력 약40W

6550계열 출력관 사용시 출력 약 55W

kt88로 2년정도 듣다가 아쉬운 저역에 6550으로 관교체 하고
저역이 개선되었습니다.
평균으로 따지면 el34가 전대역에 발란스가 좋은 소리 균형잡힌
소리라는걸 알았습니다.참고로 el34관은
오디오용으로 제작된 관입니다. 참고가 되었으면합니다.

 

EL34와 KT88은 각각 5극관과 빔4극관으로 고정바이어스 PP 파워앰프에서는 흔히 바꿔가며 쓸 수 있도록 만들어집니다. 쉽게 쉽게 그냥 바꿔끼우고 쓸 수 있으면 참 좋을것같은데, 그 고정바이어스라는것 때문에 귀찮은 조정을 통해 운용을 해야합니다. 게다가 EL34는 언제나 KT88보다 낮은 값으로 운용하도록 되어있습니다.

그냥 EL34를 KT88처럼 돌리면 안되나? 혹은 KT88을 EL34처럼 돌리면 안되나? 귀찮은데 그냥 바꿔끼면 안되나? 왜 이렇게 귀찮게 만들었지? 라는 생각은 고정바이어스 앰프를 처음 운용하시는 분들은 한번쯤은 해보기 마련입니다.

하지만 제조사가 권하고 있고, 이 권고를 무시하고 운용할때는 생기는 문제는 모두 소비자의 책임이다. 라고 확고히 명시한 설명서가 있기에 왜 꼭 맞춰야하나? 라는 궁금증에 대한 해답은 관계없이 시키는대로 맞추게 됩니다. 이것을 이해하기 위해서는 바이어스를 맞춘다. 라는 행위의 본질을 이해해야합니다.

일반적으로 바이어스를 맞춘다. 라는것은 어딘가의 휘휘 돌리는 무언가를 조정해 출력관에 흐르는 전류량을 맞춘다. 라고 이야기됩니다. 최종 목적이 전류량을 맞추는것이기 때문에 틀린 표현은 아니지만, 제대로 풀어쓰면, 1번 그리드에 걸리는 '음전위 바이어스전압'를 조절하여 원하는 전류량이 흐르도록 한다. 라고 해야합니다.

결국은 전류를 조정하는것인데 왜이렇게 복잡하게 이야기하나. 라고 생각하시겠지만, 우리가 조절하는것은 바이어스 전압이지 전류량은 아니기 때문입니다.

어딘가의 휘휘 돌리는 무언가가 전류를 직접 조절한다고 하면, EL34가 50mA를 흘리도록 맞췄을때 다른 어떤 관이 꽂혀도 50mA 가 흘러야합니다. 하지만 EL34 끼리 바꿔도 차이나고, EL34에서 KT88 혹은 그 반대는 큰 차이가 납니다. 일정하게 전류량이 흐르도록 맞췄는데 전류량은 흔들립니다.

진공관은 손으로 만드는 상당히 소자별 편차가 심한 능동소자이고, 편차를 줄이기 위해 일정한 동작을 시켜 결과가 같은것을 골라 짝을 짓는것입니다. 짝이 잘 지어진 관들끼리는 바이어스를 조절하지 않아도 그 값이 크게 차이나지 않습니다. 하지만 EL34의 50mA를 맞춘 상태에서 KT88을 꽂거나 그 반대에서는 여지없이 수십mA의 차이가 생기게 됩니다. 이런 현상이 생기는 이유는 EL34와 KT88이 다른 관이기 때문입니다. 정확히는 각 관이 같은 전류량을 흘리기 위해 필요한 바이어스 전압값이 다르기 때문입니다.(일반적인 EL34/KT88 고정바이어스 PP 파워앰프에서는 대부분 출력단을 UL 접속하지만, 설명을 위해 3결 접속으로 운용한다고 하겠습니다.)

EL34 3결 B전압 400V 일때 50mA가 흐르기 위해서는 약 -32.5V가 필요합니다.(멀라드 1960년 1월 발행 EL34 사양서 C4쪽 3결 플레이트 곡선)

KT88 3결 B전압 400V 일때 50mA가 흐르기 위해서는 약 -50V가 필요합니다.(M-O VALVE 1974년 12월 발행 GENALEX KT88 사양서 8쪽 상단 3결 플레이트 곡선)

EL34 3결 400V에서 50mA 흐르도록 -32.5V를 맞추고 맞춘 관과 비슷한 특성을 가진 짝지어진 관을 쓰면 대부분 50mA 언저리를 흘립니다. 만약 크게 차이가 있다면 그것은 짝이 제대로 지어지지 않았거나 지어졌지만 오랜 기간 사용으로 인해 특성에 변화가 온것입니다.

여기에 그냥 KT88을 꽂으면 어떤 현상이 생기는지 살펴봅니다. 간단하게 KT88 3결 플레이트 곡선 400V 위치에서 수직으로 -32.5V를 만날때까지 쪽쭉 올라가 그때의 전류량을 확인하면 됩니다. 확인 결과 약 170mA를 흘리게 됩니다. 170mA 라면 플레이트 적열이 생기고도 남을 전류량이며, 여차하면 전원트랜스포머가 망가질수도 있는 매우 위험한 전류량입니다.

반대로 KT88 3결 400V에서 50mA가 흐르도록 약 -50를 인가한 후 조정없이 EL34를 끼웁니다. 역시 EL34 3R결 플레이트 곡선 400V위치에서 -50V를 만날때까지 올라갑니다. 안타깝게도 멀라드 사양서에서는 -50V는 나와있지 않습니다. 그래도 일정한 간격으로 줄어드는것으로 상상해보면 대략 3~5mA 정도는 흐를것같습니다. 그나마 KT88에서 EL34의 직접 교체는 전류가 적게 흐르는 상황이 되므로 조금 낫습니다.

이것으로 다른 관끼리의 무조정 교체는 매우 위험한것이며, 관을 바꿀때는 전류가 적게 흐르도록 한 후 전류량을 맞춘다. 라는 이야기가 같은 전류량이라도 1번그리드에 인가되는 전압은 각 관마다 다르기 때문에, 바이어스 전압을 가능한 깊게 걸어(보통 -70V 근처 또는 그 이상 -100V 정도까지) 일단 어떤 관이든 전류가 거의 흐르지 않도록하고, 원하는 전류량이 흐르도록 각 관에 알맞는 바이어스 전압을 조절하여 인가한다. 라는 이야기를 줄인것임을 이해하셨을것입니다.

마지막으로 왜 대부분의 앰프들에 있어 EL34의 전류량은 KT88 에 비해 약 3/4 정도일까? 에 대한 이야기를 해보도록 하겠습니다.
앞서 말씀드린것과 같이 EL34와 KT88은 다른관입니다. 진공관은 목적에 따라 다양한 종류가 있으며, 할 수 있는 일의 정도에 차이가 있습니다. 진공관에 있어 할 수 있는 일량을 보여주는 대표적인 사양이 최대 플레이트 손실입니다. 플레이트 손실의 단위는 W(ATT)로서은 진공관의 플레이트에 걸리는 전압과 흐르는 전류의 곱이 각 관마다 제한된 플레이트 손실 안쪽으로 들어가야합니다.

EL34와 KT88은 각각 5극관 빔4극관으로 2번그리드 손실까지도 이야기해야하지만, 앞서 말씀드린것과 같이 설명을 위해 3결로서 설명하겠습니다.

EL34 3결은 최대 플레이트 전압 600V이며 플레이트 손실은 500V까지 30W 이며, 2번 그리드 때문에 500V 이상 600V까지는 15W로 제한됩니다.

KT88 3결은 최대 플레이트 전압 600V, 플레이트 손실은 40W가 됩니다. 이것을 앞서 이약기한 400V 전원전압에서 이약기하면,
EL34는 최대 75mA, KT88은 최대 100mA 를 흘릴 수 있습니다.

일반적인 EL34/KT88 겸용 UL 접속 고정바이어스 파워앰프의 B전압은 400~450V 정도이므로 각각 최대 약 66.7~75mA, 약 89.9~100mA 정도를 흘릴 수 있게 됩니다.

실제 사용에 있어서는 최대 플레이트 손실의 60~80% 정도를 쓰기에 각각 대략 40~60m, 50~80mA 가 되는것입니다. 최대 플레이트 손실 때문에 각 관에 무리가 가지 않을 전류량으로 조절한다고하면, 왜 전류량이 조절되어야하는가? 전원전압을 조절하면 되지 않는가? 락고 생각하실 수 있습니다.

물론 전원전압을 낮게 조절하고 많은 전류량을 흘리는것도 방법이긴하지만, 수백mA의 전류를 공급할 수 있는 수백V의 전원장치는 본체만큼이나 크고 아름다워져서 전원전압 대신 전류량을 조절하여 플레이트 손실을 넘지 않도록 조절하는것입니다. (간단한 고정 바이어스 전원부로 전류량을 자유롭게 조절할 수 있습니다.)

KT88의 전류량(KT88에 원하는 전류를 흘릴 수 있는 바이어스 전압이 아니라 흘리는 전류량)으로 EL34를 운용하면 플레이트 손실을 넘기 때문에 진공관의 수명을 단축시키게 됩니다. 반면 EL34의 전류량(역시 EL34에 원하는 전류를 흘릴 수 있는 바이어스 전압이 아니라 흘리는 전류량)으로 KT88을 운용하는것은 모든 사양이 제한 안쪽이기에 전혀 문제가 없습니다.

이상 EL34/KT88 겸용 고정 바이어스 PP 파워앰프에서 바이어스 조정은 무엇인가에 대한 이야기를 했습니다.