Uso de mosfets en lugar de relés para la protección de altavoces - ¿Distorsión?

Question

Tradicionalmente, los relés se han utilizado para la protección de los altavoces en los amplificadores para desconectar rápidamente el altavoz en caso de que se produzca una desviación en la salida, debido a un fallo de los componentes.

Los relés son sencillos y probablemente no contribuyen a la distorsión, pero sus contactos envejecen y pueden causar problemas.

Por ello, algunos diseñadores utilizan mosfets en su lugar:

Este circuito (adjunto) tiene el primer sobretono -90dB por debajo del cual está bastante bien y es inaudible, pero me preguntaba más bien qué causa la distorsión en estos casos y cómo seleccionar el mosfet óptimo para la menor distorsión.

Se supone que V2 conduce los mosfets para que estén completamente encendidos. Una posible fuente de distorsión es la variabilidad de Rdson con Id. Para la mayoría de los mosfets esto es una línea plana para una variación muy grande en Id por lo que debe ser insignificante, pero ¿hay otras fuentes posibles?

¿Una estrategia razonable sería buscar mosfets con la menor Rdson posible y la menor variabilidad con Id?

Editar: Cambiado a una verdadera unidad flotante, V2 es generado por un VOM1271T :

La distorsión es ahora indetectable. La que veía antes era causada por que Vgs no era constante:

Modelo LTSpice:

Version 4
SHEET 1 880 680
WIRE 112 128 -16 128
WIRE 256 128 208 128
WIRE 480 128 352 128
WIRE -16 144 -16 128
WIRE 480 176 480 128
WIRE 192 208 192 176
WIRE 240 208 192 208
WIRE 272 208 272 176
WIRE 272 208 240 208
WIRE 240 224 240 208
WIRE -16 320 -16 224
WIRE 240 320 240 304
WIRE 240 320 -16 320
WIRE 480 320 480 256
WIRE 480 320 240 320
WIRE 240 336 240 320
FLAG 240 336 0
FLAG -16 128 IN
FLAG 480 128 OUT
SYMBOL nmos 112 176 R270
SYMATTR InstName M1
SYMATTR Value IRFH7932
SYMBOL nmos 352 176 M270
SYMATTR InstName M2
SYMATTR Value IRFH7932
SYMBOL voltage -16 128 R0
WINDOW 123 24 124 Left 2
WINDOW 39 24 152 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 1 1000 0 0 0)
SYMBOL voltage 240 208 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 10
SYMBOL res 464 160 R

Pero volviendo a mi pregunta inicial.. ¿Estoy en lo cierto al suponer que debo buscar un mosfet con el menor cambio de Rdson con Id? ¿Así que no este?

Sino más bien ésta:

Para un amplificador de potencia típico, la curva se aproximaría a una línea plana.

Answer 1

¿Estoy en lo cierto al suponer que debo buscar un mosfet con como poco cambio en Rdson con Id? Así que no este... Sino más bien esto uno:

El FET de 320A (?) tiene un Rdson mucho menor a una corriente mucho mayor que el FET de 5A, por lo que parecería la opción obvia debido a su menor distorsión y pérdida de potencia. Sin embargo, puede haber otros factores implicados, como los valores de tensión, la carga de la puerta, el tamaño físico y los requisitos de montaje, el coste, etc.

Una especificación de "tan poco..." no suele ser una buena filosofía de diseño para un producto comercial. Tu FET de 320A tiene muy buena pinta, pero puede haber otro aún mejor (y que cueste aún más). ¿Cuándo se decide lo que es bueno suficiente ?

Una vez que la resistencia es lo suficientemente baja como para ser "inaudible", ir más abajo es probablemente una pérdida de dinero, a menos que pueda convencer a los clientes de que vale la pena pagar por el componente sobreespecificado.