Fuzzface概論３（測定結果）
Fuzzface概論２（回路解析）における結論を改めて以下に整理しておく。
○以下の式により１段目のトランジスタのhFEの大小によってＱ１が飽和したりＱ２が飽和したりすることが判明した。
VCB1≒27.2/(hFE1+3.06)
Ie2≒0.0272/(hFE1+3.06)
○Iceoについて、少なくともＱ１にはIceo<0.27mAの（同様にＱ２にはIceo<0.92mAの）個体を使用しないと、負荷線上の領域がすべて遮断領域となって動作領域がなくなってしまう。ゲルマの場合２０℃あたりでIceoが0.2mA程度あることは普通なので、特にＱ１についてはゲルマＴｒのIceoの指数関数的温度特性も考慮するとそれなりに厳しい選別が必要となることがわかる。
○１段目トランジスタのhFEおよびIceoが外気温により大きく増減することが、ゲルマ版Fuzzfaceの本質的な不安定さの原因である。
○１段目に比して２段目のトランジスタのhFEおよびIceoは回路動作の面では大勢に影響を与えていない。
これら机上回路解析の結果が実際の回路動作にどの程度合っているかを実際の測定結果をもとに評価しようと思います。
まず、今後の実験で使うトランジスタの個々の特性を再度測定します。今回は周囲温度（缶表面の温度）を測定しておいて、実際の回路での測定をなるべく同じくらいの温度で実施するよう配慮するようにします。なお、後々の測定のためにそれぞれの個体にラベルをつけておきます。あと、比較対照のためＢランクの個体（Sample16）も入れておきます（その他サンプルはすべてAランク）。
＜図１：Iceo vs hFE (Temp: 18.0～18.7℃）＞
＜図２：Iceo vs 「真のhFE」 (Temp: 18.0～18.7℃）＞
＜概論２の図１：或るFuzzfaceの回路＞（再録）
次に上記回路の中にA，B，C，Dで記した点のアースからの電位を測定し、実際のFuzzfaceの回路中でのVCB1, VCE1, VCE2を求めます。それらの値と上で測定したhFE, Iceoとの相関 および DC解析で求めた数式による算出値との比較をします。
＜図３：VCB1 vs hFE1 (Q2：Sample27）＞
＜図４：VCB1 vs 「真のhFE1」 (Q2：Sample27）＞
上記のようにＱ２をSample27に固定した条件においては、Ｑ１のVCBとhFE（および「真のhFE」）とは非常に高い負の相関を示しています（図３）。hFEと「真のhFE」とを比較すると、わずかに「真のhFE」との相関が高くなっています（図４）。
＜図５：VCE1 vs hFE1 (Q2：Sample27）＞
＜図６：VCE1 vs 「真のhFE1」 (Q2：Sample27）＞
VCB1と同様、Ｑ１のVCEとhFE（および「真のhFE」）とは非常に高い負の相関を示しています（図５）。こちらもhFEと「真のhFE」とを比較すると、わずかに「真のhFE」との相関が高くなっています（図６）。また実測値と算出値とのずれについても、「真のhFE」基準の方がよりよく合っているように見えます。同一型番 かつ 同一ランクの個体の間で選別を行ったため、元々の個体同士の値のばらつきが小さく、明確に断言できるほどの差は生じていませんが、これらの結果より「真のhFE」を基準に選別を行った方がより安定した結果を得られそうな雰囲気は感じ取れます。
上記に引き続いて、もう少し温度が高い条件(～22℃)でも状況を見てみようと思います。温度が高くなるとhFEも漸増しますがIceoの方が指数関数的に大きくなるので、Iceoと動作との関係において有意な結果が見られると思います。
＜図７：Iceo vs hFE (Temp: 21.9～22.6℃）＞
＜図８：Iceo vs 「真のhFE」(Temp: 21.9～22.6℃）＞
なお図７，図８中には、当該条件（周囲温度：21.9～22.6℃）で実際のFuzzfaceの回路のＱ１として組み込んだ（Ｑ２：sample27）際の動作状況をマーカーの色で示しています。色の内訳は以下の通りです。
（2009.5.12追記：Iceoが大きくなるにつれて、特に高音弦のサスティンに影響が出ています。元のコメントはちょっと表現が極端で不適切だったので訂正）
赤色：高音がブチブチ切れて楽器としてキビシイ。
Ｑ１：sample11 ⇒
緑色：高音のサスティンが頼りない。
Ｑ１：sample12 ⇒
青色：楽器としてまともに動作している。
Ｑ１：sample15 ⇒
黒色：Sample27（Ｑ２として使用のため、Ｑ１としてのテストは行っていない）
（とりあえず上記においては音色面での評価はしていません）
概論２（机上回路解析）の結果よりIceoが0.27mAを超えた個体はＱ１として使えないことが判明しておりますが、上記結果を見ると概ね回路解析の結果と符合しているように見えます。
＜図９：VCE1 vs hFE (Q2：Sample27, Temp: 21.9～22.6℃）＞
＜図１０：VCE1 vs 「真のhFE」(Q2：Sample27, Temp: 21.9～22.6℃）＞
＜図１１：VCB1 vs hFE (Q2：Sample27, Temp: 21.9～22.6℃）＞
＜図１２：VCB1 vs 「真のhFE」(Q2：Sample27, Temp: 21.9～22.6℃）＞
やはりＱ１のVCB（もしくはVCE）とhFE（および「真のhFE」）とは非常に高い負の相関を示しています（図９，図１０）。この結果においては「真のhFE」よりhFEの方が相関が高くなっています（図１１，図１２）。ただマーカーの色で示される動作状況については、hFE， VCE および VCBとの関連は比較的薄いように見えます。
なおVCB1,VCE1ともに、Iceoとの間には特筆すべき相関はありませんでした。(not shown)
＜図１３：VCE2 vs hFE1 (Q2：Sample27）＞
＜図１４：VCE2 vs 「真のhFE1」 (Q2：Sample27）＞
今度はＱ２をSample27に固定した条件において、Ｑ１のhFEがVCE2に与える影響を測定します。Ｑ１のhFEが上がれば上がるほどVCE1が上昇し、そのためＱ２のエミッタの電位が上がってRE2の両端にかかる電位差が大きくなることによって、結果としてＱ１のhFEとVCE2は正の相関を持つようになります（図１３）。こちらも「真のhFE」との相関の方がより強い傾向が見られ、実測値と算出値とのずれについても、「真のhFE」基準の方がよりよく合っているように見えます（図１４）。
＜図１５：VCE1 vs hFE2 (Q1：Sample17）＞
＜図１６：VCE1 vs (real)hFE2 (Q1：Sample17）＞
一方、Ｑ２のhFEが回路動作に与える影響はＱ１のhFEほどは大きくないようです。上記のようにＱ１をSample17に固定した条件では、Ｑ２のhFE（図９）,「真のhFE」（図１０）に因らずVCE1はほぼ5V強となっています。ただ、図９を注意深く観察すると、Ｑ２の漏れ電流Iceoが大きい場合はほのかにVCE1が少なくなる傾向はありそうに見えます。
＜図１７：VCE2 vs hFE2 (Q1：Sample17）＞
＜図１８：VCE2 vs (real)hFE2 (Q1：Sample17）＞
またVCE2についても、Ｑ２のhFE（図１７）,「真のhFE」（図１８）に因らずほぼ5V弱となっています。こちらはＱ２の漏れ電流Iceoとの有意な相関を見ることはできていません。
以上の測定結果より、次の結論が得られます。
○ＤＣ解析の結果は大雑把とはいえあながち間違ってもなさそう。
○hFEをベースに選別するより「真のhFE」をベースに選別した方が多少よいかも。少なくともIceoは測定しておいた方がよい。
○動作するかしないかという観点で見た場合、Ｑ１のhFEは60-130（「真のhFE」ベースで50-80）ぐらいがベスト。
○Iceoの大小は、特に１段目のトランジスタの動作領域に直接影響を及ぼしているようである。Iceoは温度によって指数関数的に増加するので、温度の変動による動作への影響が相対的に大きい。
○動作するかしないかという観点で見た場合、Ｑ２のhFEおよびIceoはＱ１ほどクリティカルではない。
なお、以下は個人的な感想なのでエビデンスはないです。
○VCE1が700超になる組み合わせの音はあまり好きではなかった。
＜１段目トランジスタのhFEが小さい場合に何が起こるか＞
１段目にhFEが小さいトランジスタを使用して（ここでは2SB422の手持ちのロットを使用）一連の測定をして見ます。まずはIceoとhFEの関係を見ます。
＜付図１：Iceo vs hFE(2SB422, Temp: 22.0～22.1℃)＞
＜付図２：Iceo vs 「真のhFE」(2SB422, Temp: 22.0～22.1℃)＞
周囲温度：22.0～22.8℃での実際のFuzzfaceの回路のＱ１として組み込んだ（Ｑ２：sample45）際の動作状況をマーカーの色で示しています。色の内訳は以下の通りです。
（2009.5.12追記：hFEが小さくなるにつれて、全体のサスティンに影響が出ています。）
赤色：音がブチブチ切れて楽器として使い物にならない。
Ｑ１：sample24 ⇒
緑色：クリップがハードすぎて楽器としてどうかと思う。
Ｑ１：sample49 ⇒
青色：楽器としてまともに動作している。
Ｑ１：sample98 ⇒
黒色：Sample45（Ｑ２として使用のため、Ｑ１としてのテストは行っていない）
（とりあえず上記においては音色面での評価はしていません）
概論２（机上回路解析）の結果よりhFEが30を下回る個体はＱ１として使えないことが判明しておりますが、上記結果を見ると予想通りhFEが低いサンプル（Sample24,25,28）では増幅回路としてまともに動作していないように思われます。
＜付図３：VCE1 vs hFE1(2SB422, Temp: 22.0～22.8℃)＞
＜付図４：VCE1 vs 「真のhFE1」(2SB422, Temp: 22.0～22.8℃)＞
＜付図５：VCE2 vs hFE1(2SB422, Temp: 22.0～22.8℃)＞
＜付図６：VCE2 vs 「真のhFE1」(2SB422, Temp: 22.0～22.8℃)＞
VCE1およびVCE2とhFE1（および「真のhFE1」）との関連を見てみると、もう少し詳細な状況がわかります（付図３～６）。この結果よりhFEが低いサンプル（Sample24,25,28）ではVCE1, VCE2ともに（2007.10.04誤記訂正）VCE2が飽和領域に入ってしまい、信号がまともに増幅されていない様子がわかります。いくら歪みモノとはいえ、ある程度はリニアに増幅されないと楽器として使用に耐えないというごく当たり前のことが示されているように感じます。