Receiver Denon AVR X1600H DAB

Verstärkertechniken im Detail

Bekanntlich ist der Verstärker so etwas wie das Herz einer jeden HiFi-Anlage. Schon in der Vergangenheit haben wir dir gezeigt, welche verschiedenen Verstärkertypen es gibt und worin sie sich unterscheiden. Dieses Mal wollen wir aber noch ein bisschen mehr ins Detail gehen. Denn auch wenn wir die verschiedenen Verstärkertypen schon in Röhren- und Transistorverstärker unterteilt haben, gibt es innerhalb dieser beiden Kategorien noch weitere Unterteilungen. Vor allem in der Transistortechnik gibt es zwei wichtige Gruppen, zwischen denen differenziert wird. Beginnen wir aber zunächst chronologisch beim Röhrenverstärker.

Der Röhrenverstärker – Vorreiter in der HiFi-Welt

Lange Zeit war die Elektronenröhre die einzige Möglichkeit, elektrische Signale zu verstärken. Schließlich kamen die aus heutiger Sicht sehr weit verbreiteten Transistoren erst in den 1950er- und 1960er-Jahren auf den Markt. Bis dahin war in jedem Radio ein Röhrenverstärker verbaut. Auch wenn die Technik der Röhrenverstärker aus heutiger Sicht fast schon vorsintflutlich wirken mag, hat diese Verstärkertechnik auch aktuell noch viele Anhänger. Vor allem E-Gitarristen und einige HiFi-Fans halten noch heute an ihr fest. Beide schätzen den unverfälschten und fast immer als besonders warm bezeichneten Klang eines Röhrenverstärkers.

Der Röhrenverstärker heißt so, weil in ihm mehrere Elektronenröhren zum Einsatz kommen, die das Signal verstärken. Bevor sie in Betrieb genommen werden können, müssen diese Röhren allerdings aufgeheizt werden. Schaltet man einen Röhrenverstärker an, vergehen also einige Sekunden, bevor der Verstärker einsatzbereit ist. Im Inneren der Röhre herrscht ein Vakuum, und es passiert Folgendes:

Tubes Röhren Verstärker
Mehrere solcher „Röhren“ sind im Inneren eines Röhrenverstärkers verbaut.

Prinzip und Merkmale von Röhrenverstärkern

Der sogenannte Glühwedel, der als Kathode dient, lädt bzw. heizt sich auf und schleudert quasi die Elektronen in das Vakuum. Ist der Blick auf die Röhre frei, so kann man das Ganze auch am rötlich glühenden Heizwedel erkennen. Die nun freigesetzten Elektroden werden wiederum von der sogenannten Anode aufgenommen. Dazwischen befindet sich im Falle einer Röhrentriode noch ein Gitter, das die Elektroden je nach Einstellung entweder komplett oder nur teilweise zur Anode durchlässt oder sie ganz absperrt. Der Vorteil einer solchen Röhre ist, dass schon geringe Spannungsänderungen am Gitter zu einer relativ großen Stromänderung führen – die Röhre wirkt also als Verstärker.

Bei der Röhre handelt es sich um ein Verschleißteil, das früher oder später ausgetauscht werden muss. Des Weiteren leiden Röhrenverstärker an einer hohen Verlustleistung, sind also alles andere als ökonomisch. Ist der Röhrenverstärker in Betrieb, können sich über die Jahre außerdem die Klangeigenschaften ändern. Zu guter Letzt ist der Röhrenverstärker auch noch wesentlich sperriger und kostenintensiver als ein vergleichbarer Transistorverstärker.

Aus rein technischer Sicht ist ein solcher Verstärker also nicht mehr zeitgemäß. Deshalb ist es auch verständlich, dass vor allem technisch versierte HiFi-Fans nicht besonders viel vom Trend zur Vintage-Röhre halten. Und das, obwohl sie unter Liebhabern teils horrende Preise erzielen, vornehmlich bei Online-Auktionen. Natürlich ist die Wahrnehmung des Klanges einer HiFi-Anlage äußerst subjektiv, doch zumindest auf dem Datenblatt gibt es keine Gründe, die für einen HiFi-Röhrenverstärker sprechen. Am besten überzeugst du dich vor dem Kauf selbst.

Unser Tipp: Einem Einsteiger sind solche Verstärker aufgrund der hier beschriebenen Aspekte eher weniger zu empfehlen. Einem versierten HiFi-Fan mit Bastelambitionen und dem nötigen Kleingeld dagegen durchaus schon.

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Der Transistorverstärker – der heutige Standard!

Transistorverstärker verbreiteten sich erst ab der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts. Einer der ersten richtigen HiFi-Verstärker mit Transistortechnik namens Grundig Germanium kam allerdings erst 1963 auf den Markt. Die Transistortechnik, die zu dieser Zeit noch in den Kinderschuhen steckte, setzte sich aber nicht gleich durch. Röhrenverstärker als HiFi-Bauteil, aber auch Röhrenverstärker in anderen elektronischen Geräten, waren deshalb auch noch bis in die 1970er weit verbreitet. Spätestens aber mit der zunehmenden Verbreitung von HiFi-Geräten in den 1980er-Jahren lief der Transistor der Röhre endgültig den Rang ab. Das setzte sich bis heute fort, sodass aktuell die Zahl der Röhrenverstärker auf dem Markt verschwindend gering ist.

Sieht man die Sache aus rein technischer Sicht, sind die Gründe dafür sehr einleuchtend. Die im Abschnitt Röhrenverstärker aufgezählten Nachteile hat der Transistorverstärker nämlich nicht. Schaltet man ihn ein, ist er sofort startklar. Da Transistoren weitaus kleiner sind als Röhren, sind auch kleinere Bauarten möglich geworden. Genauso wie die Röhren, können sie natürlich auch kaputt gehen, sie auszutauschen ist aber keine finanzielle Großinvestition. Denn Transistoren kosten in der Regel nur einen Bruchteil dessen, was für einige Röhren verlangt wird. Selbiges gilt für die beiden Verstärkertypen an sich. Auch die Verlustleistung wird hier auf einem Minimum gehalten, sodass ein Transistorverstärker verhältnismäßig stromsparend arbeiten kann.

Bipolartransistor vs. Sperrschichttransistor

Bei den Transistoren unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Gruppen. Fangen wir beim weitaus älteren Bipolartransistor an, der auch Sperrschichttransistor genannt wird. Er stellt die erste Generation von Transistoren dar und kam vor allem in den Anfangsjahren der Transistorverstärker zum Einsatz. Heutzutage verbaut man allerdings meistens sogenannte Feldeffekttransistoren, da diese, neben einigen weiteren Vorteilen, effektiver arbeiten. Um das zu begreifen, muss man zunächst verstehen, wie ein Transistor funktioniert. Folgendes Video erklärt die Funktionsweise eines Bipolartransistors einfach und anschaulich.

Der Feldeffekttransistor / FET

MOSFET Transistor
Klein, aber oho: Ein MOSFET Transistor neben einem Streichholz

Der Feldeffekttransistor ist der heutzutage wohl am häufigsten verwendete Transistor in der Hifi-Technik. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger hat er den Vorteil, weniger Strom zu verbrauchen. Darüber hinaus bescheinigen viele HiFi-Anhänger dem Feldeffekttransistor, insbesondere dem MOSFET (Bild), einen besseren Klang. Das FET in MOSFET steht für Feldeffekttransistor, das MOS für Metal-Oxide-Semiconductor, auf Deutsch Metall-Oxid-Halbleiter. Vom Aufbau her soll er der Röhre noch am ehesten ähneln und genau wie diese einen wärmeren Klang liefern – soll, wohlgemerkt. Denn wie so oft gehen auch hier die Meinungen auseinander, doch dazu gleich mehr. Zunächst einmal die anschauliche Erklärung eines heute weit verbreiteten MOSFETs.

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Fazit – Moderner Transistor oder nostalgische Röhre?

Da diese Frage hier bereits öfter aufgegriffen wurde, kannst du dir bereits, dass es darauf keine eindeutige Antwort gibt. Mit diesem Artikel sollte aber ein wenig Licht ins Dunkle gebracht worden sein. Abschließend muss außerdem erwähnt werden, dass zwar ein Gros der HiFi-Fans der Meinung ist, ein Röhrenverstärker würde grundsätzlich warm klingen, ein Transistorverstärker dagegen nicht. Das scheint allerdings einer der großen HiFi-Mythen zu sein. Für die erste Generation von Transistorverstärkern mag dies noch gestimmt haben, ein moderner Verstärker mit Feldeffekttransistoren muss sich diesen Schuh aber nicht mehr anziehen. Feldeffekttransistoren, insbesondere die beliebten MOSFETs, können zumindest theoretisch einiges besser als die angestaubten Röhren.

Darüber hinaus gibt es leider genug Fälle von Röhrenverstärkern, die jegliche Wärme im Klang vermissen lassen. Was aber stimmt ist, dass moderne Röhrenverstärker von ihren Herstellern meist so designt werden, dass sie genau diesen warmen Klang einiger bekannter Röhrenverstärker reproduzieren. Dass dieser Sound theoretisch genauso gut von einem modernen Verstärker mit Feldeffekttransistoren hätte übernommen werden können, wissen nur die wenigsten. Wie ein Verstärker klingt, hängt also letztlich nicht von den verbauten Röhren oder Transistoren ab, sondern davon, wie der Hersteller seinen Verstärker designt. Richtig ist aber, dass es eine gewisse Tendenz gibt, moderne Röhrenverstärker so zu bauen, dass sie einen besonders warmen Klang wiedergeben können. Wer aber nicht aus Überzeugung oder Nostalgie zu einer Röhre greifen muss, der hat es mit einem Verstärker mit guten Feldeffekttransistoren oft leichter. Fragen Sie bei der nächsten Möglichkeit doch mal nach einem warm klingenden Transistorverstärker. Viele der Geräte wurden ohnehin nach dem Vorbild bekannter und beliebter Röhren entworfen.

Bild 1 Röhre © By Chris Roddy (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

Bild 2 MOSFET © By Cyril BUTTAY (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

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Teufel Blog Redaktion

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