以前から気になっていたんですが、HICKOK社の真空管テスタに使われている水銀整流管をSiなどで固体化したソリッドステート８３（以下ＳＳ８３と称します）なるものが売られております。E-bayやYahooオークションでも見かけることができます。特に８３をSi整流器に置き換えることのメリットはAlan Douglas著 'Tube Testers and Classic Electronic Test Gear'でも謳われております。８３そのもののフィラメント電力（５V３Aで約１５W）がセーブでき、その結果トランスの負荷が軽減されヒューズランプ切れなどのトラブルも少なくなることや、真空管の発熱量も無くなり他の部品への影響を少なくできるなどです。
最もポピュラーな真空管テスタ ＴＶ−７シリーズ
その他、８３は結構人気があり、現在中国やロシアで製造されていないためにその価格が高騰しています。Si化することで半永久的に使用でき、スペアの心配をしなくてよいのも理由のひとつです。しかし同著にも記載されていますが、Si化することで、被測定管のプレート電圧が上昇し、測定値そのものの確度が変わってしまいます。ここでは、できるだけ忠実に８３と置換えできるＳＳ８３を紹介します。また手持ちのTV-7D/U真空管テスタで水銀整流管８３と自作したＳＳ８３とを比較評価した結果について報告します。
まず、水銀整流管８３は他の整流管にくらべ、整流時のドロップ電圧が小さくなっています。規格表で見る限り約１５V程度です。一般的な整流管に比べるとかなり小さい値ですが、Si整流器と比べると１桁大きい値です。したがって単純にSi整流器に置き換えた場合は、被測定管のプレート電圧が約１５V程度高くなってしまいます。TV-7の場合、このプレート電圧は約１５０Vです。したがって単純にSiに置き換えたら、１６５Vに上昇してしまい、約１０％の増加となります。プレート電圧が１０％も増加したら、プレート電流もそれに伴い増加し、Gm値にも影響を与えます。こうなればメータが示す値そのものの確度に影響が出てきます。
そこで、この整流時のドロップ電圧を、確保することが必要になります。しかし被測定管のプレート電流の大小に影響を受けないようにするためには、シリースに抵抗を挿入するだけでは達成できません。これを解決する手段として、定電圧ダイオードをシリーズに挿入しドロップ電圧１５Vを確保する方法が一般的です。また水銀整流管８３のドロップ電圧も負荷電流に全く依存しないわけでもありません。規格表で見る限り、約５〜１０Ωの抵抗に相当する電圧降下分もあります。
これらを考慮して、図に示す回路のＳＳ８３を作ってみました。
ここで使った部品ですが、Ｓｉ整流器は一般的な１０００Ｖ１Ａ程度のどこでも入手できるものです。抵抗も１Ｗ型のものです。特殊なのは１Ｓ２６５のツェナーダイオードです。これは７．５Ｖ１０Ｗと損失の大きなものです。これを２個直列にして１５Ｖを得ています。たまたま手持ちにあったので使いましたが、被測定管のプレート電流として２００mA程度は見ておく必要があります。つまり１５V×0.2A＝３Wの損失を持ったツェナーダイオードが必要です。余裕を見て１５Ｖ５Ｗ程度は必要でしょう。損失がぎりぎりだと、電流に余裕が取れないので、いったん過負荷になったら一発でダイオードを壊してしまいます。ある程度余裕をもったものが必要です。小さいＷのツェナーダイオードとトランジスタを組み合わせて、等価的に大きな損失のツェナーダイオードを実現する方法もありますが、手持ちがあったので簡単に済ませました。
できあがったＳＳ８３を写真に示します。UXのベースは、真空管ショップで購入したものです。部品の中でこれがもっとも高かったです。不良の真空管のベースを活用するのがもっとも安上がりでしょう。
製作したソリッドステート８３
早速出来上がったので、常用のTV-7D/Uで評価しました。評価は、TV-7D/Uをサービスマニュアルにしたがって調整した時の８３を基準として、予備の８３、今回製作したＳＳ８３でツェナーダイオードをバイパスした場合とバイパスしない場合の４条件で行ないました。また被測定サンプルとして、手持ちの３極管、５極管を選びました。Ｇｍ値や、Ｉｂの大小を考慮してそれぞれ４サンプルの合計８サンプルとしました。なお、ＴＶ−７Ｄ／Ｕでは整流管はＡＣ３５Ｖ印加時のエミッション電流を測定する方式なので（８３整流管は使われていない方式）サンプルから外しました。
ＴＶ−７に差し替えて評価
水銀整流管８３で６Ｊ５を測定しているところ
ソリッドステート８３で６Ｊ５を測定しているところ
評価結果を下表に示します。
| 区分 | サンプル真空管 | 真空管８３ | ソリッドステート | ||
| 基準（調整済８３） | 別の８３ | Si+Zenor | Siのみ | ||
| ３極管 | 6SF5 | 44 | 44 | 44 | 46 |
| 6J5 | 92 | 91 | 92 | 99 | |
| 6AH4 | 62 | 61 | 61 | 76 | |
| 6B4G | 83 | 83 | 82 | 90 | |
| ５極管 | 6SK7 | 78 | 78 | 78 | 79 |
| 6K6 | 89 | 87 | 88 | 89 | |
| 6L6 | 59 | 58 | 58 | 60 | |
| 6CD6 | 76 | 74 | 76 | 83 |
ＳＳ８３（ツェナーダイオードあり）とＳＳ８３（ツェナーダイオードなし）と比べると、特に３極管サンプルの場合、プレート電流の大きいまたは、Ｇｍ値の大きい真空管ほどメータ指示値の差が大きくなりました。６ＡＨ４や６Ｂ４Ｇでは、約１０％大きな値を示しています。５極管の場合は、３極管ほどの差はありませんが、ＳＳ８３（ツェナーダイオードなし）の方が大きくなり同様な傾向を示しました。今回の評価の本題である、基準の調整済みの水銀整流管８３とＳＳ８３（ツェナーダイオードあり）との比較では、ほとんど計測誤差と思われる範囲で一致しました。手持ちの別の８３を差し替えて使った結果も併記していますが、ＳＳ８３（ツェナーダイオードあり）の差は、この程度の差であれば８３個体の差と同程度またはそれ以下であると考えられます。以上の結果から、今回製作した、ＳＳ８３は水銀整流管８３と差し替えても、問題なく使えると確信しました。さらに精密さを要求するなら、ＳＳ８３を搭載して、サービスマニュアルにしたがってTV-7を調整すれば確実です。
以上、TV-7愛好の皆さんの参考にされば幸いです。
注）ここで報告した内容はe-bayやyahooオークションで販売されているソリッドステート８３を評価した結果ではありません。また販売されているソリッドステート８３が今回試作した回路のようにツェナーダイオードのような素子を使ってドロップ電圧を補正しているかどうかも分りませんので、この記事を参考にして、購入されても、その動作を当方が保証するものではありません。ご注意ください。購入されるときに売主に確認されることをお勧めします。
