DOLIFET-Verstärkerprinzip
Grundidee und Zielsetzung
Das DOLIFET-Prinzip (Drain Output Load Independent Field Effect Transistor) ist ein von ABACUS entwickeltes Leistungsverstärkerkonzept, das auf maximale Lastunabhängigkeit, hohe Linearität und exakte Kontrolle der Ausgangsspannung und des Ausgangsstroms ausgelegt ist. Es basiert auf der Erkenntnis, dass die elektroakustische Schnittstelle zwischen Verstärker und Lautsprecher – also die Schwingspule – nicht als ideale ohmsche Last betrachtet werden kann, sondern in der Praxis ein komplexes, frequenzabhängiges und reaktives Verhalten zeigt.
Konventionelle Verstärker, insbesondere klassische Emitterschaltungen (bei Bipolartransistoren) oder Source-Follower-Topologien (bei MOSFETs), arbeiten mit einer geringen internen Spannungsverstärkung im Ausgangstransistor und verfügen daher nur über eine begrenzte Regelreserve gegenüber wechselnden Lastimpedanzen. DOLIFET zielt darauf ab, diese Abhängigkeit vollständig aufzuheben, sodass der Verstärker unabhängig von der angeschlossenen Last exakt dieselbe Ausgangsspannung reproduziert wie im unbelasteten Zustand.
Drain-Ausgang und Über-Alles-Gegenkopplung
Das zentrale Unterscheidungsmerkmal des DOLIFET-Prinzips ist die Anordnung des Lautsprechers am Drain-Ausgang des Leistungstransistors – nicht, wie in konventionellen Konzepten üblich, an Source oder Emitter.
Dadurch liegt die volle Spannungsverstärkung des Transistors im Regelkreis. In Verbindung mit einer Über-Alles-Gegenkopplung über sämtliche Verstärkerstufen hinweg ergibt sich eine extrem niedrige effektive Ausgangsimpedanz, typischerweise im Bereich von wenigen Milliohm.
Diese Anordnung führt zu einem Verhalten, das einer idealen Spannungsquelle sehr nahekommt: Der Verstärker erzwingt die Sollspannung am Ausgang unabhängig von der Lastimpedanz und liefert oder absorbiert den dazugehörigen Strom präzise gemäß dem Eingangssignal. Selbst bei stark induktiven oder kapazitiven Lasten bleibt der Ausgang phasen- und amplitudenstabil.
Vier-Quadranten-Arbeitsweise
Ein weiteres Merkmal des DOLIFET-Prinzips ist die Vier-Quadranten-Fähigkeit. Der Verstärker ist nicht nur in der Lage, elektrische Energie an die Last abzugeben (erste und dritte Quadrant), sondern kann auch rückfließende Energie – etwa durch die Gegen-EMK eines Lautsprechers – aktiv aufnehmen und kontrolliert in den Netzteilkreislauf zurückführen (zweiter und vierter Quadrant).
Dieses Verhalten ermöglicht eine aktive Dämpfung der Lautsprechermembran: Sobald das Signal abklingt oder die Membran aufgrund ihrer Trägheit rückfedert, wirkt der Verstärker nicht passiv bremsend, sondern führt die Rückströme gezielt ab und hält die Membran exakt auf der Sollposition. Dadurch entsteht ein außergewöhnlich kontrolliertes, schwingungsfreies Bewegungsverhalten des Wandlers – selbst bei sehr niedrigen Frequenzen.
Stabilität, Verzerrungsarmut und Dynamik
Durch die Drain-Ausgangstopologie und die großflächige Gegenkopplung ergibt sich eine außerordentlich hohe Schleifenverstärkung bis weit in den Audiofrequenzbereich. Das führt zu minimalen Verzerrungen, einer exakten Phasenlage zwischen Eingangs- und Ausgangssignal und einer nahezu idealen Übertragungsfunktion.
Selbst bei niederohmigen, komplexen oder wechselnden Lasten bleibt der Verstärker vollständig stabil – ein Verhalten, das bei konventionellen Endstufen meist nur innerhalb enger Betriebsbedingungen erreicht wird.
Die Linearität des DOLIFET-Prinzips erlaubt es zudem, den gesamten Arbeitspunktbereich des Leistungstransistors optimal auszunutzen. Da der Verstärker aktiv rückspeisefähig ist, kann er hohe Impulsleistungen verarbeiten, ohne in Sättigung oder Clipping zu geraten. Das Ergebnis ist ein außergewöhnlich dynamisches, impulsstabiles und phasenreines Verhalten.
Anwendung in externen Verstärkern
In klassischen HiFi- und Studioverstärkern ermöglicht das DOLIFET-Prinzip eine nahezu perfekte Kopplung an jede Lautsprecherlast. Selbst problematische Impedanzverläufe oder hochreaktive Lautsprecherkonstruktionen beeinträchtigen weder die Linearität noch die Stabilität. Der Verstärker verhält sich elektrisch so, als würde er stets einen idealen Widerstand treiben, unabhängig davon, ob die reale Last 2 Ω, 16 Ω oder komplex phasenverschoben ist.
Dies führt zu einem überragenden Dämpfungsfaktor und einer akustisch wahrnehmbaren Verbesserung der Basspräzision, der Feindynamik und der räumlichen Abbildung. Auch bei hohen Leistungsanforderungen bleibt das Verhalten exakt reproduzierbar und frei von nichtlinearen Lastinteraktionen.
Integration in aktive Lautsprecher und Subwoofer
Besonders eindrucksvoll zeigt sich das Potenzial des DOLIFET-Prinzips, wenn es direkt in aktive Lautsprechersysteme integriert wird. Hier kann die Verstärkerregelung gezielt auf die elektroakustischen Eigenschaften des Chassis und des Gehäuses abgestimmt werden.
In Kombination mit elektronischer Entzerrung – sei es digital im DSP oder analog durch frequenzabhängige Mischfilter – ermöglicht der DOLIFET-Verstärker eine vollständige Kontrolle der Membranbewegung bis unterhalb der Systemresonanzfrequenz.
Dadurch kann der natürliche Tiefbassabfall elektronisch kompensiert werden, ohne dass Instabilität, Nachschwingen oder Übersteuerung auftreten.
Das Ergebnis sind aktive Lautsprecher und Subwoofer mit realer Tiefbassfähigkeit weit unter 20 Hz, deren Tieftonwiedergabe nicht durch die üblichen Wechselwirkungen zwischen Lautsprecher und Verstärker limitiert wird. Der Verstärker bleibt dabei in jedem Betriebszustand phasenstabil, verzerrungsarm und präzise geführt – selbst bei hohen Strömen oder Rückspeiseströmen aus dem Lautsprecher.
Zusammenfassung
Das DOLIFET-Prinzip stellt eine konsequente Weiterentwicklung klassischer Leistungsverstärkertechnik dar. Durch den Einsatz des Drain-Ausgangs, die umfassende Gegenkopplung und die Vier-Quadranten-Arbeitsweise entsteht ein Verstärker, der sich elektrisch wie eine ideale Spannungsquelle verhält und mechanisch eine exakte Kontrolle über das Lautsprechersystem ermöglicht.
In externen Verstärkern führt dies zu überragender Neutralität, Stabilität und Basspräzision – in aktiven Systemen zusätzlich zu einer bisher unerreichten Tiefbasswiedergabe und Gesamtlinearität.
The DOLIFET Amplifier Principle
Concept and Objective
The DOLIFET principle (Drain Output Load Independent Field Effect Transistor) is an amplifier topology developed by ABACUS, designed for maximum load independence, high linearity, and precise control of both output voltage and current. It is based on the understanding that the electroacoustic interface between amplifier and loudspeaker – the voice coil – cannot be regarded as an ideal resistive load but behaves as a complex, frequency-dependent, and reactive system.
Conventional amplifiers, particularly emitter-follower (bipolar) or source-follower (MOSFET) stages, operate with only a limited internal voltage gain in the output transistor. Their feedback reserve against varying load impedances is therefore restricted. DOLIFET eliminates this limitation by making the amplifier’s behavior entirely independent of the connected load, so that the output voltage remains identical to the input reference under all operating conditions.
Drain Output and Global Feedback
The fundamental distinction of the DOLIFET principle lies in the placement of the loudspeaker connection at the drain output of the output transistor, rather than at the source or emitter as in conventional designs.
This configuration places the full voltage gain of the transistor inside the feedback loop. In combination with a comprehensive global feedback network, this yields an extremely low effective output impedance – typically in the milliohm range.
As a result, the amplifier behaves almost like an ideal voltage source: it enforces the target output voltage regardless of the load impedance and delivers or absorbs the corresponding current precisely according to the input signal. Even under highly inductive or capacitive load conditions, the output remains phase- and amplitude-stable.
Four-Quadrant Operation
Another defining characteristic of the DOLIFET design is its four-quadrant capability. The amplifier can not only supply energy to the load (first and third quadrants) but also absorb and reintegrate returned energy – such as the back electromotive force (back-EMF) generated by the loudspeaker’s diaphragm motion – into the power supply (second and fourth quadrants).
This behavior enables active damping of the loudspeaker diaphragm. When the input signal ceases or the mechanical system rebounds due to inertia, the amplifier does not merely resist the motion passively but actively conducts the returning current, keeping the diaphragm precisely on its intended trajectory. The result is exceptionally controlled and resonance-free motion, even at very low frequencies.
Stability, Linearity, and Dynamic Range
Due to its drain-output topology and extensive feedback structure, the DOLIFET design achieves exceptionally high loop gain across the entire audio frequency range. This results in extremely low distortion, accurate phase alignment between input and output, and an almost ideal transfer function.
Even under low-impedance, complex, or dynamically varying loads, the amplifier remains completely stable – a behavior that conventional output stages achieve only within limited conditions.
The high linearity of the DOLIFET topology allows full utilization of the transistor’s operating region. Because the amplifier is bidirectionally energy-capable, it can handle high transient currents without entering saturation or clipping. The result is an extraordinarily dynamic, impulse-stable, and phase-accurate performance.
Application in External Power Amplifiers
In traditional HiFi or studio power amplifiers, the DOLIFET concept provides an almost perfect interface to any loudspeaker load. Even highly reactive or impedance-critical loudspeakers do not affect linearity or stability. The amplifier behaves electrically as though it were driving a purely resistive load, regardless of whether the actual impedance is 2 Ω, 16 Ω, or varies dynamically with frequency and phase.
This leads to an exceptionally high damping factor and a clearly audible improvement in bass precision, microdynamics, and spatial accuracy. Even under heavy load, the amplifier’s behavior remains consistent and free from nonlinear load interactions.
Integration into Active Loudspeakers and Subwoofers
The full potential of the DOLIFET principle becomes evident when it is integrated directly into active loudspeakers or subwoofers. In this configuration, the amplifier control loop can be tailored precisely to the electroacoustic parameters of the driver and enclosure.
In conjunction with electronic equalization – implemented either digitally via DSP or through analog frequency-dependent summing networks – the DOLIFET amplifier provides complete control of diaphragm motion even below the system’s resonance frequency.
This makes it possible to compensate for the natural low-frequency roll-off electronically without introducing instability, ringing, or overexcursion.
The result is active loudspeakers and subwoofers with genuine low-frequency extension well below 20 Hz, unaffected by the limitations that typically arise from amplifier–speaker interactions. The amplifier remains phase-stable, low in distortion, and precisely regulated under all conditions – even when significant reverse currents flow from the loudspeaker back into the output stage.
Summary
The DOLIFET principle represents a fundamental advancement in power amplifier design. By utilizing the drain output, applying comprehensive feedback, and enabling true four-quadrant operation, it achieves behavior that closely approximates an ideal voltage source while maintaining absolute control over the connected transducer.
In external amplifiers, this translates to unmatched neutrality, stability, and bass precision. In active loudspeakers and subwoofers, it additionally enables unprecedented low-frequency performance and overall linearity.