Wygrzewanie - fakty a mity

[Beier]

Fakt wygrzewania głośników czy słuchawek celem nabycia przez nie nominalnych parametrów chyba nikogo nie dziwi i jest potwierdzonym faktem. Interesuje mnie natomiast kwestia wygrzewania lamp i półprzewodników. Wiele jest mitów na ten temat. Co do lamp to wydaje mi się że z czasem to parametry lampy mogą się tylko pogorszyć, jednakże moja wiedza na temat technologii wykonania lamp jest podstawowa więc może mam błędne pojęcie. Spotkałem się także z opiniami że scalaki muszą się wygrzać zanim osiągną nominalne parametry - chodzi na przykład o układ PCM2702 - może coś w tym jest bo z czasem wydaje mi się, że karta na bazie tego DAC'a gra lepiej niż na samym początku ale nie wykluczam autosugestii. Jak to jest naprawdę? Czy elementy takie jak lampy, tranzystory i układy scalone również potrzebują wygrzewania czy też ich parametry są najlepsze na początku a z czasem mogą się tylko pogorszyć?

[traxman]

Ciepło szkodzi półprzewodnikom, ja bym je chłodził, oprócz tego szum mniejszy Z biegiem czasu pólprzewodnik zachowuje swoje właściwości, o ile nie doskwiera mu temperatura, promieniowanie jonizacyjne i wszelkiego rodzaju szkodliwe warunki środowiskowe (przed tym chronią jednak obudowy). Nie zdarzyło mi się zanikanie parametrów np. utrata wzmocnienia w funkcji czasu, albo element jest sprawny i działa poprawnie, albo jest uszkodzony i nie działa wcale.
Nie spotkałem się z koniecznością wygrzewania półprzewodników, co innego to wygrzewanie samego układu (czyli ustalenia warunków cieplnych urządzenia), aby "doszedł" do parametrów zbliżonych do tych podczas projektowania.

[Beier]

Co do półprzewodników to akurat wiem, że jeżeli działają poniżej dopuszczalnej max temperatury pracy to ich żywotność jest bardzo długa a nawet wieczna. Co do wygrzewania to miałem na myśli np tak jak w przypadku słuchawek, że muszą popracować załóżmy 100 h zanim osiągną oczekiwane parametry. Zastanawia mnie tylko co by miało się tam zmienić - wydaje mi się, że to kolejna bajka. Co do lamp to jestem w stanie zrozumieć wygrzewanie w znaczeniu czekanie jakichś paru do parunastu minut zanim katoda i anoda się dobrze nagrzeją żeby prąd anodowy się ustabilizował, ale wygrzewanie lampy przez wcześniej wspomniane 100 h da wg mnie tylko o 100 h bardziej zużytą lampę.

[Michał_B]

Co do lamp to najlepiej spytać się Alka.
Według mnie w lampie długo nieużywanej troszeczkę zatruwa się katoda, a podczas wygrzewania odtruwa się. Wzrasta wtedy emisja, i inne parametry też mogą się zmienić.

Jeśli się mylę to proszę mnie poprawić.

[tszczesn]

Zastanawia mnie tylko co by miało się tam zmienić - wydaje mi się, że to kolejna bajka. Co do lamp to jestem w stanie zrozumieć wygrzewanie w znaczeniu czekanie jakichś paru do parunastu minut zanim katoda i anoda się dobrze nagrzeją żeby prąd anodowy się ustabilizował, ale wygrzewanie lampy przez wcześniej wspomniane 100 h da wg mnie tylko o 100 h bardziej zużytą lampę.

Jak nie nudujesz bardzo dokładnej aparatury pomiarowej, albo układów mocno nietypowych - np. femtoamperomierzy to nic. Wpływ temperatury jest opisany w kartach katalogowych i typowo są to rzeczy typu wzrost (zmiana) prądów polaryzacji, prądów wstecznych złącz, napięć niezrównoważenia itp. W przypadku układów o precyzyjnych parametrach (np. wzmocnienie wzmacniacza instrumentacyjnego) może nastąpić wyjście wartości tych parametrów poza tolerancje. Generalnie nic co w audio można usłyszeć (o ile nie masz germanowych układów scalonych

[darczar]

Wygrzewanie lamp zwane także starzeniem, powszechnie stosuje się dla lamp nadawczych dużej mocy. Poniżej zamieszczam opis procedury tej czynności dla lamp GU-84B. Pierwszy pochodzi z instrukcji obsługi nadajnika radiowego, drugi natomiast - od importera tych lamp:

[fugasi]

Co do lamp to najlepiej spytać się Alka.

W tym celu lepiej przejść do zakładki "Lampy elektronowe" bo do takich zęz jak tu Alek nie zagląda.

[Thereminator]

Jako moderator działu powinien choćby od czasu do czasu zajrzeć

[Alek]

Zagląda tylko nie zawsze odpowiada. Zwłaszcza, jeśli odpowiedź na dane zagadnienie już się kiedyś gdzieś przewinęła.
Odpowiem jednak tym razem: w lampach mamy zawsze do czynienia z pewną równowagą między sorpcją (pochłanianiem) a desorpcją (wydzielaniem) gazów. W lampach długo leżących następuje w pewnym stopniu desorpcja gazów z detali, a więc pogorszenie próżni. Pogorszenie to może w widoczny sposób oddziaływać na pracę lamp i tyczy się to właśnie głównie lamp nadawczych, gdzie przykładane są duże napięcia anodowe (grozić to może nawet zapłonem i wyładowaniem w lampie). Dodatkowo, w lampach długo leżących mamy do czynienia z przenikaniem helu przez szkło, ale jest to wpływ niewielki.
Z tego względu korzystne jest wygrzewanie takich lamp: przykłada się pierw samo żarzenie. W pierwszym momencie rozgrzewanie detali powoduje jeszcze dalsze pogorszenie próżni. Jednak, gdy wydzielanie gazów ustaje daje o sobie znać pompowanie: parowanie wolframu względnie innych pierwiastków nieodłącznie wiąże się z pompowaniem gazów. Próżnia więc poprawia się.
W następnym etapie przykłada się już napięcie anodowe, najpierw niezbyt wysokie, potem coraz wyższe. Przyłożenie napięcia anodowego powoduje znów pewne pogorszenie próżni. Jeśli jednak desorpcja nie jest za duża to proces pompowania (w tym przypadku już także elektrycznego) jest na tyle wydajny, że ciśnienie zaczyna znów spadać. Po prawidłowo przeprowadzonym procesie starzenia próżnia jest znów tak dobra jak potrzeba przy pełnym, nominalnym obciążeniu elektrod lampy.
W lampach małych, a z takimi mamy zazwyczaj do czynienia
takie zabiegi starzenia po długim okresie "przestoju" nie są w zasadzie konieczne, choć można je oczywiście przeprowadzić. Napięcia anodowe są mniejsze, tak więc zapłon gazów tu nie grozi. Także skład atmosfery próżniowej w takich lampach nie jest groźny dla katod tlenkowych. Desorbowane gazy to głównie wodór, gazy szlachetne i niektóre węglowodory.