Głowica GF24 i zamiana BFP215 na 2SC945.

[Romekd]

Czołem.

Dziś nowych tranzystorów w.cz nie robi się już w obudowach TO-92 co nieco ogranicza wybór. Ale może np. tani 2SC3355? Tranzystor ten tak czy siak deklasuje stare typy z CEMI

Tranzystory o częstotliwości granicznej wyższej od 1 GHz, to już zupełnie inna "liga". Można na nich tworzyć wzmacniacze szerokopasmowe typu aperiodycznego (czyli pozbawione obwodów rezonansowych, a nawet transformatorów dopasowujących w.cz.), o paśmie przenoszenia rządu dziesiątek i setek MHz. Przy pewnych wartościach prądu kolektora można dla nich uzyskać typowe impedancje wejściowe i wyjściowe rzędu np. 50...75 Ω i duże wzmocnienie mocy (Gp, Ga). Określanie wzmocnienia jako wzmocnienie mocy jest z wielu powodów bardzo wygodne w zakresie wysokich częstotliwości, gdyż dla tych samych warunków sterowania i obciążenia (takie same impedancje wejściowa i wyjściowa) pozwala określić faktyczne korzyści stosowania danego wzmacniacza wysokiej częstotliwości. Drugą bardzo ważną informacją jest poziom wnoszonego do toru szumu, czyli parametr NF. Poniżej zamieszczony przez Ciebie załącznik z podkreślonymi przeze mnie istotnymi parametrami.

Jak z danych wynika tranzystor ten może mieć naprawdę wyśmienite parametry szumowe i wysokie wzmocnienie w zakresie wysokich częstotliwości, ale by je uzyskać trzeba zapewnić mu odpowiednie warunki pracy, czyli odpowiedni prąd kolektora, tu równy 7 mA i właściwe napięcie emiter-kolektor, w tym przypadku równe 10 V oraz optymalne dopasowanie wejścia i wyjścia. W głowicach radiowych UKF typowe użyte tam tranzystory potrafią być wykorzystywane z prądem kolektora równym od 0,5 mA do 2,5 mA i po wmontowaniu w ich miejsce nawet rewelacyjnego tranzystora w.cz. możemy uzyskać dużo gorsze wyniki niż z tranzystorem oryginalnym. Poza tym są rewelacyjne tranzystory o NF mniejszym od 1 dB, ale w zakresie częstotliwości nowego UKF-u potrafią być niestabilne i bez odpowiedniego dopasowania wejścia i wyjścia mogą się zwyczajnie wzbudzać (często by uzyskać stabilność takiego tranzystora przy częstotliwości ok. 100 MHz konieczne jest zastosowanie na jego wyjściu rezystorowego tłumika w układzie Pi, gdyż bez niego nie uda się wyeliminować wzbudzania się wzmacniacza...). Na pewno nie są to zagadnienia proste do opanowania przez początkującego elektronika, dla którego łatwiejsze może okazać się stosowanie tranzystorów pozornie nieco, a nawet dużo gorszych, ale właśnie zaprojektowanych specjalnie do wzmacniaczy w.cz. głowic radiowych UKF i nie sprawiających takich problemów jak tranzystory nowszych generacji z częstotliwością graniczną liczoną w GHz. Dodam jeszcze, że zmiana punktu pracy tranzystora zmienia jego parametry, czyli optymalną impedancję źródła sygnału i impedancji obciążającej wyjście stopnia.

W wolnym czasie spróbuję ten temat nieco rozwinąć.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Spróbuję króciutko opisać, czym się należy kierować przy wyborze właściwego tranzystora do wzmacniacza w.cz. w głowicy UKF i czemu niemal wszystkie wymieniane w wątku typy tranzystorów nie nadają się w to miejsce. Zacznę od tytułowego 2SC945. Już pierwsze spojrzenie na dane katalogowe tego elementu powinny wzbudzić duże obawy. Jest kilka parametrów, które powinno się wziąć pod uwagę. Poniżej zaznaczone przeze mnie w nocie aplikacyjnej parametry, dyskwalifikujące ten tranzystor. Co powinno zwrócić naszą uwagę?

1- Na samym początku podana została informacje, że tranzystor ten przewidziany został do wzmacniaczy niskiej częstotliwości i układów przełączających o niewielkiej szybkości przełączania (od DC do powiedzmy 200 kHz).

2 - Informacja o dobrej liniowości przy zmianach prądów o jedną dekadę (0,1...1 mA), co jest wskazane w stopniach wzmacniaczy o niskich zniekształceniach nieliniowych, ale nie tak ważne w przypadku tranzystorów w.cz.

3 i 4 - Duże wzmocnienie prądowe, które może w tranzystorach z literką K osiągać wartość do 600 (tranzystory w.cz. mają przeważnie niższe wzmocnienie, które bardzo rzadko przekracza wartość 300). Współczynnik szumów NF został podany dla częstotliwości pasma akustycznego, w tym przypadku dla 1 kHz. Gdyby to był tranzystor nie w.cz., a tylko średniej częstotliwości, parametr NF podany zostałoby dla znacznie wyższych częstotliwości, np. częstotliwości występujących we wzmacniaczach p.cz. czyli np. ok. 500 kHz (p.cz. AM), 10,7 MHz (p.cz. FM) lub ok. 36 MHz (p.cz. TV itp.).

5 - parametr fT, choć wysoki, bo wynoszący maksymalnie aż 450 MHz może w rzeczywistości mieć bardzo różną wartość w poszczególnych egzemplarzach tranzystorów, gdyż wg noty katalogowej może mieć wartość od 150 MHz do 450 MHz. Najwyższą częstotliwość fT tranzystor osiąga dla stosunkowo dużych prądów (20...40 mA przy Uce=10 V), a ze spadkiem prądu kolektora bardzo szybko fT spada do małej wartości (ok. 27 MHz przy Ic=0,1 mA) - wykres nr 9.

6 - pojemność baza-kolektor jest wysoka, gdyż maksymalnie może mieć wartość aż 4 pF, co jak na tranzystor małej mocy jest wartością naprawdę sporą i podobną jak w popularnych tranzystorach m.cz. (np. w BC109C pojemność ta może mieć wartość od 3,5 do 6 pF).

10, 11 i 12 - Wykresy współczynnika szumów NF dla częstotliwości 10 Hz, 100 Hz i 1 kHz, kompletnie bez znaczenia w przypadku tranzystorów przeznaczonych do pracy na częstotliwości ok. 100 MHz.

Większość tranzystorów bipolarnych, które stosowano w głowicach polskich radioodbiorników we wzmacniaczach w.cz., pracowały w układzie wspólnej bazy. W takim układzie rezystancja wejściowa stopnia jest bardzo niska i często zbliżona do impedancji falowej kabla i anteny, czyli korzystna we wzmacniaczach w.cz., ze względu na prostotę obwodów (filtrów) wejściowych. Wzmocnienie prądowe nie odgrywa wielkiego znaczenia, gdyż prąd emitera i kolektora tranzystora są do siebie zbliżone (różniące się tylko o prąd płynący przez złącze baza-emiter), a wzmocnienie prądowe stopnia jest mniejsze od jedności, choć wzmocnienie napięciowe może być stosunkowo wysokie, więc na wyjściu musi znajdować się obwód rezonansowy, który pełni również rolę "rezonansowego transformatora impedancji", dopasowującego wysoką impedancję wyjściową stopnia wzmacniacza w.cz. do niskiej impedancji wejściowej kolejnego stopnia głowicy UKF (kolejnego wzmacniacza w.cz. lub mieszacza).

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Poniżej parametry kolejnego z proponowanych tranzystorów, którym był 2N3904.

Tu znowu mamy informację o wzmocnieniu prądowym, mogącym wynosić nawet 300 oraz wysokiej częstotliwości fT, która może osiągać min. 300 MHz i może sugerować, że tranzystor nadaje się do wzmacniacza w.cz. o częstotliwości pracy 88...108 MHz. Jednak i w tym przypadku pojemności tranzystora są wysokie, a parametr szumowy "F" (swoją drogą wartość dość marna...) podany został dla częstotliwości mieszczącej się w przedziale 10 Hz...15,7 kHz, czyli dla częstotliwości audio (proszę zwrócić uwagę, że szumy zostały zmierzone dla prądu kolektora równego 100 μA, a fT dla prądu o wartości 100 razy wyższej, czyli dla 10 mA). Jakie zatem szumy tranzystor będzie wprowadzał przy 10 mA? Nie wiadomo, gdyż katalog tego nie podaje (po prostu nie jest to tranzystor w.cz.)... Dodatkowo czasy podane w dolnej tabelce (dla dość specyficznego sterowania przebiegiem prostokątnym, co stosuje się w badaniach tranzystorów "impulsowych") jakoś nie pasują do częstotliwości 100 MHz, przy której okres sinusoidy trwa 10 ns.

Wiele lat temu znajomy zaskoczył mnie, gdyż na wejściu głowicy chciał użyć tranzystor typu BC109C. Gdzieś wyczytał, że ten tranzystor o małych szumach własnych może pracować aż do częstotliwości 300 MHz, podobnie jak tranzystory BD139 Philipsa mogą pracować do 200 MHz... Ręce mi opadły...

W wątku padła również propozycja wykorzystania popularnego BF199. Pamiętałem z młodości, że tranzystory te polecane były przez ich producentów do wzmacniaczy p.cz. w stopniach wyjściowych tych wzmacniaczy, poprzedzonych stopniami z tranzystorami BF198 (o regulowanym napięciem wzmocnieniu), podobnie jak w polskich odbiornikach TV początkowo stosowano w p.cz. wizji droższe tranzystory (jeszcze w metalowych obudowach i chyba ze złoconymi wyprowadzeniami) typu BF173, który sterowany był tranzystorem BF167, który umożliwiał regulację wzmocnienia (ARW), które później zastąpiono tańszymi tranzystorami w obudowach plastikowych typu BF197 i BF196. Poniżej parametry tranzystora BF199, podawane przez trzech różnych producentów:

I z nich możemy się dowiedzieć, że BF199 są (a właściwie to były, dawno, dawno temu) przeznaczone do wzmacniaczy p.cz. odbiorników telewizyjnych, choć nie tylko, gdyż są bardzo popularne i przez amatorów stosowane w przeróżnych układach elektronicznych...

Pozdrawiam
Romek

[CHOPIN66]

Romku bardzo Ci dziękuję, jest to bardzo przydatne. W kwestii przeznaczenia BF240 dużo zależało od firmy- Motorola określiła przeznaczenie BF240 jako tranzystor AM/FM co może sugerować, że nadaje się do stopni wejściowych głowic UKF.

Tak BF240/241 w głowicy Roksany były produkcji CEMI opisane 240/241 bez BF. Gdzieś słyszałem, że tak były przez CEMI znakowane tranzystory najlepsze jakości do zastosowań profesjonalnych odwrotnie niż na zachodzie bo tam tranzystory ze skróconą nazwą np.F199 czy F240 szły z odpadów które nie spełniały norm bo miały za duży rozrzut parametrów i były przewidziane dla amatorów tu dzież b.taniego sprzętu RTV.
Ale powtórzę tak słyszałem i nie wiem ile w tym jest prawdy.