Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Wiech pisze: czw, 4 lipca 2024, 09:06 Witam
Romku pytania są na tą chwilę bez odpowiedzi , przynajmniej dla mnie, :( ale jak będę miał czas to poszukam w necie lub w literaturze,
Tak na szybko to mniej wiecej znam częściową odpowiedź na pytanie 5 - tam powinna być różnica napięć między kolektorem a emiterem ok 0,66V i to powinny zapewniać te rezystory, obecnie mają one ok 2-3x za duże wartości.

Ten schemat powstał przez zmianę tranzystorów z krzemowych na germanowe i stąd takie różnice.
To tak a szybko, muszę teraz iść do roboty. :?


Pozdrawiam
Wiesław
Odpowiedzi na te pytania wydadzą Ci się niezwykle proste, gdyż gdy raz poznasz i zrozumiesz zasadę dokonywania obliczeń, już zawsze będzie to dla Ciebie dziecinnie proste (jeszcze wspomnisz moje słowa :wink: ). Niestety teraz również jestem w pracy, a że są to same przypadki "niecierpiące zwłoki" (jak zwykle zresztą), to spróbuję zacząć to wszystko wyjaśniać w godzinach wieczornych (jak tylko, i o ile w ogóle, uporam się dzisiaj z pracą... :( ).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Wiech
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1009
Rejestracja: ndz, 14 maja 2017, 20:24

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Wiech »

Czuję się jakbym 50 lat temu pisał pierwszy sprawdzian :( , ale spróbuję odpowiedzieć na te pytania.

Rezystory R1, R5 i R6 są odpowiedzialne za sprzeżenia zwrotne.
Kondensator C4 jest elementem tzw „boostrapu”, dodatniego sprzężenia zwrotnego .
Kondensator ten jest ładowany przez rezystor R5 i rozładowywany przez R1
Ograniczeniem jest stała czasowa ładowania tego kondensatora (C4) przez rezystor R5
Oraz rozładowania przez R1 i R6, równoległy do niego - ale np. R6 można pominąć.
Dodatkowo R1,R6 i C4 tworzą ( moim zdaniem) rodzaj filtru górnoprzepustowego – w tym przypadku wartość graniczna wynosi ok 10Hz

Bootstrap zwiększa rezystancję wejściową stopnia i jego wzmocnienie napięciowe.

Za prąd tranzystora T1 odpowiada rezystor R11, dla ew tranzystora germanowego jest on za duży, tak z 2-3x.

Rezystory R14 i R15 powinny być dużo mniejsze np. 47 lub 39 ohm, one ustalają polaryzację baz tranzystorów mocy

Rezystory R9, R10 i PR2 są też za duże dla ewentualnego tranzystora germanowego – wg mnie sam PR2=1k wystarczy w zupełności.

Dla innych, którzy chcą poznać te zagadnienia :

https://sound-au.com/articles/bootstrap.htm#s2

https://circuitdigest.com/electronic-ci ... ransistors

Pozdrawiam
Wiesław
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Czołem.
Wiech pisze: pt, 5 lipca 2024, 10:55 Czuję się jakbym 50 lat temu pisał pierwszy sprawdzian :( , ale spróbuję odpowiedzieć na te pytania.

Rezystory R1, R5 i R6 są odpowiedzialne za sprzeżenia zwrotne.
Obrazek

Wszystko do tego momentu się zgadza, faktycznie wszystkie te rezystory są elementami globalnej pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego i mają decydujący wpływ na całkowite wzmocnienie napięciowe wzmacniacza.

Kondensator C4 jest elementem tzw „boostrapu”, dodatniego sprzężenia zwrotnego .
Kondensator ten jest ładowany przez rezystor R5 i rozładowywany przez R1
Ograniczeniem jest stała czasowa ładowania tego kondensatora (C4) przez rezystor R5
Oraz rozładowania przez R1 i R6, równoległy do niego - ale np. R6 można pominąć.
Dodatkowo R1,R6 i C4 tworzą ( moim zdaniem) rodzaj filtru górnoprzepustowego – w tym przypadku wartość graniczna wynosi ok 10Hz
Kondensator C4 jest elementem wchodzącym w skład pętli USZ, ale w tym obwodzie nie ma żadnego bootstrapu. Po prostu wraz ze zmniejszaniem wartości R1 lub zwiększania wartości R5 wzmocnienie wzmacniacza rośnie, a ponieważ kondensator C4 zamyka pętlę dla składowej zmiennej, a jego impedancja rośnie wraz ze spadkiem częstotliwości przenoszonych, to dodaje się ona do rezystancji R1 (na razie pomijam wpływ R6), powodując spadek wzmocnienia napięciowego wzmacniacza wraz z osiągnięciem częstotliwości granicznej tego zestawu elementów. Gdybyśmy chcieli zwiększać wzmocnienie napięciowe wzmacniacza przez zmniejszanie wartości R1, to dla zachowania tej samej dolnej częstotliwości granicznej musielibyśmy proporcjonalnie zwiększać pojemność C4.
Bootstrap zwiększa rezystancję wejściową stopnia i jego wzmocnienie napięciowe.
Sprzężenie bootstrap tworzy kondensator C4 z rezystorami R1 i R2, ale jest to już funkcja dodatkowa, mało istotna. Gdybyśmy chcieli jeszcze bardziej podnieść rezystancję wejściową wzmacniacza, to należałoby dodatkowy kondensator włączyć między emiter tranzystora T1 i dolny koniec potencjometru PR1 (przydałby się tam jeszcze jeden rezystor, by ustawiając najniższą rezystancję PR1 nie łączyć przez dodany kondensator i kondensator C2 emitera T1 do masy...).
Za prąd tranzystora T1 odpowiada rezystor R11, dla ew tranzystora germanowego jest on za duży, tak z 2-3x.
Tak, dokładnie, wartość rezystora R11 ma decydujący wpływ na wartość prądu kolektora T1, gdyż wszystkie tranzystory wzmacniacza muszą znajdować się w stanie aktywnym (pierwsze dwa /T1 i T2/ pracują w klasie A), tak więc zmniejszając R11 zwiększamy prąd T1, ale jednocześnie zmniejszamy wartość składowej stałej (DC) napięcia na emiterze tranzystora T1, co w tym przypadku może być nawet korzystne, ze względu na niższe napięcia pracy T1 i większy odstęp od napięcia dopuszczalnego dla możliwych do użycia w tym miejscu układu dostępnych tranzystorów germanowych (to zagadnienie spróbuję jeszcze rozwinąć, w nieco wolniejszym czasie).
Rezystory R14 i R15 powinny być dużo mniejsze np. 47 lub 39 ohm, one ustalają polaryzację baz tranzystorów mocy
One przede wszystkim ustalają wartość prądu tranzystorów sterujących T4 i T6. Dla tranzystorów germanowych ich wartość powinna być niższa właśnie 3...4 razy, gdyż tranzystory germanowe mają o tyle mniejsze napięcie baza-emiter w stosunku do tranzystorów krzemowych, dla zapewnienia im pracy w "obszarze aktywnym" (dla tranzystorów krzemowych typowym napięciem baza-emiter dla umiarkowanych wartości prądu kolektora jest ok. 0,6 V, a dla germanowych 0,13...0,18 V).
Rezystory R9, R10 i PR2 są też za duże dla ewentualnego tranzystora germanowego – wg mnie sam PR2=1k wystarczy w zupełności.
Jeśli chciałbyś ograniczyć zakres regulacji prądu wyjściowego do wartości bezpiecznych, by jakiś przypadkowy i gwałtowny ruch potencjometru nie doprowadził do uszkodzenia tranzystorów końcowych, to te dwa rezystory są wskazane. Ja tak robię, gdyż nie wiem czy w przyszłości ktoś inny nie pokręci potencjometrem, by np. sprawdzić jak to wpływa na dźwięk... :wink:

Przepraszam za chaotyczne wypowiedzi. Mam lekkie problemy i sam nie wiem z czego one wynikają. Gdy moja mama weszła w III etap choroby nowotworowej, a byłem jej jedynym opiekunem (od siedmiu lat), zacząłem przestawać "ogarniać" sprawy domowe i zawodowe. Lekarz przepisał mi lek przeciw depresji, który brałem w sumie przez jakieś półtora roku. Mamę pochowałem w kwietniu tego roku, po tym ograniczyłem lek do połówki dawki, a tydzień temu całkowicie odstawiłem. Niestety w ciągu ostatnich sześciu dni spałem może z siedem godzin (łącznie), mam coraz większe zawroty głowy, szum w uszach o modulowanej amplitudzie, i znowu coraz gorzej "ogarniam" codzienne obowiązki. Mimo, że nocy nie przesypiam, to w dzień też mi się spać nie chce, za to coraz gorzej mi się myśli... Nie wiem czy to moje ostatnie samopoczucie i problemy ze snem mają coś wspólnego z odstawieniem leku, czy narastającymi kłopotami w firmie.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Przed wyjaśnieniem sposobu obliczania prądów kolektora każdego z tranzystorów danego wzmacniacza na podstawie wartości rezystorów w układzie, zamierzałem zamieścić długą wypowiedź o działaniu tranzystorów w ogóle, ale postanowiłem nieco zmienić kolejność. Choć o tranzystorach pracujących w stanie aktywnym ("liniowym", normalnym...) muszę kilka słów wrzucić już teraz. Wszelkie tranzystory mogą się w danym momencie znajdować w jednym z trzech stanów. W stanie zatkania (wyłączenia, odcięcia) są te tranzystory npn, w których napięcie bazy względem emitera nie osiągnęło wartości włączającej znaczący prąd kolektora (płynący z kolektora do emitera). By prąd kolektora w tranzystorze krzemowym typu npn nie płynął, napięcie bazy względem emitera musi być dodatnie (podobnie jak napięcie kolektora względem emitera) i mieć wartość niższą od mniej więcej 0,1V. Choć zakładamy wówczas, że prąd kolektora w ogóle nie płynie, to jednak on występuje, ale ma "mikroskopijną" wartość (idealne izolatory też nie istnieją - zawsze mają jakąś określoną, konkretną oporność, choć ogromną i trudną do zmierzenia dla przeciętnego elektronika). Innym stanem w którym może występować tranzystor jest stan nasycenia, gdy przez kolektor płynie jakiś prąd do emitera, ale napięcie na kolektorze względem emitera ma z reguły mniejszą wartość od napięcia występującego na bazie względem emitera. Co ciekawe większość tranzystorów występujących we współczesnej elektronice, to tranzystory "dwustanowe", działające jako klucze ("cyfrowe" przełączniki, sterowniki, klucze w zasilaczach impulsowych, elementy logiczne w komputerach itp.). Jednak najciekawsze i najbardziej mnie fascynujące są tranzystory pracujące liniowo (będące w stanie aktywnym, normalnym) i dla tych tranzystorów napięcie baza emiter dla krzemu wynosi ok. 0,6 V, a dla germanu 0,15 V, a napięcie między emiterem i kolektorem wynosi od kilku do nawet kilkuset woltów i im poświęcę w wątku najwięcej czasu. Tak więc przechodząc do konkluzji, jeśli jakiś tranzystor we wzmacniaczu z elementami germanowymi, pracującym bez wysterowania wejścia, ma wartość napięcia baza-emiter leżącą poza zakresem 0,11...0,20  V lub dla elementów krzemowych 0,57...0,75 V, to albo jest uszkodzony, albo pełni we wzmacniaczu jakąś inną rolę (np. zabezpieczającą przed przeciążeniem, przełączającą wartość prądu spoczynkowego lub np. steruje przekaźnikiem, lub elektrycznie sterowanym /z silnikiem/ potencjometrem itp.).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Wiech
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1009
Rejestracja: ndz, 14 maja 2017, 20:24

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Wiech »

Dzięki Romku za trud tłumaczenia tych szkolnych podstaw elektroniki,
Nie wiem jak inni Koledzy, ale ja czekam na części dalsze wykładów.

Pozdrawiam
Wiesław
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

By potwierdzić to co napisałem w poprzednik wpisie jakimś praktycznym przykładem, przypomnę schemat wzmacniacza mocy, małej częstotliwości kupionym przez jednego z Kolegów naszego Forum na eBay-u.
Schemat_E.png

We wzmacniaczu tym zastosowano wyłącznie tranzystory germanowe. Na schemacie zamieściłem wszystkie napięcia występujące w układzie i kilka wartości prądów. Poniżej zestawienie napięć baza-emiter i prądów kolektora dla wszystkich siedmiu tranzystorów w układzie zasilanym napięciem +24,000 V.

VT1 - Ube = 0,111 V, Ic = 0,651 mA
VT2 - Ube = 0,145 V, Ic = 1,246 mA
VT3 - Ube = 0,162 V, Ic = 7,373 mA
VT4 - Ube = 0,147 V, Ic = 5,533 mA
VT5 - Ube = 0,176 V, Ic = 5,672 mA
VT6 - Ube = 0,159 V, Ic = ok. 7 mA
VT7 - Ube = 0,162 V, Ic = ok. 7 mA

Jak widać wszystkie napięcia mieszczą się w podanym przeze mnie zakresie, czyli tranzystory znajdują się w stanie aktywnym i płyną przez ich kolektory właściwe prądy.
Dany tranzystor w układzie jest obciążony odpowiednio dobranym rezystorem, a nie tylko prądem bazy następnego tranzystora, który w stosunku do prądu płynącego w rezystorze obciążającym ma wielokrotnie niższą wartość i w warunkach niewysterowanego wzmacniacza, dla obliczenia przybliżonych wartości prądów kolektorów tranzystorów można go zupełnie pominąć. Pierwsze dwa tranzystory pracują w klasie A, więc prądy ich kolektorów będą zmieniały się po wysterowaniu wzmacniacza od wartości bardzo niskiej do prawie dwukrotnie wyższej w szczytach przebiegów sygnału. Tranzystory sterujące tranzystorami mocy (wyjściowymi) pracują w klasie A lub AB przy czym prądy dla małego wysterowania wzmacniacza zmieniają się w niewielkim stopniu, gdyż napięcia na obciążających je rezystorach również zmieniają się nieznacznie. Prądy kolektorów tranzystorów krzemowych rosną dziesięciokrotnie co każde ok. 58 mV przyrostu napięcia baza-emiter.
cdn.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Przedstawiony w poprzednim moim wpisie układ wzmacniacza bardzo wyraźnie pokazuje wady uproszczonych rozwiązań. Tzw. "długi ogon" w obwodzie emiterów tranzystorów w stopniu różnicowym nie gwarantuje równych prądów tranzystorów VT1 i VT2, lub może gwarantuje, ale tylko dla jednej wartości napięcia zasilającego układ i przy jednej temperaturze otoczenia... Źródło prądowe w tym miejscu dawałoby dużo większość równość prądów kolektorów VT1 I VT2 oraz zapewniało mniejsze zniekształcenia nieliniowe THD stopnia różnicowego. Zmiany prądu tranzystorów pary różnicowej oznaczają również zmiany napięcia wyjściowego, co może stanowić większy problem dla wzmacniaczy zasilanych napięciem symetrycznym (bez szeregowego kondensatora sprzęgającego wyjście tranzystorów z głośnikiem). Z kolei układ zasilania drugiego tranzystora wzmacniacza napięciowego ze źródłem prądowym pozwalałby zachować lepszą liniowość tego stopnia (mniejsze zniekształcenia THD), a także większą stałość prądu kolektora tego tranzystora i elementów kompensacji temperaturowej tranzystorów wyjściowych, a przez to również lepszą stałość prądu spoczynkowego tranzystorów końcowych przy zmianach napięcia zasilania wzmacniacza.
Teraz przedstawię sześć przykładów polskich wzmacniaczy tranzystorowych z dawnych lat, w których łatwo możemy policzyć prądy kolektorów tranzystorów na podstawie kilku napięć, które z reguły znajdują się na schematach takich urządzeń. Na początek stary wzmacniacz magnetofonu ZK-240, jeszcze z tranzystorami TG70 w stopniu mocy.
0_ZK-246_amp.png

Jest to dość prymitywny układ z zaledwie jednym stopniem wzmacniacza napięciowego, zrealizowanym na tranzystorze BC107B (T6), tranzystorami sterującymi BC107B (T7) i BC177B (T8), oraz tranzystorami wyjściowymi TG70 (T9 i T10). Stopień mocy pracuje tu w układzie quasi-komplementarnym. Tranzystor T6 pełni rolę, o czym już wspomniałem, wzmacniacza napięciowego, a pozostałe cztery tranzystory stanowią wzmacniacz prądu. W czerwonych kółkach (elipsach :wink: ) zaznaczyłem elementy, które pozwalają policzyć przybliżone prądy kolektorów (a więc i emiterów, i baz) poszczególnych tranzystorów wzmacniacza. Z rezystorów obwodu bootstrap i napięcia zasilającego możemy w łatwy sposób policzyć prąd tranzystora T6 (kółko z numerem 1), ale możemy go również policzyć ze spadku na rezystorze w obwodzie emitera tego tranzystora, które zostało podane na schemacie (0,45 V na rezystorze 100 Ω, co daje ok. 4,5 mA; kółko z oznaczeniem 1A). Prąd emitera jest o wartość prądu bazy większy od prądu kolektora, ale prąd bazy jest kilkaset razy mniejszy od prądu kolektora, więc możemy go pominąć. Co do tranzystorów sterujących sprawa jest jeszcze prostsza, gdyż z podanych na schemacie napięć możemy odczytać, że na rezystora baza-emiter występuje spadek równy 0,2 V, co daje nam prądy o wielkości około 2 mA dla kolektorów tranzystorów T7 i T8 (BC107B i BC177B), a myślę, że spadki napięcia na złączach TG70 mogą wynosić jakieś 0,18 V co daje nam dodatkowe 20 mV na rezystory emiterowe T9 i T10 (0,5 Ω), co oznacza, że prądy spoczynkowe TG70 mogą wynosić nawet 40 mA.

W następnych postach pokaże kolejne z sześciu wzmacniaczy i podam sposób liczenia prądów zastosowanych w nich tranzystorów.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Meluzyna, to jeden z pierwszych wzmacniaczy HiFi z lat 70. Układ najprostszy z możliwych, ze stopniem wyjściowym w układzie quasi-komplementarnym i pojedynczym, stabilizowanym napięciem zasilania o wartości 41 V (w kolejnym modelu, w ramach oszczędności ten stabilizator wyeliminowani).
1_MELUZYNA.png

Pierwszy stopień (wzmacniacz napięciowy, objęty pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego z wyjścia stopnia mocy), to niskoszumowy BCP109C, oznaczony na schemacie jako T211. Prąd tego tranzystora obliczamy z prawa Ohma, gdyż mamy na schemacie podane napięcia na wyprowadzeniach tranzystora i znane są wartości rezystorów w tym stopniu (stopień zaznaczony czerwoną elipsą z numerem 1). Prądy drugiego tranzystora, oznaczonego jako T213 (tu zastosowano BCP107A) można policzyć z wartości rezystorów w obwodzie bootstrap (2,7 kΩ i 330 Ω, oznaczonych czerwonym kółkiem z numerem 2) lub z napięcia na rezystorze emiterowym (0,7 V na 100 Ω; kółko z oznaczeniem 2A). Prądy tranzystorów sterujących BD135 (T217) i BD136 (T219) możemy policzyć ze spadku napięcia (ok. 0,6 V) na rezystorach o wartości 180 Ω, co daje nam ok. 3,3 mA. Prądy tranzystorów wyjściowych otrzymamy dzieląc spadek napięcia 30 mV na dwóch rezystorach 0,33 Ω (w sumie 0,66 Ω), co daje ok. 45 mA.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Gdy byłem jeszcze bardzo młody, podobało mi się brzmienie wzmacniaczy m.cz. w gramofonie "Daniel" WG-1100fs. Również w nim zastosowano prościutki wzmacniacz z kultowymi (wtedy) tranzystorami mocy typu 2N3055, pracującymi w połączeniu quasi-komplementarnym.
2_WG-1100FS.png

Wzmacniacz zasilany był napięciami symetrycznymi ±27 V i oddawał maksymalnie 2 x 20 W na obciążeniu 4 Ω. Analizując prądy tranzystorów już od razu rzuca się w oczy błędna wartość jednego z rezystorów w obwodzie emiterów pary różnicowej z tranzystorami T901 i T903. W obwodach kolektorów tych tranzystorów zastosowano rezystory o wartościach 560 Ω, co przy spadku na nich napięcia w okolicach 0,6 V powinno oznaczać, że prądy kolektorowe T901 i T903 (o ile byłyby identyczne) powinny wynosić ok. 1 mA na każdy tranzystor. Nie jest to jednak możliwe przy rezystorze w obwodzie emiterów, którego wartość (sprawdzałem na kilku schematach) rzekomo powinna mieć 15 kΩ. rezystor ten zasilany jest z diody Zenera BZP630C7V5, której napięcie stabilizacyjne powinno wynosić ok. 7,5 V. Napięcie połączonych emiterów pary różnicowej powinno mieć jakieś +0,65 V, co daje spadek napięcia na tym oporniku o wartości ok. 6,85 V, ale przy oporności 15 kΩ zapewniłoby to sumę prądów tranzystorów pary różnicowej na poziomie zaledwie 0,457 mA, czyli nawet gdyby ten prąd przepływał tylko przez tranzystor T901, to i tak nie dałby rady włączyć tranzystora T905, potrzebującego ok. 0,6 V między bazą i emiterem (a otrzymałby tylko 0,256 V), więc babol aż szczepie w oczy... :wink: Teoretycznie wartość rezystora R909 (15 kΩ) powinna wynosić ok. 3,3...3,6 kΩ. Polscy rysownicy schematów niestety nie byli zbyt mocni w tym co robili...
Prąd drugiego tranzystora, zapewniającego wzmocnienie napięciowe, można policzyć z wartości rezystorów w obwodzie bootstrap (360 Ω i 1,8 kΩ; jeśli i tu nie ma błędu) i napięcia zasilającego. Na wyjściu tranzystorów mocy napięcie stałe powinno wynosić 0 V (±0,1 V), więc po odjęciu od +27 V dwóch spadków napięcia na złączach baza-emiter (T907 i T1001; 1,2 V) na połączonych rezystorach w obwodzie bootstrap (360 Ω i 1,8 kΩ) powinno zapewnić prąd kolektora tranzystora T905 (BC211) na poziomie 12 mA (to z tego powodu tranzystor ten zawsze był mocno ciepły - traciła się na nim moc równa prawie 0,32 W). Prądy tranzystorów sterujących końcowymi, czyli T907 (BC211) i T909 (BC313) ustala wartość rezystorów 56 Ω, włączonych między bazy i emitery tranzystorów końcowych T1001 i T1003 (2N3055). Powinno na nich spadać ok. 0,6 V, co wymuszałoby prąd T907 i T909 na poziomie ok. 11 mA (one też się grzały). I to chyba tyle. Stabilizację prądu spoczynkowego zapewniają dwie połączone szeregowo diody typu BZP687 0V75, stabilizujące napięcie między bazami T907 i T909, posiadające ujemny współczynnik temperaturowy napięcia stabilizacji 2 x 0,75 V (ponoć robiono je z kiepskich tranzystorów przez odcięcie jednego doprowadzenia - mam takie w swoich zbiorach), "dostrajane" stałym rezystorem R921 (3,3 kΩ; być może jego wartość była eksperymentalnie dobierana podczas uruchamiania układu).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Post autor: Romekd »

Czołem.
Zanim zacznę opisywać następne wzmacniacze i sposoby dobierania do nich wartości rezystorów i konkretnych
typów tranzystorów, chciałbym zapytać, czy to, co do tej pory zamieściłem rozjaśnia nieco te zagadnienia, coś wyjaśnia?
:arrow: Wiesław, napisałeś w wątku, że widziałeś wiele schematów wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi, w których rosyjskie tranzystory w.cz. typu GT321W znajdowały się w pierwszym stopniu napięciowym. Przyznam, że podczas ostatnich kilku dni przejrzałem kilkadziesiąt schematów wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi oraz "mieszańców", w których zastosowane zostały zarówno tranzystory germanowe jak i krzemowe (tych znalazłem najwięcej), i na żadnym z nich nie widziałem GT321W na samym wejściu. Przepraszam, były one użyte, w jednym układzie, ale pracowały w nim w stopniu różnicowym, i to z prądem wielokrotnie wyższym niż "typowy" prąd tranzystora (lub pary różnicowe) wejściowego w innych układach (prąd ten miał wynosić bodajże 6,5 mA na tranzystor, a już przy minimalnie mniejszym pojawiały się problemy ze stabilnością i wzbudzaniem się stopnia, co zostało dokładnie opisane w opisie urządzenia). W innych wzmacniaczach tranzystory GT321W pracowały w drugim stopniu, czasami również będącym wzmacniaczem różnicowym z dwoma tranzystorami. Poniżej przykłady:
1.png
2.png
3.png
Ostatni schemat, to ten jedyny z tranzystorami germanowymi GT321W na wejściu. Opis tego wysokiej (jak na tamte czasy i miejsce) klasy wzmacniacza znajduje się na stronie, do której prowadzi link poniżej.
https://chip-info.narod.ru/articles/sound03.html

Jeśli pamiętasz inne wzmacniacze z GT321W na wejściu, proszę podeślij do nich linki, gdyż chętnie się im przyjrzę.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Powrót do przeszłości - kolejny wzmacniacz retro

Post autor: Romekd »

Teraz przedstawię analizę kultowego polskiego wzmacniacza UNITRA FONICA typu WS-303 i WS-503. Tego ostatniego miało dwóch moich dobrych kolegów (w młodości; jeden z tych wzmacniaczy ciągle się psuł, ale właściciel był lekkim niechlujem, więc sprzętowi mogły się przydarzać różne "przeciążenia" lub nawet zwarcia... :wink: ). Wzmacniacze różniły się maksymalną mocą wyjściową (WS-303 miał 2 x 25 W/8 Ω, a WS-503 miał 2 x 45 W/8 Ω), choć stopnie wyjściowe miały niemal identyczne (w WS-303 na wyjściu końcówki mocy pracowały czeskie tranzystory KD502, z napięciem dopuszczalnym Uce=60 V, a w WS-503 użyto mocniejszych KD503 /Uce=80 V/). Układy stopni mocy są i w przypadku tego wzmacniacza dość proste... Poniżej schemat.
3_WS-303_WS-503.png

Na wejściu stopnia mocy pracują niskoszumowe BC416C. Ich prądy kolektora wynoszą ok. 1 mA (0,6 V/560 Ω), ale dla obu tranzystorów mogą się różnić, gdyż połączone emitery tranzystorów zasilane są przez rezystor 1,5 kΩ (R157) z napięcia stabilizowanego diodą Zenera D102 (6,8 V), co daje ok. 4 mA sumy prądów T106 i T107 (może i tu wkradł się jakiś błąd... :roll: ). Kurka wodna, muszę to jeszcze sprawdzić... :?
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Powrót do przeszłości - kolejny wzmacniacz retro

Post autor: Romekd »

No niestety, stworzonym w naszym kraju schematom raczej nie powinniśmy ufać. Patrząc na nie często mam wrażenie, że rysował je ktoś będący "pod wpływem"... :cry: Na niektórych ilość błędów jest porażająca. Za co tym ludziom płacono... Poniżej schemat wzmacniacza z gramofonu Daniel WG-1100-fs z zaznaczonymi idiotycznymi błędami, na który natknąłem się kiedyś przeglądając "Unitra Klub"
2B_WG-1100FS.png
A wracając do WS-303 i 503, to przyjrzałem się schematowi polskich wersji tych wzmacniaczy o oznaczeniu PA2511T i PA2511V (odpowiednik krajowego WS-303), PA3511T i 3511V (tych Polska nie produkowała na rynek krajowy) oraz PA4511T i PA4511V (odpowiednik WS-503), produkowanych na rynek francuski, które są nieporównywalnie lepiej wykonane (schematy), mają te same oznaczenia elementów, ale inne niektóre ich wartości i połączenia, a na dodatek również podane są błędnie :cry: No ręce opadają...
WS303_FR.png

Patrząc na ten schemat i korzystając z prawa Ohma można by dojść do wniosku, że suma prądów tranzystorów pary różnicowej to aż 7 mA (wg poprzedniego schematu, wypuszczonego na rynek polski, wychodziło ok. 4 mA). No niestety, ale rezystor R157 przy podłączeniu jak na schemacie wersji na Francję powinien mieć wartość 16,2 kΩ (WS-303) lub 20,7 kΩ (dla wzmacniacza WS-503), a wersji na kraj, gdzie podłączony jest do diody Zenera o napięciu 6,8 V powinien mieć wartość 3 kΩ (taką samą dla WS-303 i WS-503).
Tranzystor T108 teoretycznie (jeśli na schemacie nie ma i w tym miejscu jakiegoś błędu) pracuje tu z prądem kolektora równym 8,6 mA, a tranzystory sterujące T109 (BD139) i T110 (BD140) pracują z prądem (bez wysterowania wzmacniacza) równym ok. 11 mA.
Symetryczne napięcie zasilania stopni mocy wzmacniacza WS-303 wynosiło ±35 V (pod obciążeniem), a dla wzmacniacza WS-503 miało ono wartość ±44 V (pod obciążeniem), oczywiście w czasach, gdy napięcie w gniazdkach wynosiło jeszcze 220 V :wink:
Czy to, co napisałem jest zrozumiałe dla czytających?

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Powrót do przeszłości - kolejny wzmacniacz retro

Post autor: Romekd »

Prądy kolektorów, baz i emiterów tranzystorów w następnym polskim wzmacniaczu. Tym razem pod lupę biorę PW-7011.
4_PW-7011.png


Prąd kolektorów tranzystorów pary różnicowej T105 i T106 (niskoszumowe pnp BC416C o dużym wzmocnieniu - grupa C oznacza wzmocnienie od 420 do 800 przy dla Ic=2 mA) tu również wynosi ok. 1 mA. Można go szybko wyliczyć, zakładając że na rezystorze R144 (560 Ω) będzie występowało napięcie o wartości ok. 0,6 V, czyli typowy spadek napięcia dla złącza baza-emiter tranzystora T107. Potwierdzenie daje sprawdzenie prądu płynącego przez rezystor R143, zasilający emitery tranzystorów z diody Zenera o napięciu ok. 16 V - otrzymujemy ok. 2,48 mA, co dzielimy na dwa tranzystory. Prąd kolektora T107 wyznaczają rezystory R148 i R149 (1,2 kΩ i 3,3 kΩ daje w sumie 4,5 kΩ, co przy spadku na nich napięcia 32,8 V daje nam prąd T107 o wartości ok. 7,3 mA. Prąd T111 i T112 to znowu 0,6V/56 mA, czyli ok. 11 mA. Proszę zwrócić uwagę, że mierząc spadek napięcia na R164 i R165 (między emiterami T113 i T114) nie otrzymujemy prądu spoczynkowego tranzystorów końcowych, a sumę tego prądu i prądu tranzystorów sterujących T111 i T112.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Powrót do przeszłości - kolejny wzmacniacz retro

Post autor: Romekd »

No cóż, pod szybką "lupę" idzie kolejna, można by rzec podobnie prymitywna końcówka mocy, tym razem stosowana w amplitunerze UNITRA ZRK AT-9010.
5_AT-9010.png

Prądy kolektorów tranzystorów w stanie spoczynku (bez wysterowania wzmacniacza) niemal identyczne jak w poprzednio przedstawionych. Prąd pary różnicowej T101 i T102 to ok. 0,97 mA (0,6 V/620 Ω), następnego tranzystora T103 to ok. 6,44 mA (34,8 V/5,4 kΩ), tranzystorów sterujących to ok. 8,8 mA (0,6 V/68 Ω) i zalecany prąd spoczynkowy tranzystorów końcowych to ok. 14 mA (23 mA-8,8 mA). Układ zawiera tranzystory T105 i T106, ograniczające prąd wyjściowy wzmacniacza do teoretycznie bezpiecznej wartości, czyli układ powinien wytrzymywać krótkotrwałe zwarcie i niewielkie przeciążenia, jednak nie radzę tego sprawdzać. Układ ten, dzięki diodom D104 i D105 oraz rezystorowi R117 ma zakrzywioną charakterystykę, czyli prąd zwarcia dla napięcia wyjściowego 0 V ma mieć dużo niższą wartość niż dla napięć wyjściowych o większych amplitudach. Teoretycznie wzmacniacz powinien oddawać do głośników o impedancji 8 Ω po 27 W na kanał. Na wyjściu wzmacniacza, jak w większości polskich wzmacniaczy, znajduje się bezpiecznik topikowy (tu akurat WTA-F2,5A), za to nie ma żadnych bezpieczników po stronie zasilania napięciem stałym, więc w przypadku uszkodzenia się na zwarcie tranzystorów wyjściowych, uszkadza się bezpiecznik po stronie pierwotnej transformatora sieciowego, no chyba, że wcześniej został "zwatowany", to wówczas zaczynają się palić rezystory większej mocy na płytce drukowanej, a później jeszcze inne elementy wzmacniacza...

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6927
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Powrót do przeszłości - kolejny wzmacniacz retro

Post autor: Romekd »

No i może na koniec spojrzę na równie prymitywną końcówkę mocy kultowego Radmora 5100.
7_RADMOR 5102.png

W przypadku końcówek mocy m.cz. tego amplitunera producent zastosował stosunkowo małą wartość prądu tranzystorów pary różnicowej z tranzystorami T1001 i T1002 (BC157). Normalnie prąd pary różnicowej na wejściu stopnia mocy m.cz. przyjmuje się z zakresu 0,1...1,5 mA. Mniejsze wartości tych prądów optymalizują na najmniejsze szumy wzmacniacz przy współpracy ze źródłem sygnału o większej rezystancji wewnętrznej (najczęściej źródłem sygnału dla stopnia mocy jest potencjometr siły głosu). Większe wartości prądu pary różnicowej poprawiają (pod względem szumowym) współpracę układu dla źródeł sygnału o mniejszej rezystancji wewnętrznej (np. w sytuacji gdyby wspomniany potencjometr miał rezystancję leżącą w przedziale od 1 kΩ do powiedzmy 10 kΩ). W firmie Radmor przyjęto, że prądy te wynoszą ok. 0,15 mA (0,6 V/4300 Ω). Prąd drugiego tranzystora wyznaczają rezystory w sprzężeniu bootstrap ((22,4 V-1,3 V):(330 Ω+3000 Ω)) na ok. 6,34 mA. Prąd tranzystorów sterujących wyjściowymi wynosi ok. 8,8 mA, a tranzystorów mocy (końcowych 2N3055) to ok. 90 mA (tyle przynajmniej wynika z podanego na schemacie spadku napięcia 30 mV na rezystorze emiterowym 0,33 Ω /zaznaczonym przeze mnie czerwonym kółkiem z cyfrą 4/, zakładając że jest on mierzony względem wyjścia wzmacniacza lub względem masy, ale pod warunkiem, że na wyjściu wzmacniacza również występuje napięcie 0 V względem masy, gdyż inaczej podana na emiterze wartość 30 mV byłaby kompletnie bez sensu).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
ODPOWIEDZ