Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

[Romekd]

Poprawiłem, wyniki na rysunku

Aby to zgrać zmieniłem też rezystor R5 z 3,3k na 1,5k,
Mam rozterki jaki PR1 wstawić 22k czy 47k?
Co jeszcze można/ trzeba zmienić aby było dobrze, albo bardzo dobrze.
Czy tranzystor ASY37 można wstawić jako wejściowy, wg katalogu - średnio, choć to czysty PRL-owski wyrób.

Wartości rezystorów w dzielniku bazy T1 będą zależeć między innymi od przyjętych wartości rezystorów R5 i R11. Dobieramy również nimi poziom wzmocnienia napięciowego stopnia z T1. Jak by tego nie rozpatrywać, tranzystor T1 pracuje w konfiguracji wspólnego emitera, natomiast stosunek wartości R1 i R11 wpływa na poziom lokalnego ujemnego sprzężenia zwrotnego tranzystora T1, ustalając jego wzmocnienie przy odpiętej pętli sprzężenia zwrotnego. Wyobraźmy sobie, że tranzystor T1 zasilamy przez rezystor R5 z dodatkowego zasilacza o napięciu wyjściowym 16,6 V, a nie z wyjścia całego wzmacniacza, gdzie też w warunkach spoczynkowych występować ma napięcie 16,6 V. Wówczas stopień z tranzystorem też działałby poprawnie, a jego wzmocnienie napięciowe ustalałby w dużym stopniu stosunek rezystorów R11/R1, co przy wartościach tych rezystorów 33 Ω i 100 Ω zapewniałoby wzmocnienie napięciowe na poziomie najwyżej 3
Dopiero drugi tranzystor zapewniałby duże wzmocnienie napięciowe, gdyż w jego emiterze nie ma żadnego rezystora, a w obwodzie kolektora znajdują się rezystory objęte sprzężeniem typu bootstrap, które powoduje że rezystory te widziane przez kolektor tranzystora T2 mają dla sygnału AC bardzo dużą wartość.

Przy okazji wrzucam jeszcze jeden schemat wzmacniacza wykonanego na samych tranzystorach germanowych, GT308B na wejściu.
Można przeanalizować wartości prądów w tym wzmacniaczu, zasilanym napięciem -40 V.

EDIT: Przepraszam, w układzie mamy trzy tranzystory krzemowe, w tym jednego j-feta
Wiesław, czy potrafiłbyś wyliczyć prąd, z jakim pracuje w tym układzie tranzystor VT2 typu GT308B i VT3 typu KT601B?
Czy Twoim zdaniem jest w tym układzie sprzężenie typu bootstrap?


Pozdrawiam
Romek

[Wiech]

Tranzystor VT2 pracuje z prądem wynikającym ze spadku napięcia na górnym rezystorze - tam chyba jest 15k, więc (40V-11V)/15k = 1,93mA.
A z tym drugim to niezbyt mogę wartości odczytać.
Sprzężenie typu bootstrap jest w okolicy VT3

Odnośnie mojego schematu - co zrobić aby wzmocnienie stopnia pierwszego było wyższe np 10- 20?

[Einherjer]

Odnośnie mojego schematu - co zrobić aby wzmocnienie stopnia pierwszego było wyższe np 10- 20?

Myślenie o pierwszym stopniu tego typu wzmacniacza w kategoriach wzmocnienia napięciowego nie jest może błędne, ale zdecydowanie prowadzi na manowce. Gdy się temu bliżej przyjrzeć, okazuje się, że nie tylko możemy nie chcieć zwiększać jego wzmocnienia, ale wręcz chcieć je zmniejszyć. No ale tu musimy się już wgłębić w dwa bardziej skomplikowane tematy, czyli impedancję wejściową drugiego stopnia i kompensację częstotliwościową dominującym biegunem, która znów prowadzi nas do zagadnień związanych z szybkością narastania sygnału na wyjściu i niesławnymi zniekształceniami TIM. Postaram się rozwinąć temat jak będę miał więcej czasu. Na pocieszenie dodam tylko, że można prowadzić popularny kanał na youtube o tematyce techniki audio i nie mieć o tym zielonego pojęcia.

[Wiech]

można prowadzić popularny kanał na youtube o tematyce techniki audio i nie mieć o tym zielonego pojęcia.

Niestety nie prowadzę żadnego kanału na YT, ani w innych mediach, więc mało wiem na temat techniki tranzystorowej audio.
Znalazłem w tym dziale temat autorstwa Janiszewskiego, o budowie wzmacniacza na germanowych tranzystorach z TEWY.
Choć w nim jest mało informacji na mój problem.
Poczekam, może ktoś coś podpowie, inaczej temat pójdzie na półkę.

Pozdrawiam
Wiesław

[Romekd]

Czołem.

Tranzystor VT2 pracuje z prądem wynikającym ze spadku napięcia na górnym rezystorze - tam chyba jest 15k, więc (40V-11V)/15k = 1,93mA.

Dokładnie, ewentualnie rezystor może mieć 16 kΩ (niewyraźny schemat) i wtedy prąd wynosiłby 1,81 mA, tzn. wynosiłby gdyby nie jeden "szczegół", czyli obecność w gałęzi zasilającej rezystora R20 o oporności 62 Ω i istniejący na nim spadek napięcia, który pomniejsza napięcia zasilania V3 i V2 i to o całkiem sporo, bo o kilka dodatkowych woltów... Wg danych rezystorów przy V3, prąd płynący przez ten tranzystor miałby wynosić ok. 50 mA, ale mam wrażenie, że tam w ogóle jest coś "pokopane"...

A z tym drugim to niezbyt mogę wartości odczytać.
Sprzężenie typu bootstrap jest w okolicy VT3

Mnie się wydawało, że udaje mi się poprawnie odczytywać wartości rezystorów wokół V3, ale po ich głębszej analizie doszedłem do wniosku, że wartość przynajmniej kilku z nich jest błędna, chociaż może nie, gdyż jeden z rezystorów (ten z gwiazdką) należy dobrać doświadczalnie...
V3 jest objęty sprzężeniem bootstrap - konkretnie bootstrapowany jest rezystor R19 (dzięki sprzężeniu jego rezystancja dla składowych zmiennych na kolektorze V3 jest bardzo duża), a drugim "rezystorem" jest w tym przypadku sam głośnik.

Odnośnie mojego schematu - co zrobić aby wzmocnienie stopnia pierwszego było wyższe np 10- 20?

Tu zgadzam się z wypowiedzią Łukasza (Einherjer). To zagadnienie będę chciał szeroko rozwinąć w wolniejszym czasie, gdyż jest naprawdę ciekawe. Na razie jednak muszę zacząć robić kolejną partię płytek do wzmacniaczy dla zaprzyjaźnionej z naszą firmy, gdyż powoli stają się pilnie potrzebne... Może Łukasz będzie w międzyczasie dysponował wolną chwilą i rozpocznie wyjaśnianie tych zagadnień, gdyż kwestia wzajemnego dopasowania impedancji wejściowych i wyjściowych poszczególnych tranzystorów wzmacniacza jest kluczową dla osiągania małych zniekształceń i poprawnej pracy układu (to co mogłaby podpowiadać intuicja, w przypadku tych zagadnień może niekiedy okazać się błędne... ). Zwróćcie uwagę jak dopasowany jest stopnień z tranzystorem V2, gdzie w kolektorze mamy rezystancję 16 kΩ, zapewniający stopniowi dość wysoką rezystancję wyjściową (ok. 16 kΩ; obciążanie wyjścia będzie powodowało szybki spadek wzmocnienia tego stopnia), do oporności wejściowej stopnia z tranzystorem V3, gdzie już pierwszy opornik w dzielniku polaryzującym bazę V3 ma 510 Ω...

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Wczoraj z ciekawości sprawdziłem prądy zerowe germanowego tranzystora P215, o dopuszczalnym napięciu emiter-baza 60 V, dopuszczalnym prądzie kolektora 5 A i mocy strat do 10 W. Tranzystor zamocowałem na niewielkiej blaszce aluminiowej, którą podgrzewałem dmuchawą z gorącym powietrzem lub schładzałem preparatem w sprayu (zamrażaczem do -65°C). Niestety czujnik temperatury zamocowałem na górze obudowy (na środku kapelusza), co sprawiało pewną wzajemną inercję we wskazaniach miernika temperatury i prądu (bywało tak, że temperatura górnej części obudowy tranzystora jeszcze rosła, a temperatura struktury germanowej zaczynała już spadać lub odwrotnie, na co wskazywały zmiany prądu kolektora), być może sprzyjało to powstawaniu pewnych błędów, więc wyniki proszę traktować jedynie szacunkowo. Prąd wsteczny złącza baza-kolektor mierzyłem przy połączonej bazie z emiterem przy pomocy rezystora 10 Ω, a prąd kolektor-emiter sprawdzałem przy odłączonej bazie. Tak wyszły pomiary prądu baza-kolektor dla napięcia 5 V:

21°C - 0,257 mA
31°C - 0,786 mA
41°C - 2,033 mA
51°C - 5,533 mA
61°C - 14,021 mA
71°C - 33,565 mA

Prądy emiter-kolektor dla napięcia 5 V podczas testu wyniosły:

0,0°C - 0,234 mA
1,0°C - 0,282 mA
11°C - 0,653 mA
21°C - 4.083 mA
31°C - 8,085 mA
41°C - 18,461 mA
51°C - 41,561 mA
61°C - 79,13 mA
71°C - 138...155 mA

Zamierzam przeprowadzić bardziej dokładne pomiary prądów zerowych kolektora dla kilku tranzystorów germanowych i krzemowych w różnych temperaturach, ale w tym celu będę musiał wykonać specjalny przyrząd do pomiarów prądów w lepiej kontrolowanej temperaturze pracy mierzonych elementów, do którego podzespoły elektroniczne już są mi wysyłane.

Pozdrawiam
Romek

[Wiech]

Ciekawe jak by było dla polskich TG70-72

[Einherjer]

Poprawiłem, wyniki na rysunku
stopień wejściowy.jpg

Aby to zgrać zmieniłem też rezystor R5 z 3,3k na 1,5k,
Mam rozterki jaki PR1 wstawić 22k czy 47k?
Co jeszcze można/ trzeba zmienić aby było dobrze, albo bardzo dobrze.
Czy tranzystor ASY37 można wstawić jako wejściowy, wg katalogu - średnio, choć to czysty PRL-owski wyrób.

Wygląda sensownie, skoro zmniejszyłeś rezystancje, to PRkę proponuję 22 kOm, tylko możesz chcieć poprzerzucać rezystancję pomiędzy R3 i R4, żeby zakres regulacji wyśrodkować na 14,2 V. C2 możesz odpowiednio zwiększyć. Zmiana R5 pociągnie za sobą zmianę wzmocnienia w zamkniętej pętli, ale ciągle w sensownym zakresie. Możesz ewentualnie zejść z prądem T1 bliżej 1 mA. ASY37 ma sporą szansę dobrze zadziałać, niewiadomą są tylko szumy. Mam ich woreczek, ale nie zapowiada się, żebym w najbliższym czasie miał czas je pomierzyć. Zasadniczo, jeśli się nie nastawiasz, że pierwsza wykonana wersja wzmacniacza musi być tą ostateczną to proponuję po prostu zrobić rozpoznanie bojem Ja bym nawet zaczął od wykonania prototypu na płytce stykowej bez tranzystorów mocy.

[Wiech]

Ja bym nawet zaczął od wykonania prototypu na płytce stykowej bez tranzystorów mocy.

No właśnie, większość mam, po za tymi GT, trzeba będzie na ebayu zrobić zakup i coś sparować.
Co do dalszych ewentualnych zmian to jeszcze się zastanawiam nad zmniejszeniem rezystora R1 - z 33 ohm do 22 lub nawet 18 ohm.

[Wiech]

zastanawiam nad zmniejszeniem rezystora R1 - z 33 ohm do 22 lub nawet 18 ohm.

I dodatkowo zwiększeniem pojemności kondensatora C4 z 220uF na 330uF dla R1 =22ohm lub 470uF dla R1=18ohm

[Einherjer]

Myślę, że najlepiej będzie jak zamówisz te GT40x, a jak dojdą to weźmiesz choćby te ASY37 i spróbujesz coś poskładać, inaczej utoniemy w mniej lub bardziej teoretycznych rozważaniach.

[Olkus]

ASY37 to tranzystory do zastosowań specjalnych, z przeznaczeniem do układów m. cz., więc w teorii mogłyby się sprawdzić w tym układzie jako wejściowe.
W jakiejś starszej książce czytałem, że są też stosunkowo niskoszumne, jednak nie miałem okazji tej informacji zweryfikować.

Pozdrawiam,
A.

[Wiech]

Na ten moment szukam w necie schematów wejściowych na germanie, konkretnie na polecanym tu SFT353, jeden znalazłem, całość podobna do Valvo, tylko moc 6W i cały na germanie.
Stopień wejściowy na STF353.
Zamieszczam go poniżej i jakby Romek miał czas to może zerknie i wyda opinię o rezystorach w stopniu 1, są dość spore, prąd pierwszego tranzystora to ok 1-1,2mA.

Uwagi i poprawki na czerwono są moje po wyjaśnieniach autora projektu.

Dodatkowe pytanie: potrzebne tranzystory TG402/404 najtaniej można kupić w UA - czy ktoś z was kupował w ostatnim czasie u dostawców z UA.
Trochę się boję umoczyć i opóźnić robotę.
Drugie takie miejsce to Bułgaria, niby UE, ale to też raczej dzicz, byłem tam wielokrotnie i troszkę znam ich charaktery i ta druga opcja jest droższa.
Ryzykować z UA ,czy brać z Bułgarii.

Pozdrawiam
Wiesław

[Romekd]

Czołem.

Na ten moment szukam w necie schematów wejściowych na germanie, konkretnie na polecanym tu SFT353, jeden znalazłem, całość podobna do Valvo, tylko moc 6W i cały na germanie.
Stopień wejściowy na STF353.
Zamieszczam go poniżej i jakby Romek miał czas to może zerknie i wyda opinię o rezystorach w stopniu 1, są dość spore, prąd pierwszego tranzystora to ok 1-1,2mA.
wzm germanowy na SFT353.jpg

Uwagi i poprawki na czerwono są moje po wyjaśnieniach autora projektu.

Przepraszam, że nie odpisałem od razu, ale mam chwilowo ogrom pracy w firmie i niestety brakuje czasu na hobby Odnoszę wrażenie, że podana przez Ciebie wartość prądu tranzystora T2 (SFT353) jest kilkakrotnie zawyżona. Stopień napięciowy z tranzystorem T3 zasilany jest przez dwa rezystory 470 Ω (ten od strony kolektora T3 jest bootstrapowany), a ponieważ napięcie wyjściowe z tranzystorów mocy powinno wynosić około 50% napięcia zasilającego (18 V), to możemy przyjąć, że napięcia na bazie T5 wynosić powinno ok. 9,2 V, co daje spadek na rezystorach 470 Ω ok. 8,8 V, wymuszając prąd T3 na poziomie ok. 9,36 mA. Wzmocnienie prądowe T3 może wynosić ok. 100, więc prąd bazy T3 teoretycznie powinien być niższy od 100 μA. Napięcie baza-emiter T3 to jakieś 0,15 V, więc dawałoby to prąd kolektora tranzystora T2 na poziomie ok. 0,24 mA (prąd dla rezystora 1 kΩ przy napięciu 0,15 V, to 0,15 mA, plus prąd bazy tranzystora T3 ok. 0,09 mA...), skąd więc przypuszczenie lub stwierdzenie, że prąd kolektora T2 miałby wynosić 1...1,2 mA? Znowu coś się nie zgadza...

Pozdrawiam
Romek

[Wiech]

Witam

Założyłem napięcie na szynie wyjściowej 9V, idąc dalej mam rezystor 3,9k złącze tranzystora ze spadkiem ok 0,3V i dalej rezystor 1k do masy.
Prąd policzyłem z prawa Ohma (9V-0,3V)/ 4,9k = 1,77mA.
Pewnie to źle, gdyż nie wchodziłem w rozważania z następnym tranzystorem T3

Pozdrawiam
Wiesław