Analiza wzmacniaczy z tranzystorami germanowymi i krzemowymi - parametry tranzystorów

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
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, 12 lipca 2024, 22:34 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 :cry: :cry: :cry:
Założyłeś przypadek, który nigdy nie wystąpi w opisywanym tu układzie, i w którym dodatkowo wystąpiłaby "sprzeczność". Przyjmując na tranzystorze, a konkretnie między jego emiterem i kolektorem napięcie 0,3 V wybrałeś stan nasycenia (pełnego otwarcia) tego elementu, a pisałem wcześniej, że wszystkie tranzystory wzmacniacza muszą znajdować się w stanie aktywnym (normalnym, liniowym), a dodatkowo pierwszy i drugi tranzystor ma zawsze pracować w klasie "A", czyli nie może pracować w stanie nasycenia, i to jeszcze w stanie spoczynkowej pracy wzmacniacza - bez wysterowania sygnałem m.cz. Gdybyś dokładniej przeanalizował więcej schematów wzmacniaczy, zauważyłbyś, że napięcia złącza baza-emiter mają na nich bardzo zbliżone do siebie wartości, równe dla krzemu ok. 0,6...0,7 V i dla germanu wynoszące 0,1...0,2 V (piszę o napięciu baza-emiter, a nie emiter-kolektor!!!).

Przepraszam, muszę w tym miejscu przerwać, dokończę, gdy wrócę do domu...

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Odpowiedź nieco się opóźniła - najpierw niespodziewany wyjazd do rodziny, a później, wieczorem tego samego dnia anomalie pogodowe z intensywnymi wyładowaniami atmosferycznymi i trwająca do dzisiaj awaria Internetu :?
Wracając do analizowanego schematu i prądów kolektorowych (emiterowych) poszczególnych tranzystorów stopni napięciowych, to warto dla uproszczenie analizy uprościć całą część wtórników prądowych i potraktować je jako wzmacniacz o dużym wzmocnieniu prądu i jednostkowym, a właściwie minimalnie mniejszym od jednostkowego, wzmocnieniu napięciowym. Dodatkowo polecam usunąć wszystkie człony filtrujące RC, elementy sprzężenia zwrotnego, które działają tylko dla sygnałów zmiennych, oraz usunąć elementy sprzężenia typu bootstrap (one też działają tylko dla składowych zmiennych /AC/ i nie mają najmniejszego wpływu przy analizie i dobieraniu elementów polaryzacji baz tranzystorów i elementów występujących w obwodach kolektorów i emiterów tranzystorów. Przy takich uproszczeniach (dla lepszego zrozumienia omawianych zagadnień) oryginalny schemat, znajdujący się poniżej

Obrazek

Będzie wyglądał tak:
Układ po uproszczeniu.png
Prawda, że prostszy? :wink:

Cztery tranzystory (T4, T5, T6 i T7) narysowałem jako wzmacniacz (wtórnik), oznaczając go symbolem jakimi oznacza się wzmacniacze operacyjne. Teraz analiza punktów pracy pierwszych dwóch tranzystorów wzmacniacza powinna być dużo prostsza! W kolejnym poście (jeśli znowu nie wyłączą internetu :wink: ) będę dalej rozwijał temat.

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 za naukę, na którą nigdy nie jest za późno. :)
Teraz to już widać inaczej, ale mam pytanie - to napięcie 0,15 V, na bazie drugiego tranzystora, musi być przyjęte takie, czy może być większe, np. 0,2 V?

Pozdrawiam
Wiesław
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
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: ndz, 14 lipca 2024, 23:47 (...)
Teraz to już widać inaczej, ale mam pytanie - to napięcie 0,15 V, na bazie drugiego tranzystora, musi być przyjęte takie, czy może być większe, np. 0,2 V?
Dotknąłeś dość złożonego zagadnienia, które będę chciał jak najdokładniej w tym wątku omówić. By sprawdzić niektóre parametry tranzystorów germanowych (dostępna mi literatura w tych kwestiach podawała niekiedy odmienne , a nawet wzajemnie sprzeczne informacje...), wykonałem nawet specjalny układ testowy.
1_Układ do testów tranzystorów Ge.jpg
2_Układ do testów tranzystorów Ge.jpg
Układ składa się z dwóch skręconych ze sobą małych radiatorów, wydajnego wentylatora, którego obroty mogę regulować od 100 do prawie 20000 na minutę, czujnika temperatury i układu sterującego silnikiem (wytwarza sygnał prostokątny o regulowanym wypełnieniu /PWM/). Przy mocy traconej na tranzystorze w granicach od zera do 5 W udało mi się zejść z przyrostem temperatury radiatora do ok. 1°C. Najsłabszym elementem testera jest aluminiowa blaszka o grubości ok. 1 mm , na której zamontowany jest tranzystor. Ma za wysoką rezystancję termiczną, więc będę ją chciał wymienić na miedzianą o grubości 2,5 mm. A tak w ogóle to w przyszłości planuję budowę bardziej rozbudowanego układu pomiarowego, w którym większość "termoprzewodzących" elementów wykonana będzie z miedzi, czujniki temperatury będą dwa (jeden montowany na radiatorze, a drugi na strukturze tranzystora, tak przynajmniej planuję...), a za podgrzewanie lub chłodzenie badanego elementu oraz precyzyjne utrzymywanie zadanej mu temperatury, będą odpowiedzialne ogniwa Peltiera, choć nie wiem czy ten projekt uda mi się zrealizować, ale snuć plany zawsze można... :wink:

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 »

Fajne, czekam na więcej :) :) :)


Pozdrawiam
Wiesław
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Bardzo proszę o jeszcze chwilę cierpliwości. Niestety prowadzę taką działalność gospodarczą, że gdy tylko sobie coś zaplanuję, tak dla relaksu i wytchnienia, od razu w firmie musi się wydarzyć coś niezwykle pilnego i "niecierpiącego" najmniejszej nawet zwłoki (właśnie w zaprzyjaźnionej firmie stanęła praca, gdyż popsuły się dwa "newralgiczne" sterowniki ważnego urządzenia (już wcześniej proponowałem by je przejrzeć, w chwili gdy była taka możliwość, ale przecież "jeszcze działały"...). Za to teraz mają sajgon...

Zanim zacznę, to mam takie pytania - czy potrafiłbyś podać (z dokładnością do dziesiątej części wolta) napięcia w przedstawionych poniżej obwodach, w punktach oznaczonych znakami zapytania?
Dlaczego pokazany w ramce z oznaczeniem 1 sposób polaryzacji baz tranzystorów, to najgorszy z możliwych do przyjęcia sposobów rozwiązania tego problemu (właściwie to właśnie sposób na tworzenie problemów...)?
Polaryzacja trazystiorów_1-pyt.png
A tak do dodatkowych przemyśleń poniżej wrzucam cztery schematy wzmacniaczy na tranzystorach germanowych. Zwróć uwagę, że na większości schematów napięcie między bazą i emiterem danego tranzystora podaje się z dokładnością do 0,1 V i dla tranzystorów germanowych wartość ta opisywana jest jako 0,1...0,2 V, a dla krzemowych 0,6...0,7 V.
PHILIPS 22GH943 .png
ZK140T_1.png
ZK140TK.png
Wzmacniacz z SFT353z Radiomuseum.png

Pierwszy z nich stanowi wysokiej jakości wzmacniacz firmy Philips, pochodzący z początku lat 70., dwa następne, to stopnie mocy z popularnych u nas swego czasu ZK-140T i ZK-140TK, a kolejny to wzmacniacz, którego schemat znalazłem na stronie Radiomuseum. Przeanalizuj proszę napięcia podawane między bazami i emiterami tranzystorów oraz prądy kolektorów, baz i emiterów tranzystorów.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Ukaniu
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 831
Rejestracja: sob, 31 grudnia 2005, 15:05
Lokalizacja: Jaktorów

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

Post autor: Ukaniu »

Romekd pisze: śr, 17 lipca 2024, 12:06 Dlaczego pokazany w ramce z oznaczeniem 1 sposób polaryzacji baz tranzystorów, to najgorszy z możliwych do przyjęcia sposobów rozwiązania tego problemu (właściwie to właśnie sposób na tworzenie problemów...)?
Bo bazuje na wzmocnieniu prądowym które jest parametrem o bardzo dużym rozrzucie i jedynie pomiar daje pewność wartości. A pomiary w produkcji są bardzo, bardzo kosztowne.

Rezystor oznaczony 1 na schematach chyba z zetek jest do kitu bo nie pomaga w skutecznym wyssaniu ładunku z bazy stopnia napięciowego z T7, za duża wartość. w efekcie ten wzmacniacz ma bardzo niesymetryczny czas narastania i opadania sygnału (slew rate), dodatkowo rezystor w kolektorze T6 pewnie ma trochę ten układ usymetrycznić w tej kwestii zwalniając całość

Kurcze szkoda, że nie mam 16 lat bo bym sobie policzył resztę ;-)
A co by się stało gdyby rdzeń zastąpić drewnem?
Nic! - zupełnie? - tak! gdyby uzwojenie zastąpić sznurkiem!
ŁDŁ Elektronika http://www.ldl-elektronika.pl
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Ukaniu pisze: śr, 17 lipca 2024, 12:41
Romekd pisze: śr, 17 lipca 2024, 12:06 Dlaczego pokazany w ramce z oznaczeniem 1 sposób polaryzacji baz tranzystorów, to najgorszy z możliwych do przyjęcia sposobów rozwiązania tego problemu (właściwie to właśnie sposób na tworzenie problemów...)?
Bo bazuje na wzmocnieniu prądowym które jest parametrem o bardzo dużym rozrzucie i jedynie pomiar daje pewność wartości. A pomiary w produkcji są bardzo, bardzo kosztowne.

Tak, wzmocnienie prądowe to najcenniejsza cecha tranzystorów, która czyni je elementami aktywnymi, czyli dającymi możliwość wzmacniania mocy małych sygnałów. Właśnie wzmacnienie mocy, a nie np. wzmacnianie napięcia czy prądu, gdyż te ostanie z wymienionych parametrów mogą wzmacniać również elementy pasywne (obwody rezonansowe LC, transformatory, a nawet odwody RC, które mogą zwiększać amplitudę przebiegów prostokątnych...). Niestety wzmocnienie prądowe tranzystorów (oznaczane jako beta lub hFE) pod wieloma względami jest bardzo niepewnym, nieokreślonym, wręcz upierdliwym parametrem, gdyż mocno zależnym od warunków pracy elementu, parametrów konkretnego egzemplarza, prądu jego kolektora, napięcia kolektor-emiter, od temperatury struktury i od częstotliwości wzmacnianych sygnałów... Nawet kupując konkretny tranzystor nie możemy być pewni, że poza punktem pracy, przy którym było badane i podane w dokumentacji jego wzmocnienie, ten parametr wygląda podobnie dla innego egzemplarza tranzystora. Dawno temu kupiłem kilkaset wyprodukowanych przez CEMI tranzystorów BC211-10 oraz BC313-10. Wszystkie one pochodziły z jednej serii produkcyjnej, a mimo to poszczególne egzemplarze potrafiły się od siebie mocno różnić, choć już wcześniej zostały przez producenta dokładnie pomierzone i zaliczone do grupy wzmocnienia "10", czyli takiej, gdzie każdy egzemplarz przy prądzie kolektora równym 150 mA i napięciu emiter-kolektor równym 2 V wykazuje wzmocnienie prądowe mieszczące się w przedziale 60...160. Zostało mi jeszcze kilka słoików tych tranzystorów, więc losowo wybrałem 10 sztuk, oznaczyłem je numerami od 0 do 9 i postanowiłem im zbadać wzmocnienie.
BC313-10 w słoiku.jpg

By podczas testowania temperatura tranzystorów była jednakowa i stała wykonałem ich mocowanie do mocno przewymiarowanego radiatora, przy czym zrobiłem to w taki sposób, by ciepło było odbierane z dolnej części i góry kapelusza.
1_BC313-10 z chłodzeniem.jpg
2_BC313-10 z chłodzeniem.jpg
3_BC313-10 z chłodzeniem.jpg

Wg producenta typowa charakterystyka wzmocnienia prądowego tranzystora BC211 i BC313 dla różnych prądów kolektora powinna wyglądać mniej więcej jak ta w załącznikach poniżej.
BC211_beta.png
BC313.png

Choć na wykresach wygląda to jeszcze w miarę przyzwoicie, to między tranzystorami npn i pnp są spore różnice, które można dostrzec oglądając charakterystyki napięcia baza-emiter i emiter-kolektor przy nasyconym tranzystorze.
Ube_BC211_BC313.png

Niestety są też spore różnice między dwoma z dziesięciu wybranych przeze mnie tranzystorów, choć są tego samego typu, grupy wzmocnienia i pochodzą z jednej serii produkcyjnej. Poniżej przedstawiam tabelkę, w której podałem wartości prądu bazy dla kilku wartości prądu kolektora oraz wzmocnienie prądowe (betę) dla tej konkretnej wartości prądu dla tranzystorów oznaczonych przeze mnie numerami 0 i 7.
Wzmocnienie BC313.10_2.png
Testy te pokazują, że nie da się przewidzieć wartości wzmocnienia dla innych wartości prądów kolektora niż ten, przy którym wzmocnienie testował producent... No chyba że każdy z tranzystorów poddamy takim testom i z wyników wyrysujemy indywidualne charakterystyki dla każdego z nich... (w taki sposób powinno się dobierać tranzystory w pary, czwórki itd, a nie na podstawie wzmocnienia w jednym tylko punkcie; wszystkie badane przeze mnie tranzystory BC313-10 dla prądu kolektora 150 mA mieściły się w granicach wzmocnień typowych dla grupy 10.). Prosty tester elementów dla czterech tranzystorów z tych wybranych 10. rozpoznawał je jako połączone w szereg dwie diody, a nie jako tranzystory. No cóż, projektant tego urządzenia nie przewidział chyba, że tranzystory dla małych prądów kolektora mogą mieć tak marne wzmocnienie prądowe...
BC313-10_1.jpg
BC313-10_3.jpg
BC313-10_7.jpg
Ukaniu pisze: śr, 17 lipca 2024, 12:41 Rezystor oznaczony 1 na schematach chyba z zetek jest do kitu bo nie pomaga w skutecznym wyssaniu ładunku z bazy stopnia napięciowego z T7, za duża wartość. w efekcie ten wzmacniacz ma bardzo niesymetryczny czas narastania i opadania sygnału (slew rate), dodatkowo rezystor w kolektorze T6 pewnie ma trochę ten układ usymetrycznić w tej kwestii zwalniając całość
(...)
Myślę, że autorom tego rozwiązania nie chodziło o poprawienie symetrii zbocza narastającego i opadającego w sygnałach prostokątnych, którymi można testować układ wzmacniacza, a chcieli ograniczyć maksymalną wartość prądu kolektora i emitera tranzystora T6, przy ewentualnym przesterowaniu wzmacniacza (tranzystor ten połączony jest z bazą następnego, którego emiter połączony jest z masą, więc przy przesterowaniu mógłby odpalić mu cieniutkie doprowadzenie bazy :wink: ).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Ukaniu
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 831
Rejestracja: sob, 31 grudnia 2005, 15:05
Lokalizacja: Jaktorów

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

Post autor: Ukaniu »

Romekd pisze: sob, 27 lipca 2024, 18:12
Myślę, że autorom tego rozwiązania nie chodziło o poprawienie symetrii zbocza narastającego i opadającego w sygnałach prostokątnych, którymi można testować układ wzmacniacza, a chcieli ograniczyć maksymalną wartość prądu kolektora i emitera tranzystora T6, przy ewentualnym przesterowaniu wzmacniacza (tranzystor ten połączony jest z bazą następnego, którego emiter połączony jest z masą, więc przy przesterowaniu mógłby odpalić mu cieniutkie doprowadzenie bazy :wink: ).
W układzie z rezystorem 75 k ograniczyli prąd kolektora poniżej 0,6 mA chyba nie z powodu przepalenia bazy następnego stopnia? Zachodnia dokumentacja za szczytowy prąd bazy BC107 przyjmuje 200 mA. Zresztą w drugim przypadku (na poprzedzającym schemacie) z kondensatorem przypiętym do kolektora T6 ograniczenia fizycznego prądu kolektora w impulsie z tego punktu widzenia wcale nie ma.
A co by się stało gdyby rdzeń zastąpić drewnem?
Nic! - zupełnie? - tak! gdyby uzwojenie zastąpić sznurkiem!
ŁDŁ Elektronika http://www.ldl-elektronika.pl
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Ukaniu pisze: ndz, 28 lipca 2024, 01:46 W układzie z rezystorem 75 k ograniczyli prąd kolektora poniżej 0,6 mA chyba nie z powodu przepalenia bazy następnego stopnia? Zachodnia dokumentacja za szczytowy prąd bazy BC107 przyjmuje 200 mA. Zresztą w drugim przypadku (na poprzedzającym schemacie) z kondensatorem przypiętym do kolektora T6 ograniczenia fizycznego prądu kolektora w impulsie z tego punktu widzenia wcale nie ma.
No właśnie zaintrygował mnie ten drugi przypadek, stosowany w starszej wersji magnetofonu ZK-140T z tranzystorami AD161 i AD162 w stopniu wyjściowym,
Obrazek
gdyż o ile przyjmiemy Twoją argumentacje sensu zastosowania tego rezystora z przedostatniego Twojego posta, to czy przy blokowaniu kolektora tranzystora T6 kondensatorem elektrolitycznym nadal (Twoim zdaniem) pełni on rolę "spowalniacza" szybkości narastania napięcia na wyjściu (emiterze)? :wink: Może więc zastosowano ten rezystor do ograniczenia prądu wyjściowego T6 w razie przesterowania wzmacniacza lub jego awarii, bądź zabezpieczenia tranzystora w stanach przejściowych, występujących w momencie włączania wzmacniacza lub po przełączeniu go do pracy jako generator prądu kasowania i prądu podkładu? :roll: We wcześniejszej wersji wzmacniacza, jeszcze z tranzystorami germanowymi na wyjściu, użyto drogiego na tamte czasy (w polskich warunkach wszystkie tranzystory w tamtych czasach były drogie :wink: ) tranzystora BC527, który miał bardzo cienkie doprowadzenie bazy do struktury krzemowej. Producent, firma CEMI, przyjęła, że dopuszczalny prąd bazy BC527 to zaledwie 5 mA, a nie 100 czy 200 mA. Poniżej fragment noty katalogowej wydanej przez CEMI dla tranzystorów BC527 i BC528. A i jeszcze jedno - dopuszczalne napięcie Uce BC527 to 45 V, a przy braku tego rezystora zasilany byłby napięciem niestabilizowanym 42 V, czyli bardzo bliskim jego napięcia dopuszczalnego, może więc rezystor zmniejszał to napięcie do całkowicie bezpiecznej wartości 23 V... :roll:
BC527_dane techn._2.png

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Ukaniu
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 831
Rejestracja: sob, 31 grudnia 2005, 15:05
Lokalizacja: Jaktorów

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

Post autor: Ukaniu »

Romekd pisze: ndz, 28 lipca 2024, 08:35
gdyż o ile przyjmiemy Twoją argumentacje sensu zastosowania tego rezystora z przedostatniego Twojego posta, to czy przy blokowaniu kolektora tranzystora T6 kondensatorem elektrolitycznym nadal (Twoim zdaniem) pełni on rolę "spowalniacza" szybkości narastania napięcia na wyjściu (emiterze)? :wink: Może więc zastosowano ten rezystor do ograniczenia prądu wyjściowego T6 w razie przesterowania wzmacniacza lub jego awarii, bądź zabezpieczenia tranzystora w stanach przejściowych, występujących w momencie włączania wzmacniacza lub po przełączeniu go do pracy jako generator prądu kasowania i prądu podkładu? :roll: We wcześniejszej wersji wzmacniacza, jeszcze z tranzystorami germanowymi na wyjściu, użyto drogiego na tamte czasy (w polskich warunkach wszystkie tranzystory w tamtych czasach były drogie :wink: ) tranzystora BC527, który miał bardzo cienkie doprowadzenie bazy do struktury krzemowej. Producent, firma CEMI, przyjęła, że dopuszczalny prąd bazy BC527 to zaledwie 5 mA, a nie 100 czy 200 mA. Poniżej fragment noty katalogowej wydanej przez CEMI dla tranzystorów BC527 i BC528.
BC527_dane techn._2.png
Moim skromnym zdaniem to było tak, że po modyfikacji końcówki do krzemu ten układ zaczął się wzbudzać. W trakcie "badań" wyszło, że najprościej usunąć C19 z kolektora T6 i modyfikować wartości R by się uspokoił. Generalnie nie ma przemyślanego celowego wprowadzenia dominującego bieguna w charakterystyce, jak to się zwykło robić w układach masowo produkowanych, dla bezpieczeństwa w razie dużego rozrzutu parametrów tranzystorów. Takie działanie po taniości i próba leczenia pryszcza pudrem.
T6 pełni rolę wtórnika i zwiększa impedancję widzianą od strony wejścia a T7 pełni rolę wzmacniacza napięciowego. Jego parametry są bardzo istotne stąd tranzystor droższy i z pewnością o większym wzmocnieniu. W jego obwodzie powinna się znaleźć kompensacja i dominujący biegun. Tę funkcję na schemacie Philipsa pełni C497.
Dziwi mnie, że podręczniki akademickie były pełne przykładów dobrych praktyk projektanckich a te układy są łagodnie mówiąc dość słabe.
A co by się stało gdyby rdzeń zastąpić drewnem?
Nic! - zupełnie? - tak! gdyby uzwojenie zastąpić sznurkiem!
ŁDŁ Elektronika http://www.ldl-elektronika.pl
Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 5421
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

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

Post autor: AZ12 »

Witam

Tak duży rozrzut parametrów elementów półprzewodnikowych produkowanych w Polsce do początku lat 90 mogło wynikać z technologi produkcji, w tym używania płytek (wafli) krzemowych o małej średnicy.
Ratujmy stare tranzystory!
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Ukaniu pisze: ndz, 28 lipca 2024, 12:10 Moim skromnym zdaniem to było tak, że po modyfikacji końcówki do krzemu ten układ zaczął się wzbudzać. W trakcie "badań" wyszło, że najprościej usunąć C19 z kolektora T6 i modyfikować wartości R by się uspokoił. Generalnie nie ma przemyślanego celowego wprowadzenia dominującego bieguna w charakterystyce, jak to się zwykło robić w układach masowo produkowanych, dla bezpieczeństwa w razie dużego rozrzutu parametrów tranzystorów. Takie działanie po taniości i próba leczenia pryszcza pudrem.
T6 pełni rolę wtórnika i zwiększa impedancję widzianą od strony wejścia a T7 pełni rolę wzmacniacza napięciowego. Jego parametry są bardzo istotne stąd tranzystor droższy i z pewnością o większym wzmocnieniu. W jego obwodzie powinna się znaleźć kompensacja i dominujący biegun. Tę funkcję na schemacie Philipsa pełni C497.
Dziwi mnie, że podręczniki akademickie były pełne przykładów dobrych praktyk projektanckich a te układy są łagodnie mówiąc dość słabe.
I to brzmi całkiem prawdopodobnie, gdyż przejście na "szybsze" tranzystory krzemowe typu BD354 i BD355, których częstotliwość graniczna sięgała 30 MHz na pewno przysporzyła pewnych kłopotów ze stabilnością układu. Była jeszcze wersja magnetofonu ZK-140 z tranzystorami BD435 i BD436 w stopniu wyjściowym, ale fT tych tranzystorów wynosiło już tylko 3 MHz, więc w ich przypadku problemy ze stabilnością mogły być mniejsze. Stosując nieblokowany kondensatorem rezystor w obwodzie kolektora tranzystora T6 pojawiał się efekt Millera i pasmo przenoszenia pierwszego stopnia wzmacniacza mocno spadało. Mogli użyć dodatkowego kondensatora, ale bardziej korzystne "finansowo" było wyrzucenie kondensatora elektrolitycznego i zmiana wartości opornika... :wink:

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Ukaniu pisze: śr, 17 lipca 2024, 12:41 (...)
Kurcze szkoda, że nie mam 16 lat bo bym sobie policzył resztę ;-)
W większości z przedstawionych przeze mnie obwodów nawet nie trzeba liczyć tych napięć, szczególnie że podałem by spróbować podać je z dokładnością ±0,1 V. Tranzystory w układach miały być krzemowe, a dla nich typowym spadkiem napięcia złącza baza-emiter dla tranzystora w stanie aktywnym (dla prądu kolektora wynoszącego od miliampera do kilkunastu mA) jest wartość z przedziału 0,6...0,7 V. Tranzystory małej mocy m.cz. najczęściej w temperaturze pokojowej pracują ze spadkiem napięcia baza-emiter równym 0,6 V, a małej mocy krzemowe tranzystory w.cz. mają ten spadek nieco wyższy, wynoszący najczęściej 0,7...0,8 V (dla prądów kolektora wynoszącego od kilku do kilkunastu miliamperów - mają prawdopodobnie mniejszą strukturę krzemową). Dokładną, zmierzoną przeze mnie wartość spadku napięcia baza-emiter przy różnych prądach kolektora dla kilku popularnych tranzystorów krzemowych małej mocy (sygnałowych), które z reguły pracują z małym ułamkiem (1/10000...1/100) maksymalnego dopuszczalnego dla nich prądu kolektora, podałem w zeszłym roku w tabelce w wypowiedzi: viewtopic.php?p=408346&hilit=baza+emiter#p408346
Obrazek


Obrazek

Analizując te wyniki można zauważyć, że faktycznie dla małych wartości prądów kolektora, prądy te podwajają się z przyrostami napięcia baza-emiter równymi o ok. 18 mV, a rosną aż dziesięciokrotnie dla przyrostów napięcia baza-emiter równych ok. 60 mV (58,2 mV). W literaturze również podane są informacje że prądy kolektora rosną dwukrotnie przy zwiększeniu napięcia baza-emiter o 18 mV, a rosną 10-krotnie przy zwiększeniu napięcia baza emiter o 60 mV (58,2 mV), a przy mniejszych przyrostach napięcia baza-emiter rosną z szybkością 4% na każdy 1 mV przyrostu napięcia między bazą a emiterem. Przy większych prądach następuje wzrost temperatury tranzystora (wskutek traconej w nim coraz większej mocy), co z kolei powoduje zmniejszanie się wymaganego przyrostu napięcia baza-emiter, dla wywołania oczekiwanego przyrostu prądu kolektora (w tabelce te wartości prądu kolektora oznaczyłem czerwoną czcionką).
W zeszłym tygodniu sprawdziłem jaka będzie zależność wartości prądu kolektora w stosunku do napięcia-baza emiter w tranzystorze germanowym typu P215. Niestety między technologią produkcji tranzystorów germanowych (stopową), a nowszą technologią produkcji tranzystorów krzemowych (epitaksalno-planarną) była istna przepaść, przez co tranzystory germanowe zachowuję się nieco inaczej niż krzemowe. By zbadać jak zmienia się prąd kolektora przy zmianach napięcia na bazie względem emitera zmieniłem trochę mocowanie tranzystora do radiatora na stanowisku pomiarowym, zastępując cienką blaszkę aluminiową (0,9 mm) o małej powierzchni styku blaszką grubszą, o większej powierzchni stykającej się z radiatorem, co wpłynęło na bardziej stabilną temperaturę tranzystora przy wykonywaniu pomiarów.
Nowe mocowanie tranzystora P215.jpg
Stanowisko pomiarowe.jpg

Otrzymałem następujące wskazania prądu kolektora w zależności od napięcia baza-emiter.
P215_Ic...Ube_1.png

Na koniec obliczenie napięć z układu o który zapytałem kilka postów wcześniej.
Polaryzacja trazystiorów_2-odp.png

W kolejnym poście opiszę jak wyliczać te przybliżone wartości napięć, znając "betę" tranzystora.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6902
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

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

Post autor: Romekd »

Czołem.
Muszę jeszcze wrócić do postu Kolegi Einherjera, zamieszczonego w tym wątku kilka stron wcześniej...
Einherjer pisze: wt, 2 lipca 2024, 09:24
Romekd pisze: pn, 1 lipca 2024, 21:15 Mam też pewne obawy o prąd wsteczny złącza baza-kolektor (dla tranzystorów germanowych prąd zerowy kolektora zmienia się wykładniczo ze wzrostem temperatury struktury tranzystora - podwaja się co ok. 10°C /dla krzemowych co ok. 6°C/...).
Odwrotnie, krzem co 10°C, german co mniej.
A jako T1 proponuję MP37B, ma Uce = 30V, ale normalnie na T1 odkłada się około połowa napięcia zasilania, więc jest zapas.
Wykonałem ostatnio żmudne pomiary prądów zerowych kolektora dla kilku tranzystorów germanowych i przeanalizowałem wiele wykresów dla tego typu tranzystorów. Niestety wychodzi mi, że autorzy książki "Projektowanie i analiza wzmacniaczy małosygnałowych" mogli mieć rację. Zerknij proszę na wykres zamieszczony w książce (katalogu) "Diody i tranzystory - dane techniczne i charakterystyki" Andrzeja Siekierskiego, wydanej w roku 1976. Wykres poniżej pokazuje zależność prądu zerowego kolektora tranzystora germanowego AC187K w zależności od temperatury.
Prąd zerowy kolektora od temperatury_3.jpg
Wg producenta prąd zerowy kolektora podwaja się właśnie co ok. 10°C i dla jakiegoś tam badanego egzemplarza wynosi ok. 3 μA przy 12,5°C, ok. 6 μA przy 22,5°C, ok. 12 μA przy 32,5°C, ok. 24 μA przy 42,5°C, ok. 48 μA przy 52.5°C oraz ok. 96 μA przy 52,5°C. W moich badaniach dwa egzemplarze tranzystora AC187 g3 potrzebowały nawet nieco większych przyrostów temperatury niż 10°C dla podwojenia prądu zerowego złącza baza-kolektor. Nie sprawdzałem jeszcze tego parametru dla krzemowych, gdyż ma on bardzo małą wartość, ale i to kiedyś przetestuję.

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