ULF obvod na germaniových tranzistorech MP39, P213 (2W). Tranzistory MP39, MP40, MP41, MP42 Parametry tranzistoru MP39

V časopisech "YuT" č. 9 a č. 10 pro rok 1970 jsme hovořili o jednoduchých detektorových přijímačích. Takové přijímače vám umožní slyšet signály výkonných a blízko sebe umístěných rádiových stanic ve vašich sluchátkách.

Dnes se seznámíte s nejjednodušším tranzistorovým zesilovačem a také zjistíte, co je potřeba udělat, aby byl přijímač ještě lepší a jak ho „naučit“ přijímat více programů se zvýšenou hlasitostí.

Takže SEKCE 3.

CO DOKÁŽE TRANSISTOR

Nejprve potřebujeme tranzistor. Toto malé elektronické zařízení, o velikosti o něco větší než hrášek, plní stejnou roli jako elektronka zesilovače. „Srdcem“ tranzistoru je miniaturní polovodičová deska (germanium nebo křemík) se dvěma elektrodami zatavenými do ní. Jedna z elektrod se nazývá emitor, druhá se nazývá kolektor a deska se nazývá báze (obr. 1).

Pokud je na bázi tranzistoru přiveden slabý elektrický signál, objeví se v kolektorovém obvodu jeho silná „kopie“. Ukazuje se, že polovodičová trioda funguje jako zesilovač. Poměr, který ukazuje, kolikrát je změna kolektorového proudu větší než změna proudu v základním obvodu, který ji způsobil, se nazývá proudové zesílení tranzistoru a označuje se písmenem P (beta). Už jste uhodli, že čím větší je hodnota koeficientu |3, tím větší je zesílení triody.

d Pro nízkofrekvenční zesilovač jsou vhodné nízkovýkonové tranzistory typu MP39-MP42 nebo podobné triody P13-P16 s libovolným písmenným indexem. Je důležité, aby jejich koeficient

proudový zesilovací faktor nebyl menší než 30-40.

Obvod zesilovače (obr. 2) obsahuje kromě tranzistoru T rezistor R, kondenzátor C a elektromagnetický telefon Tlf.

Rezistor R je zapojen mezi bázi tranzistoru a mínus baterie. Zajišťuje napájení báze a vytváří potřebný provozní režim triody. Jeho odpor je 200-300 kΩ a závisí na parametrech tranzistoru.

Kondenzátor C se nazývá oddělovací kondenzátor. Propouští zvukové signály, ale blokuje cestu stejnosměrného proudu mezi základnou a kladným pólem baterie.

Pevný odpor R může být libovolného typu. Do tranzistorových obvodů je však lepší zařadit zařízení malých rozměrů, jako je ULM nebo MLT 0,125. Kondenzátor C o kapacitě 0,047 mikrofaradů typu K Yu-7 nebo MBM a elektromagnetický telefonní (sluchátkový) telefon TON-1 nebo TON-2 s vysokoodporovou kmitací cívkou.

Sestavte obvod zesilovače na lepenkovou nebo překližkovou desku 50X30 mm (obr. 3).

Tranzistory jsou velmi citlivé na vysoké teploty.

teplota. Je nutné pájet rychle a sebevědomě, aby nedošlo k přehřátí triody. Svorky zařízení by neměly být ohnuty blíže než 10 mm od těla a jejich délka by měla být alespoň 15 mm.

Nastavení zesilovače spočívá v kontrole provozního režimu tranzistoru. Výběrem hodnoty odporu rezistoru R nastavte kolektorový proud Ti na 0,8 - 1 mA. Měřicí zařízení musí být zapojeno mezi sluchátkový výstup a mínus baterie. Pokud nemáte miliampérmetr nebo tester, můžete si nastavit požadovaný triodový režim maximální hlasitostí a dobrou kvalitou zvuku v telefonu.

Takže jste sestavili nízkofrekvenční tranzistorový zesilovač. Připojte mikrofon k jeho vstupním svorkám

Nízká frekvence. germaniové slitinové tranzistory-n- R MP39B, MP40A, MP41A se používají pro práci v nízkofrekvenčních zesilovacích obvodech a jsou vyráběny v kovovém pouzdře (obr. 56, a - c) se skleněnými izolátory a pružnými přívody o hmotnosti 2,5 g, s rozsahem provozních teplot od -60 do +70 ° S. Elektrické parametry jsou uvedeny v tabulce. 109.

Křemíkové tranzistory p-n-p MP 114, MP 115, MP116 se vyrábí v kovovém pouzdře se skleněnými izolátory a pružnými přívody (obr. 57), o hmotnosti 1,7 g, s rozsahem provozních teplot -55 až +100°C. Elektrické parametry jsou uvedeny v tabulce. 110.

Rýže. 56. Pinout a celkové rozměry tranzistorů MP39V, MP40A, MP41A (a) a jejich vstupní (6) a výstupní (c) charakteristika v zapojení se společnou bází

Rýže. 57. Pinout a celkové rozměry tranzistorů MP114 - MP116

Tabulka 109

Zpětný proud kolektoru, μA, při U K b = - 5 V a teplotě, °С:

20 ............... 15

70 ............... 300

Proud zpětného emitoru, μA, při U Eb = - 5 V 30

Nejvyšší přímý kolektorový proud, mA 20

Kapacita kolektoru, pF, at U K6 = 5 V a

f=500 kHz ............... 60

Nejvyšší impulsní kolektorový proud,

mA, u I ESr<40 мА......... 150

Výstupní vodivost, µS, při I e =1 mA,

U„ b \u003d 5 V a f \u003d 1 kHz .......... 3.3

Základní odpor, Ohm, při I e \u003d 1 mA,

U kb \u003d 5 V af \u003d 500 kHz ......... 220

Výkon rozptýlený kolektorem, mW, při teplotě, °С:

55 ............... 150

70................ 75

Záporné napětí U e in, V .... 5

Tabulka 110

Zpětný proud kolektoru, mA, při U k = - 30 V a teplotě 20 a 100 °C, respektive ... 10 a 400

Proud zpětného emitoru, μA, při U eb = -10 V a teplotě 20 a 100 °C. . . - 10 a 200

Vstupní odpor, Ohm, v obvodu s OB při LU= - 50 V, I e =1 mA, f=1 kHz....... 300

Výkon rozptýlený kolektorem, mW, při 70°С .................. 150

Střední pásmo. Tranzistory p-n-p KT203 (A, B, C) slouží k zesilování a generování kmitů v rozsahu do 5 MHz, k práci ve spínacích a stabilizačních obvodech a jsou vyráběny v kovovém pouzdře s pružnými přívody (obr. 58), o hmotnosti 0,5 g, s rozsahem provozních teplot od -60 do +125°С. Elektrické parametry tranzistorů jsou uvedeny v tabulce. 111.

Rýže. 58. Pinout a celkové rozměry tranzistorů KT203A - B

Tabulka 111

Zpětný proud kolektoru, μA, při nejvyšším zpětném napětí a teplotě 25 a 125 °C, v tomto pořadí ............... 1 a 15

Proud zpětného emitoru, μA, při U e 6 = - 30 V. 10

Kapacita kolektorového přechodu, pF, při U K b = 5 V af = 10 MHz ............... 10

Kolektorový proud, mA: konstantní ............... 10

impulzivní............. 50.

Průměrná hodnota proudu emitoru v pulzním režimu, mA .................. 10

Výkon rozptýlený kolektorem, MW, při teplotách do 70 °C......... V . . 150

* Pro tranzistory KT203A - napětí K.T203V u k q respektive rovno 50, 30 v 15 V,

vysoká frekvence. P-n-p konverzní tranzistory GT321

(A - E) jsou vyráběny v kovovém pouzdře s pružnými přívody (obr. 59, a), o hmotnosti 2 g, s rozsahem provozních teplot od - 55 do +60 °C. Elektrické parametry tranzistorů jsou uvedeny v tabulce. 112.

Tranzistory MP39, MP40, MP41, MP42.

tranzistory MP39, MP40, MP41, MP42- germanium, zesilující nízkovýkonové nízkofrekvenční, p-n-p struktury.
Sklo-kov pouzdro s flexibilními přívody. Hmotnost - cca 2 g. Značení je alfanumerické, na boční ploše pouzdra.

Existují následující zahraniční analogy:
MP39 -2N1413
MP40 - 2N104
MP41 možný analog - 2N44A
MP42 možný analog - 2SB288

Nejdůležitější parametry.

Aktuální převodní poměr u tranzistorů MP39 jen zřídka překračuje 12 , pro MP39B je v rozsahu od 20 před 60 .
Pro tranzistory MP40, MP40A - od 20 před 40 .
Pro tranzistory MP41 - od 30 před 60 , MP41A - od 50 před 100 .
pro tranzistory MP42 - od 20 před 35 , MP42A - od 30 před 50 , MP42B - od 45 před 100 .

Maximální napětí kolektor - emitor. Pro tranzistory MP39, MP40 - 15 proti.
Pro tranzistory MP40A - 30 proti.
Tranzistor MP41, MP41A, MP42, MP42A, MP42B - 15 proti.

Mezní frekvence aktuálního převodového poměru (fh21e) tranzistor pro obvody se společným emitorem:
Před 0,5 MHz pro tranzistory MP39, MP39A.
Před 1 MHz pro tranzistory MP40, MP40A, MP41, MP42B.
Před 1,5 MHz pro tranzistory MP42A.
Před 2 MHz pro tranzistory MP42.

Maximální kolektorový proud. - 20 mA konstanta, 150 mA - pulzující.

Zpětný proud kolektoru při napětí kolektoru 5V a okolní teplotě -60 až +25 Celsia, ne více než - 15 uA.

Reverzní proud emitoru při napětí báze emitoru 5V a okolní teplotě až +25 Celsia, ne více než - 30 uA.

kapacita kolektorového přechodu při napětí kolektor-základ 5V při frekvenci 1 MHz - ne více 60 pF.

Hlukové číslo - pro MP39B s kolektorovým napětím 1,5 V a emitorovým proudem 0,5 mA při frekvenci 1 kHz - ne více 12 db

Ztráta výkonu kolektoru. Pro MP39, MP40, MP41 - 150 mW.
V MP42 - 200 mW.

Kdysi byly tranzistory této řady vybaveny široce používanými začátečnickými radiostanicemi. MP39-MP42 se svými poměrně velkými rozměry, dlouhými ohebnými vývody a jednoduchým pinoutem (pinout) k tomu byly ideální. Navíc poměrně velký zpětný proud jim umožnil pracovat v obvodu se společným emitorem bez dalšího zkreslení. Tito. - opravdu šel nejjednodušší zesilovač, na jednom tranzistoru, bez rezistorů. To umožnilo výrazně zjednodušit obvody v počátečních fázích návrhu.

Pinout tranzistor MP41

Označení tranzistoru MP41 na schématech

Na schématech zapojení je tranzistor označen jak písmenným kódem, tak podmíněnou grafikou. Písmenný kód se skládá z latinských písmen VT a čísla (sériové číslo na obrázku). Konvenční grafické označení tranzistoru MP41 je obvykle umístěno v kruhu, který symbolizuje jeho pouzdro. Krátká čárka s čárou od středu symbolizuje základnu, dvě šikmé čáry nakreslené k jejím okrajům pod úhlem 60° - emitor a kolektor. Emitor má šipku směřující k základně.

Charakteristika tranzistoru MP41

Struktura p-n-p
15* (10k) V
20 (150*) mA
0,15 W
30...60 (5 V; 1 mA)
Zpětný proud kolektoru
>1* MHz
Struktura p-n-p
Maximální povolené (pulzní) napětí kolektor-báze 15* (Zk) V
Maximální povolený přímý (pulzní) kolektorový proud 150*mA
Maximální povolený kontinuální ztrátový výkon kolektoru bez chladiče (s chladičem) 0,2 W
Koeficient přenosu statického proudu bipolárního tranzistoru v obvodu se společným emitorem 20...35* (1 V; 10 mA)
Zpětný proud kolektoru - uA
Mezní frekvence koeficientu přenosu proudu v obvodu se společným emitorem >2* MHz

Pinout tranzistor MP42

Označení tranzistoru MP42 na schématech

Na schématech zapojení je tranzistor označen jak písmenným kódem, tak podmíněnou grafikou. Písmenný kód se skládá z latinských písmen VT a čísla (sériové číslo na obrázku). Konvenční grafické označení tranzistoru MP42 je obvykle umístěno v kruhu, který symbolizuje jeho pouzdro. Krátká čárka s čárou od středu symbolizuje základnu, dvě šikmé čáry nakreslené k jejím okrajům pod úhlem 60° - emitor a kolektor. Emitor má šipku směřující k základně.

Charakteristika tranzistoru MP42

- Struktura p-n-p
- Maximální povolené (pulzní) napětí kolektor-báze 15* (Zk) V
- Maximální povolený přímý (pulzní) kolektorový proud 150*mA
- Maximální povolený kontinuální ztrátový výkon kolektoru bez chladiče (s chladičem) 0,2 W
- Koeficient přenosu statického proudu bipolárního tranzistoru v obvodu se společným emitorem 20...35* (1 V; 10 mA)
- Zpětný proud kolektoru - uA
- Mezní frekvence koeficientu přenosu proudu v obvodu se společným emitorem >2* MHz

Nízkofrekvenční výkonový zesilovač na bázi germaniových tranzistorů P213, jehož schéma je na Obr. 1 lze použít pro přehrávání nahrávky, jako nízkofrekvenční část přijímače (ze zdířek Gn3, Gn4), i pro zesílení signálů ze snímačů upravených hudebních nástrojů (ze zdířek Gn1, Gn2).

Citlivost zesilovače ze zásuvek GnI, Gn2 - 20 mV, ze zásuvek Gn3, Gn4 - ne horší než 250 mV;
Výstupní výkon při zatížení 6,5 ohmů -2 watty;
koeficient nelineárního zkreslení - 3 %;
Pásmo reprodukovatelných frekvencí 60-12 000 Hz;
V tichém režimu zesilovač spotřebovává proud asi 8 mA a v režimu maximálního výkonu - 210 mA.
Zesilovač lze napájet buď bateriemi nebo 127 nebo 220 V AC.

Kruhový diagram

Jak je patrné ze schématu zapojení, první zesilovací stupeň je sestaven na nízkošumovém tranzistoru MP39B (T1) podle obvodu se společným emitorem. Zesílený signál je přiveden na potenciometr R1, z jehož motoru přes rezistor R2 a oddělovací kondenzátor C1 vstupuje nízkofrekvenční signál do báze tranzistoru. Zátěž prvního stupně zesilovače je rezistor R5.

Dělič napětí R3, R4 a rezistor R6 jsou prvky teplotní stabilizace. Přítomnost děliče R3, R4 způsobuje, že napětí na bázi tranzistoru T1 je málo závislé na teplotě. Rezistor R6 v obvodu emitoru vytváří zápornou stejnosměrnou zpětnou vazbu.

Jak teplota stoupá, proud v obvodu emitoru se zvyšuje a úbytek napětí na rezistoru R6 se zvyšuje. V důsledku toho se napětí mezi základnou a emitorem stává méně záporným, což zabraňuje dalšímu zvyšování proudu emitoru. Druhý zesilovací stupeň je rovněž sestaven podle schématu se společným emitorem na tranzistoru MP39B (T2).

Pro snížení závislosti parametrů této kaskády na teplotě využívá kombinovanou negativní zpětnou vazbu, určenou odpory R8, R9 a R10. Napětí zesílené prvním stupněm je přivedeno na vstup druhého stupně přes oddělovací kondenzátor C2. Zátěž tranzistoru T2 je rezistor R7.

Třetí zesilovací stupeň je namontován na tranzistoru T3. Zátěž kaskády je rezistor RI8. Komunikace mezi druhým a třetím stupněm se provádí pomocí kondenzátoru C3.

Koncový stupeň zesilovače pracuje v režimu třídy B v sérioparalelním obvodu. Hlavní výhodou zesilovačů této třídy oproti zesilovačům pracujícím ve třídě A je vysoká účinnost.

Při návrhu konvenčních nízkofrekvenčních zesilovačů stojí radioamatéři před úkolem vyrobit přechodové a výstupní transformátory. Malé transformátory s permalloy jádrem jsou poměrně náročné na výrobu. Transformátory navíc snižují celkovou účinnost a v mnoha případech jsou zdrojem nelineárního zkreslení.

V poslední době byly vyvinuty koncové stupně bez transformátorů - s kvazikomplementární symetrií, tedy s využitím tranzistorů, které mají různé typy přechodů a vzájemně se doplňují pro buzení push-pull zesilovače.

Beztransformátorová kaskáda je sestavena na dvou výkonných tranzistorech T6, T7 s buzením z dvojice komplementárních symetrických tranzistorů T4 a T5, pracujících v předsvorkové zesilovací kaskádě. V závislosti na polaritě signálu přiváděného z kolektoru tranzistoru T3, pak jeden (T4), pak druhý (T5) tranzistor je odblokován. Současně se otevírají tranzistory T6, T7 s nimi spojené. Pokud má zesílený signál na kolektoru tranzistoru T3 zápornou polaritu, otevřou se tranzistory T4, T6, pokud má signál kladnou polaritu, otevřou se tranzistory T5 a T7.

Konstantní složka kolektorového proudu, procházející termostabilizační diodou D1 a rezistorem R19, vytváří předpětí na bázích tranzistorů T4, T5, které fungují jako fázové invertory. Tento offset eliminuje charakteristické zkreslení způsobené nelinearitou vstupních charakteristik při nízkých základních proudech.

Rezistory R22, R23 snižují vliv šíření parametrů tranzistorů T4, T3 na pracovní režim koncového stupně. Kondenzátor C9 se odděluje.

Aby se omezilo nelineární zkreslení, jsou zesilovací stupně na tranzistorech T3 - T7 pokryty negativní střídavou zpětnou vazbou, jejíž napětí je odebíráno z výstupu koncového zesilovače a je přiváděno přes řetězec R17, C8, R16, R15. , C6, R14 na bázi tranzistoru T3. V tomto případě proměnný rezistor R17 zajišťuje ovládání tónu v oblasti nízké frekvence a potenciometr R15 - v oblasti vyšší frekvence.

Pokud není vyžadováno ovládání tónu, uveďte podrobnosti R14 - R17. C6, C8 jsou ze schématu vyloučeny. Zpětnovazební obvod je v tomto případě tvořen rezistorem R0 (na obr. 1 je tento obvod znázorněn tečkovanou čarou).

Pro normální provoz koncového stupně se musí napětí v bodě "a" (klidové napětí) rovnat polovině napětí napájecího zdroje. Toho je dosaženo vhodnou volbou rezistoru RI8. Klidovou stabilizaci napětí zajišťuje stejnosměrný záporný zpětnovazební obvod.

Jak je patrné ze schématu, bod "a" na výstupu zesilovače je připojen k základnímu obvodu tranzistoru TK pomocí rezistoru R12. Přítomnost tohoto spojení automaticky udržuje napětí v bodě "a" rovné polovině napětí napájecího zdroje (v tomto případě rovném ba).

Pro normální činnost zesilovače je také nutné, aby tranzistory T4, T5 a T6, T7 měly co nejmenší zpětný proud. Hodnota zisku (5 tranzistorů T4-T7 by mělo ležet v rozmezí 40 - 60; navíc tranzistory mohou mít různé zisky h. Je pouze nutné, aby byla rovnost h4 * hb \u003d h5 * h7.

Podrobnosti a instalace

Zesilovač je namontován na getinax panelu o tloušťce 1 - 1,5 mm. Rozměry desky do značné míry závisí na použití zesilovače. Tranzistory P213B jsou vybaveny radiátory s celkovou chladicí plochou minimálně 100 cm2 pro zajištění dobrého odvodu tepla.

Zesilovač lze napájet 12V baterií, sestavenou z článků typu Saturn, nebo z baterií do svítilny. Zesilovač je napájen ze střídavé sítě pomocí usměrňovače sestaveného v můstkovém obvodu na čtyřech diodách D1-D4 s kapacitním filtrem přes stabilizátor napětí (obr. 2).

Jak bylo uvedeno výše, když zesilovač pracuje, proud, který spotřebovává, kolísá v poměrně širokém rozsahu. Prudké kolísání proudu nevyhnutelně způsobí změnu velikosti napájecího napětí, což může vést k nežádoucím vazbám v zesilovači a zkreslení signálu. Aby se zabránilo takovým jevům, je zajištěna stabilizace usměrněného napětí.

Součástí stabilizátoru jsou tranzistory T7, T2 a zenerova dioda D5. Tento stabilizátor, když se zatěžovací proud změní z 5 na 400 mA, poskytuje stabilní napětí 12 V a amplituda zvlnění nepřesahuje 5 mV. Ke stabilizaci napájecího napětí dochází vlivem poklesu napětí na tranzistoru T2.

Tento pokles závisí na předpětí na bázi tranzistoru T2, které zase závisí na hodnotě referenčního napětí na rezistoru R2 a napětí na zátěži (Rload).

Tranzistor T2 je namontován na radiátoru. Usměrňovač je umístěn v krabici o rozměrech 60X90X130 mm, která je vyrobena z ocelového plechu tloušťky 1 mm.

Výkonový transformátor je vyroben na jádru Sh12, tloušťka kompletu je 25 mm. Vinutí I (pro 127 V) obsahuje 2650 závitů drátu PEL 0,15, vinutí II (pro 220 V) - 2190 závitů PEL 0,12, vinutí III - 420 závitů PEL 0,55.

Nastavení

Zesilovač sestavený z osvědčených dílů a tranzistorů většinou okamžitě začne fungovat. Připojením zdroje (12 V) nastavíme odpory R3, R8, R12, R18 doporučený režim. Poté je přes oddělovací kondenzátor C3, který je předem odpojen od kolektoru tranzistoru T2, přivedeno napětí na vstup zesilovače ze zvukového generátoru (0,2 V, frekvence 1000 Hz).

Zpětnovazební smyčka v bodě "b" musí být přerušena. Řízení průběhu výstupního napětí je sledováno pomocí osciloskopu připojeného paralelně k reproduktoru. Pokud jsou na křižovatkách půlvln pozorovány velké "kroky", musíte objasnit hodnotu odporu R19.

Volí se podle minimálního zkreslení, které po zapnutí zpětnovazební smyčky téměř úplně zmizí. Zakládání dalších kaskád se v ničem neliší. V případech, kdy je požadována citlivost zesilovače cca 250 mV, lze z obvodu vyloučit první dva stupně na tranzistorech T1, T2.