ULF vezje na germanijevih tranzistorjih MP39, P213 (2W). Parametri tranzistorjev MP39, MP40, MP41, MP42 MP39

V revijah "YuT" št. 9 in št. 10 za leto 1970 smo govorili o preprostih detektorskih sprejemnikih. Takšni sprejemniki vam omogočajo, da v slušalkah slišite signale močnih in blizu oddaljenih radijskih postaj.

Danes se boste seznanili z najpreprostejšim tranzistorskim ojačevalnikom in tudi ugotovili, kaj je treba storiti, da bo sprejemnik še boljši in kako ga "naučiti", da sprejema več programov s povečano glasnostjo.

Torej, SEJA 3.

KAJ LAHKO TRAZISTOR

Najprej potrebujemo tranzistor. Ta majhna elektronska naprava, velika malo več kot grah, opravlja enako vlogo kot ojačevalna cev. "Srce" tranzistorja je miniaturna polprevodniška plošča (germanijeva ali silicij) z dvema elektrodama, vliti vnjo. Ena od elektrod se imenuje emiter, druga se imenuje kolektor, plošča pa baza (slika 1).

Če se na osnovo tranzistorja uporabi šibek električni signal, se bo v kolektorskem vezju pojavila njegova močna "kopija". Izkazalo se je, da polprevodniška trioda deluje kot ojačevalnik. Razmerje, ki kaže, kolikokrat je sprememba kolektorskega toka večja od spremembe toka v osnovnem vezju, ki ga je povzročila, se imenuje tokovni dobiček tranzistorja in ga označujemo s črko P (beta). Uganili ste že, da večja kot je vrednost koeficienta |3, večja je ojačitev triode.

d Za nizkofrekvenčni ojačevalnik so primerni tranzistorji nizke moči tipa MP39-MP42 ali podobne triode P13-P16 s katerim koli črkovnim indeksom. Pomembno je, da je njihov koeficient

faktor ojačanja toka ni bil manjši od 30-40.

Ojačevalno vezje (slika 2) poleg tranzistorja T vključuje upor R, kondenzator C in elektromagnetni telefon Tlf.

Upor R je povezan med bazo tranzistorja in minusom baterije. Zagotavlja napajanje baze in ustvarja potreben način delovanja triode. Njegova upornost je 200-300 kΩ in je odvisna od parametrov tranzistorja.

Kondenzator C se imenuje ločilni kondenzator. Prepušča zvočne signale, vendar blokira pot enosmernega toka med bazo in pozitivnim terminalom akumulatorja.

Fiksni upor R je lahko poljuben. Vendar pa je v tranzistorska vezja bolje vključiti majhne naprave, kot sta ULM ali MLT 0,125. Kondenzator C z zmogljivostjo 0,047 mikrofarad tipa K Yu-7 ali MBM in elektromagnetni telefon (slušalka) TON-1 ali TON-2 telefon z visoko uporno glasovno tuljavo.

Sestavite ojačevalno vezje na 50X30 mm kartonsko ali vezano vezje (slika 3).

Tranzistorji so zelo občutljivi na visoke temperature.

perature. Spajkati je treba hitro in samozavestno, da se triode ne pregreje. Sponke naprave ne smejo biti upognjene bližje kot 10 mm od telesa, njihova dolžina pa mora biti najmanj 15 mm.

Nastavitev ojačevalnika se nanaša na preverjanje načina delovanja tranzistorja. Z izbiro vrednosti upora upora R nastavite kolektorski tok Ti na 0,8 - 1 mA. Merilna naprava mora biti povezana med izhodom za slušalke in minusom baterije. Če nimate miliampermetra ali testerja, lahko nastavite želeni način triode z največjo glasnostjo in dobro kakovostjo zvoka v telefonu.

Torej, sestavili ste nizkofrekvenčni tranzistorski ojačevalnik. Priključite mikrofon na njegove vhodne priključke

Nizka frekvenca. tranzistorji iz germanijeve zlitine-n- R MP39B, MP40A, MP41A se uporabljajo za delo v nizkofrekvenčnih ojačevalnih tokokrogih in so izdelani v kovinskem ohišju (slika 56, a - c) s steklenimi izolatorji in gibljivimi kabli, težki 2,5 g, z delovnim temperaturnim območjem od -60 do +70 ° S. Električni parametri so podani v tabeli. 109.

Silicijevi tranzistorji p-n-p MP 114, MP 115, MP116 se proizvajajo v kovinskem ohišju s steklenimi izolatorji in gibljivimi vodniki (slika 57), težki 1,7 g, z delovnim temperaturnim območjem od -55 do +100°C. Električni parametri so podani v tabeli. 110.

riž. 56. Pinout in skupne mere tranzistorjev MP39V, MP40A, MP41A (a) ter njihove vhodne (6) in izhodne (c) karakteristike v vezju s skupno bazo

riž. 57. Pinout in skupne dimenzije tranzistorjev MP114 - MP116

Tabela 109

Kolektorski povratni tok, μA, pri U K b = - 5 V in temperaturi, °С:

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

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

Tok povratnega oddajnika, μA, pri U Eb = - 5 V 30

Največji enosmerni kolektorski tok, mA 20

Kapacitivnost kolektorja, pF, at U K6 =5 V in

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

Najvišji impulzni kolektorski tok,

mA, pri I ESr<40 мА......... 150

Izhodna prevodnost, µS, pri I e =1 mA,

U„ b = 5 V in f = 1 kHz ......... 3,3

Osnovna upornost, Ohm, pri I e \u003d 1 mA,

U kb = 5 V in f = 500 kHz ......... 220

Moč, ki jo oddaja kolektor, mW, pri temperaturi, °С:

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

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

Negativna napetost U e in, V .... 5

Tabela 110

Kolektorski povratni tok, mA, pri U k = - 30 V in temperaturi 20 in 100 ° C, oziroma ... 10 in 400

Tok povratnega oddajnika, μA, pri U eb = - 10 V in temperaturi 20 oziroma 100 ° C. . . - 10 in 200

Vhodni upor, Ohm, v vezju z OB pri LU= - 50 V, I e =1 mA, f=1 kHz....... 300

Moč, ki jo oddaja kolektor, mW, pri 70°C .................. 150

Srednji toni. Tranzistorji p-n-p KT203 (A, B, C) se uporabljajo za ojačanje in ustvarjanje nihanj v območju do 5 MHz, za delo v stikalnih in stabilizacijskih vezjih in so izdelani v kovinskem ohišju s gibljivimi vodi (slika 58), ki tehta 0,5 g, z razponom delovnih temperatur od -60 do +125°C. Električni parametri tranzistorjev so podani v tabeli. 111.

riž. 58. Pinout in skupne dimenzije tranzistorjev KT203A - B

Tabela 111

Povratni tok kolektorja, μA, pri najvišji povratni napetosti in temperaturi 25 oziroma 125 °C ............... 1 in 15

Tok povratnega oddajnika, μA, pri U e 6 = - 30 V. 10

Kapacitivnost kolektorskega spoja, pF, pri U K b = 5 V in f = 10 MHz .............. 10

Kolektorski tok, mA: konstanten ............... 10

impulzivno............. 50.

Povprečna vrednost toka oddajnika v impulznem načinu, mA .................. 10

Moč, ki jo oddaja kolektor, MW, pri temperaturah do 70 °C......... V . . 150

* Za tranzistorje KT203A - K.T203V napetost u k q enako 50, 30 v 15 V,

visoka frekvenca. P-n-p pretvorbeni tranzistorji GT321

(A - E) se proizvajajo v kovinskem ohišju s gibljivimi kabli (slika 59, a), ki tehtajo 2 g, z delovnim temperaturnim območjem od - 55 do +60 ° C. Električni parametri tranzistorjev so podani v tabeli. 112.

Tranzistorji MP39, MP40, MP41, MP42.

tranzistorji MP39, MP40, MP41, MP42- germanij, ki ojača nizkofrekvenčne p-n-p strukture z nizko močjo.
Steklo-kovinsko ohišje s gibljivimi kabli. Teža - približno 2 g. Oznaka je alfanumerična, na stranski površini ohišja.

Obstajajo naslednji tuji analogi:
MP39 -2N1413
MP40 - 2N104
MP41 možen analog - 2N44A
MP42 možen analog - 2SB288

Najpomembnejši parametri.

Trenutno razmerje prenosa za tranzistorje MP39 redko presega 12 , za MP39B je v območju od 20 prej 60 .
Za tranzistorje MP40, MP40A - od 20 prej 40 .
Za tranzistorje MP41 - od 30 prej 60 , MP41A - od 50 prej 100 .
za tranzistorje MP42 - od 20 prej 35 , MP42A - od 30 prej 50 , MP42B - od 45 prej 100 .

Kolektor maksimalne napetosti - emiter. Za tranzistorje MP39, MP40 - 15 v.
Za tranzistorje MP40A - 30 v.
Tranzistor MP41, MP41A, MP42, MP42A, MP42B - 15 v.

Mejna frekvenca tokovnega prenosnega razmerja (fh21e) tranzistor za vezja s skupnim oddajnikom:
Prej 0,5 MHz za tranzistorje MP39, MP39A.
Prej 1 MHz za tranzistorje MP40, MP40A, MP41, MP42B.
Prej 1,5 MHz za tranzistorje MP42A.
Prej 2 MHz za tranzistorje MP42.

Največji kolektorski tok. - 20 mA konstanta, 150 mA - pulzirajoč.

Kolektorski povratni tok pri napetosti kolektor-baza 5 V in temperaturi okolice od -60 do +25 Celzija, ne več kot - 15 uA.

Povratni tok oddajnika pri napetosti emiter-baza 5 V in temperaturi okolice do +25 Celzija, ne več kot - 30 uA.

Kapacitivnost kolektorskega spoja pri napetosti kolektor-baza 5v pri frekvenci 1 MHz - ne več 60 pF.

Številka hrupa - za MP39B z napetostjo kolektor-baza 1,5 V in emitorskim tokom 0,5 mA pri frekvenci 1 KHz - nič več 12 db.

Odvajanje moči kolektorja. Za MP39, MP40, MP41 - 150 mW.
Pri MP42 - 200 mW.

Nekoč so bili tranzistorji te serije opremljeni s široko uporabljenimi radijskimi kompleti za začetnike. MP39-MP42 so bili s svojimi precej velikimi dimenzijami, dolgimi gibljivimi kabli in enostavnim razporeditvijo (pinout) idealni za to. Poleg tega jim je dokaj velik povratni tok omogočil delo v vezju skupnega oddajnika, brez dodatne pristranskosti. tiste. - najpreprostejši ojačevalnik je res deloval, na enem tranzistorju, brez uporov. To je omogočilo znatno poenostavitev vezij v začetnih fazah načrtovanja.

Pinout tranzistor MP41

Oznaka tranzistorja MP41 na diagramih

Na shemah vezja je tranzistor označen tako s črkovno kodo kot s pogojno grafiko. Črkovna koda je sestavljena iz latinskih črk VT in številke (serijska številka na diagramu). Konvencionalna grafična oznaka tranzistorja MP41 je običajno postavljena v krog, ki simbolizira njegovo ohišje. Kratka črtica s črto od sredine simbolizira osnovo, dve nagnjeni črti, potegnjeni na njene robove pod kotom 60 ° - oddajnik in kolektor. Oddajnik ima puščico, ki kaže proti dnu.

Značilnosti tranzistorja MP41

Struktura p-n-p
15* (10k) V
20 (150*) mA
0,15 W
30...60 (5 V; 1 mA)
Kolektorski povratni tok
>1* MHz
Struktura p-n-p
Največja dovoljena (impulzna) napetost kolektor-baza 15* (Zk) V
Največji dovoljeni neposredni (impulzni) kolektorski tok 150*mA
Največja dovoljena neprekinjena disipacija moči kolektorja brez hladilnega telesa (s hladilnim odvodom) 0,2 W
Statični tokovni prenosni koeficient bipolarnega tranzistorja v vezju s skupnim oddajnikom 20...35* (1 V; 10 mA)
Kolektorski povratni tok - uA
Mejna frekvenca tokovnega prenosnega koeficienta v vezju s skupnim oddajnikom >2* MHz

Pinout tranzistor MP42

Oznaka tranzistorja MP42 na diagramih

Na shemah vezja je tranzistor označen tako s črkovno kodo kot s pogojno grafiko. Črkovna koda je sestavljena iz latinskih črk VT in številke (serijska številka na diagramu). Konvencionalna grafična oznaka tranzistorja MP42 je običajno postavljena v krog, ki simbolizira njegovo ohišje. Kratka črtica s črto od sredine simbolizira osnovo, dve nagnjeni črti, potegnjeni na njene robove pod kotom 60 ° - oddajnik in kolektor. Oddajnik ima puščico, ki kaže proti dnu.

Značilnosti tranzistorja MP42

- Struktura p-n-p
- Največja dovoljena (impulzna) napetost kolektor-baza 15* (Zk) V
- Največji dovoljeni neposredni (impulzni) kolektorski tok 150*mA
- Največja dovoljena neprekinjena disipacija moči kolektorja brez hladilnega telesa (s hladilnim odvodom) 0,2 W
- Statični tokovni prenosni koeficient bipolarnega tranzistorja v vezju s skupnim oddajnikom 20...35* (1 V; 10 mA)
- Kolektorski povratni tok - uA
- Mejna frekvenca tokovnega prenosnega koeficienta v vezju s skupnim oddajnikom >2* MHz

Nizkofrekvenčni ojačevalnik moči na osnovi germanijevih tranzistorjev P213, katerega shematski diagram je prikazan na sl. 1 se lahko uporablja za predvajanje posnetka, kot nizkofrekvenčni del sprejemnika (iz vtičnic Gn3, Gn4), kot tudi za ojačanje signalov s senzorjev prilagojenih glasbil (iz vtičnic Gn1, Gn2).

Občutljivost ojačevalnika iz vtičnic GnI, Gn2 - 20 mV, iz vtičnic Gn3, Gn4 - ne slabše od 250 mV;
Izhodna moč pri obremenitvi 6,5 ohmov -2 vata;
koeficient nelinearnega popačenja - 3%;
pas ponovljivih frekvenc 60-12 000 Hz;
V tihem načinu ojačevalnik porabi tok približno 8 mA, v načinu največje moči - 210 mA.
Ojačevalnik se lahko napaja z baterijami ali 127 ali 220 V AC.

diagram vezja

Kot je razvidno iz sheme vezja, je prva ojačevalna stopnja sestavljena na nizkošumnem tranzistorju MP39B (T1) v skladu s skupnim emiterskim vezjem. Ojačani signal se dovaja na potenciometer R1, iz motorja katerega preko upora R2 in izolacijskega kondenzatorja C1 nizkofrekvenčni signal vstopi v bazo tranzistorja. Obremenitev prve stopnje ojačevalnika je upor R5.

Delitelj napetosti R3, R4 in upor R6 so elementi temperaturne stabilizacije. Zaradi prisotnosti delilnika R3, R4 je napetost na dnu tranzistorja T1 malo odvisna od temperature. Upor R6 v vezju oddajnika ustvarja negativno enosmerno povratno zvezo.

Ko se temperatura dvigne, se tok v vezju oddajnika poveča in padec napetosti na uporu R6 se poveča. Posledično postane napetost med bazo in oddajnikom manj negativna, kar preprečuje nadaljnje povečevanje toka oddajnika. Tudi druga ojačevalna stopnja je sestavljena po shemi s skupnim oddajnikom na tranzistorju MP39B (T2).

Za zmanjšanje odvisnosti parametrov te kaskade od temperature uporablja kombinirano negativno povratno informacijo, ki jo določajo upori R8, R9 in R10. Napetost, ojačana s prvo stopnjo, se dovaja na vhod druge stopnje skozi ločilni kondenzator C2. Obremenitev tranzistorja T2 je upor R7.

Tretja ojačevalna stopnja je sestavljena na tranzistorju T3. Obremenitev kaskade je upor RI8. Komunikacija med drugo in tretjo stopnjo se izvaja s kondenzatorjem C3.

Izhodna stopnja ojačevalnika deluje v načinu razreda B v serijsko-vzporednem vezju. Glavna prednost ojačevalnikov tega razreda pred ojačevalniki, ki delujejo v razredu A, je visoka učinkovitost.

Pri načrtovanju običajnih nizkofrekvenčnih ojačevalnikov se radioamaterji soočajo z nalogo izdelave prehodnih in izhodnih transformatorjev. Majhne transformatorje z jedrom iz permaloje je precej težko izdelati. Poleg tega transformatorji zmanjšajo splošno učinkovitost in so v mnogih primerih vir nelinearnega popačenja.

V zadnjem času so se razvile izhodne stopnje brez transformatorjev - s kvazi komplementarno simetrijo, to je z uporabo tranzistorjev, ki imajo različne vrste prehodov in se med seboj dopolnjujejo za vzbujanje potisno-pullnega ojačevalnika.

Breztransformatorska kaskada je sestavljena na dveh močnih tranzistorjih T6, T7 z vzbujanjem iz para komplementarnih simetričnih tranzistorjev T4 in T5, ki delujeta v predterminalni ojačevalni kaskadi. Odvisno od polarnosti signala, ki se napaja iz kolektorja tranzistorja T3, se odklene en (T4), nato drugi (T5) tranzistor. Hkrati se odprejo tranzistorji T6, T7, povezani z njimi. Če ima ojačan signal na kolektorju tranzistorja T3 negativno polarnost, se tranzistorji T4, T6 odprejo, če ima signal pozitivno polarnost, se odpreta tranzistorja T5 in T7.

Konstantna komponenta kolektorskega toka, ki prehaja skozi termostabilizacijsko diodo D1 in upor R19, ustvarja pristranskost na bazah tranzistorjev T4, T5, ki delujejo kot fazni pretvorniki. Ta odmik odpravlja karakteristično popačenje, ki ga povzroča nelinearnost vhodnih značilnosti pri nizkih baznih tokovih.

Upori R22, R23 zmanjšajo vpliv širjenja parametrov tranzistorjev T4, T3 na način delovanja izhodne stopnje. Kondenzator C9 se ločuje.

Da bi zmanjšali nelinearno popačenje, so stopnje ojačevanja na tranzistorjih T3 - T7 pokrite z negativnimi povratnimi informacijami AC, katerih napetost se vzame iz izhoda končnega ojačevalnika in se napaja skozi verigo R17, C8, R16, R15 , C6, R14 na bazo tranzistorja T3. V tem primeru variabilni upor R17 zagotavlja nadzor tona v nizkofrekvenčnem območju, potenciometer R15 pa v območju višje frekvence.

Če nadzor tona ni potreben, potem podrobnosti R14 - R17. C6, C8 so izključeni iz sheme. Povratno vezje v tem primeru tvori upor R0 (na sliki 1 je to vezje prikazano s pikčasto črto).

Za normalno delovanje izhodne stopnje mora biti napetost v točki "a" (napetost mirovanja) enaka polovici napetosti vira napajanja. To dosežemo z ustrezno izbiro upora RI8. Stabilizacija napetosti v mirovanju je zagotovljena z enosmernim negativnim povratnim vezjem.

Kot je razvidno iz diagrama, je točka "a" na izhodu ojačevalnika povezana z osnovnim vezjem tranzistorja TK z uporabo upora R12. Prisotnost te povezave samodejno vzdržuje napetost v točki "a", ki je enaka polovici napetosti vira napajanja (v tem primeru enaka ba).

Za normalno delovanje ojačevalnika je potrebno tudi, da imajo tranzistorji T4, T5 in T6, T7 čim manj povratnega toka. Vrednost dobička (5 tranzistorjev T4-T7 naj bo v območju 40 - 60; poleg tega imajo lahko tranzistorji različne dobičke h. Potrebno je le, da je enakost h4 * hb \u003d h5 * h7.

Podrobnosti in namestitev

Ojačevalnik je nameščen na getinax ploščo debeline 1 - 1,5 mm. Dimenzije plošče so v veliki meri odvisne od uporabe ojačevalnika. Tranzistorji P213B so opremljeni z radiatorji s skupno hladilno površino najmanj 100 cm2, ki zagotavljajo dobro odvajanje toplote.

Ojačevalnik lahko napaja 12 V baterija, sestavljena iz celic tipa Saturn, ali iz baterij za svetilko. Ojačevalnik se napaja iz izmeničnega omrežja z uporabo usmernika, sestavljenega v premostitvenem vezju na štirih diodah D1-D4 s kapacitivnim filtrom skozi napetostni stabilizator (slika 2).

Kot je navedeno zgoraj, se med delovanjem ojačevalnika tok, ki ga porabi, spreminja v precej širokem razponu. Ostra nihanja toka bodo neizogibno povzročila spremembo velikosti napajalne napetosti, kar lahko povzroči neželene sklopke v ojačevalniku in popačenje signala. Za preprečevanje takšnih pojavov je zagotovljena stabilizacija popravljene napetosti.

Stabilizator vključuje tranzistorje T7, T2 in zener diodo D5. Ta stabilizator, ko se tok obremenitve spremeni od 5 do 400 mA, zagotavlja stabilno napetost 12 V, amplituda valovanja pa ne presega 5 mV. Stabilizacija napajalne napetosti nastane zaradi padca napetosti na tranzistorju T2.

Ta padec je odvisen od pristranskosti na dnu tranzistorja T2, ki pa je odvisen od vrednosti referenčne napetosti na uporu R2 in napetosti na obremenitvi (Rload).

Tranzistor T2 je nameščen na radiatorju. Usmernik je nameščen v škatli dimenzij 60X90X130 mm, ki je izdelana iz jeklene pločevine debeline 1 mm.

Napajalni transformator je izdelan na jedru Sh12, debelina kompleta je 25 mm. Navitje I (za 127 V) vsebuje 2650 zavojev žice PEL 0,15, navitje II (za 220 V) - 2190 zavojev PEL 0,12, navitje III - 420 zavojev PEL 0,55.

Prilagoditev

Ojačevalnik, sestavljen iz preverjenih delov in tranzistorjev, običajno začne delovati takoj. S priključitvijo vira napajanja (12 V) upori R3, R8, R12, R18 nastavijo priporočeni način. Nato se prek ločilnega kondenzatorja C3, ki je predhodno odklopljen od kolektorja tranzistorja T2, napetost dovaja na vhod ojačevalnika iz zvočnega generatorja (0,2 V, frekvenca 1000 Hz).

Povratna zanka v točki "b" mora biti prekinjena. Kontrolo valovne oblike izhodne napetosti opazujemo z osciloskopom, ki je vzporedno povezan z zvočnikom. Če opazite velike "korake" na stičiščih polovičnih valov, morate razjasniti vrednost upora R19.

Izbran je glede na minimalno popačenje, ki skoraj popolnoma izgine, ko je povratna zanka vklopljena. Vzpostavitev drugih kaskad se ne razlikuje po nobenih značilnostih. V primerih, ko je od ojačevalnika potrebna občutljivost približno 250 mV, lahko prvi dve stopnji na tranzistorjih T1, T2 izključimo iz vezja.