Võimendi transistoride lineaarsus

[radiotehnika35]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

To Svago:see skeem on üks paljudest, mis nende eelistatud radiotehnika35 lõputransistoridega netis ringleb. Tänud analüüsi eest, kuid lõputransside eelistust see ei ava. Muutsid postitust, et transside siseelu avada, kuid lõppsõna jätaks radiotehnika35l-e. Ootan huviga.

Tööpinge on viimastel aegadel olnud üks kõige tugevam argument, ka reaalne lubatud hajuvõimsus.
Reaalse all pean silmas seda mida PRAKTIKAS lubatakse, mitte teoreetilist, SOA graafikus näpuga järje ajamist
Näiteks võib hea jahutusega (reaalselt õigustava ja praktikas läbiproovitud) niisugusest transipaarist võtta 250W koormusele - 4 paariga kW ja transid maha ei sure brutaalsepoolses PA kasutuses. 2SA/2SC seda ei võimalda. 5 paari miinimum ja seda ka väga-väga piiripeale ajades. Mina ei julgeks iseehitusprojektis nendega nii piire kombata.
Eks kommertsis muidugi saab ja tehakse ka aga kommerts ja iseehitamine on eri asjad.

Ma rohkem eksperimentaator viimastel aastatel olnud.

Lubatud tööpinge on olulisim argument. Ei ole vast 2-3 aastat neid 30-40V siinipingega võime näppinud, ei viitsi ja need ei ole põnevad
MJL paarid lubavad kasutada G ja H klassides näiteks +-200V toitepinget siinidel. Netist isegi hästi otsides leidub infot ja üks näide on 4 astmega, 50,100, 150, 200V kahepolaarne toide - üpris suur mürakas, talaerilaua kappi ei sobi, liiga raske

Eksperimendiliselt pigem huvitab mul selle skeemi alusel mahutada see 1U serverikesta aga toitekaga läheb veel mõni kuu aretamist ilmselt ja siiski vaja kummagile kanalile oma plokk, muidu ära ei mahu kuidagimoodi.
Toiteosa ka pigem mul viimastel aastatel suuremat huvi pakkunud kui võimud ise. Uued SiC asjad võimadavad ka põlvepeal eksperimenteerijatel asju huvitavamaks teha paari suurusjärgu võrra.

Et siis puhtalt võimsusest ajendatud eelistused, ei midagi muud.
Pisimärkus siiski on - originaal 2SA/2SC on ebakindel leida. Nad on ilmselgelt ühed populaarsemad võimsustransistorid ja nende tegijaid, feikijaid ja fuckijaid on liiga palju
100W ümber on nad igati OK tükid, isegi suvalised, neid mida saab u. 1-1,5€/tk saab kasutada, paari kuu eest ühe bassika võimu tegin tuttava jaoks ka nendega (just piiratud eelarvest), ega nad pahad ei ole aga eksperimenteerides tahaks põnevust ja (heasmõttes) üllatusi

Alljärgneval pildil mainitud bassivõimuks läinud makettversioon koos toiteplokiga.
Makett alles ja täitsa töötab, selles just ka kasutuses 2SA/2SC transid, panin sinna vahele 2 sama tüüpi transipaari - ülemised näevad visuaalselt käkimad välja, neil aga on kestal kiri "JAPAN", keskel olevad näevad viisakad välja visuaalselt, kirjad on kestal ka kvaliteetsemad-täpsemad, kesta soojusjuhtplaat tagaküljel on matt nagu ta nüüdselajal parematel transsidel (vähemalt need mis Mouserist ja Digikey-st saab) kipub olema.
Alumised on FJL4215/FJL4315 mis on Fairchildi analoog 2SA1943/2SC5200 transile ja ka neid on saanud kasutada (need tunduvadki kõige usaldusväärsemad kõhutunde alusel)
Fairchildi omi saab hulgim ostes alla 2€ tk Mouserist. Neil nii TO264 sarnane (oli vist 21-1 vms. imelik, ta veidi erinev kui traditsiooniline TO264) kui ka TO3P kest ja lahjem mudel veel ka TO220 kestas.
Pildil oleval katsemaketil on need "JAPAN" kirjaga ja ka läksid need huvilisele bassivõimu, neid mul kõige rohkem ka. Kasutusse läinud bassivõimus oli 2 paari, katsemaketil 1 paar
Kasutusse läinud võimu toide +-52V ja maketil, pildilolev toitemooduli makettversioon +-58V. Muidugi on toide maketile väga kurjast, üle 55V 2 paariga 4 oomi puhul mina ei kasutaks.

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Pildil oleval katsemaketil on need "JAPAN" kirjaga ja ka läksid need huvilisele bassivõimu, neid mul kõige rohkem ka. Kasutusse läinud bassivõimus oli 2 paari, katsemaketil 1 paar.
Kasutusse läinud võimu toide +-52V ja maketil, pildilolev toitemooduli makettversioon +-58V.

Saan siis aru, et katsemaketil oli 1 paar, toide ±58V ja koormus 4Ω?
Siis on küll kõvad transid, eriti kui andmelehel on antud võimsus ja SOA 25°C juures
(Tavaliselt on transid tööolukorras ikka kuumemad kui 25°C ja lubatud parameetrid palju väiksemad).

p.s. mul läks täna üks 1,3W-ne stabilitron ZPY20 - max vool 55mA, 1mA voolul katsetades ca 2min läbi. Teised 4tk. töötavad õnneks edasi. Tegemist oli 0..100V transi lekkevoolu kontrolli abinõuga. Eelmine oli 100…1200V, mida kasutasin elektronsüüte detailide kontrolliks.

[radiotehnika35]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Ei, ei nii hull (või rõõmustav) see asi ikka ilmselt ei ole.
Sellel pildiloleval ei ole jahutust näha kuid see on ainult u. 100mm pikk, 40mm lai ja 5mm paks alumiiniumlati jupp. Sellega sureks transid ilmselt üsna kiiresti kui aktiivselt ja valjult kasutada seda võimu üritaks.

Tavaliselt olen neid asju nii ehitanud, et kõige esimesena kui mingi uus projekt mida edaspidi plaan (või inimeste huvi) teha mitu tükki, alguses teen ühe katsetamiseks. Vahel olnud, et peale seda tuleb üks või mitu, siis laian, et midagi annab muuta vms, siis sellesama katsemaketiga siis katsetan muudatusi. Kui olulisemalt plaan muuta siis tuleb sellest omakorda uus katsemakett ja vana jääb niisuguseks nagu viimati oli - üldiselt on igast asjast mis 10+ aasta jooksul tehtud, mingi algversioon olemas ja alles, ühtki ma ei lammuta osade saamiseks. Ei raatsi lammutada kuna ei viitsi katsemakette ka ülepee teha - suured takistid ja asjad saavad oma viigud niipalju ühesugused ja ühepikkused kui see võimalik, üldse lohakas töö nagu kommertsis, mulle visuaalselt ei meeldi ja seejuures muidugi võib siin vaidlema jääda aga ei jaga ega hakka ka kunagi seda jagama, et oma tegemine on lohakas. Meenuvad siin ca. 10a tagused vaidlused kui leiti, et kiirelt, ülejala kokku ja isegi imeläbi töötav kärakas ongi hea. Kellele hea, kellele mitte. Kellele lohakas töö meeldib - andku minna, kellele ei meeldi - neilgi õigus oma eelistustele ja ma ei leia, et selleüle peaks kellelgi olema õigust kohut mõista

Ei mäleta mitu aastat ühtki isikliku tekkelist mahapõlenud jõutranssi, ei raatsi töötavate juppidega ka eksperimenteerida, et kui kiirelt näiteks see moodul oma 1 paari lõpptranssidega vastu taevast lendaks +-58V toitel , ilmselt mõne minutiga.
+-58V ehk kasutaks 3 paari transse ja 4 oomi tundub küsitav kui on tagasihoidlik jahutus ja võim saab vatti keskmisest rohkem.
+-52V versioonil oli 2 paari transse ja bassikas ise 8oomine mingi auto lohv. Varsti saab aasta kui see võim sai tehtud. Ilmselt elab praegugi.
Üldiselt näinud, et kommertsis kipuvad SMPS toitega võimudel just toited maha surema. Kaitsed on kas olematud või viletsad. Mõned on tehasest tulles, tühikäigul ilma signaalita nagu ahjud . Paari niisugust PA võimu saanud ka näperdada ja ilma uut sisu ehitamata ei ole midagi asja saanud - mõttetu ajaraisk odavaid hiina "PA" võime modida.

Leidsin väheke teemakohasemat asja kah:
http://forum.cxem.net/index.php?/topic/94849-%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D1%8B%D0%B5-%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D1%82%D 0%B0%D0%BB%D0%B8-%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE-%D0%B4%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%B9-%D0%BD%D0%B0-%D0%BA%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B%D0%B5-%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%B2%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D1%81%D 1%8C/&page=17

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Nende (võlts?) juppidega on jah probleeme. Esimene kurvem kogemus oli mul akulaadijate 25 ja 35A sildadega ja ikka rohkem kui 5-ga. Ka üks 10A sild laskis võrgukaitse läbi, kui olin mõõtmisel ca 5X sisse-välja lülitanud 2X LM1875 baasil tehtud võimendit. Lüüdid olid vaid 2200µF ja vene 5A dioodid töötavad rõõmsalt siiamaani. Arvan, et ka vene 2A kestaksid.

Nüüd siis jälle üks 20V stabilitron muutus paari minutiga 6V-ks ja seda 1mA voolul! Tegin kunagi nende läbiläinud sildade tervete dioodidega loomkatseid – ei kannatanud seda voolu, mis paberil. Ja akulaadijad olid kaitstud topelt sulavkaitsmetega, mis olid kuni 8A, radikas oli ka OK. Päris uutega pole proovinud.

Remontisin 90-ndatel ka lääne autode igasuguseid Boschi kommutaatoreid. Mõni klient tahtis rikke korral kommutaatorisse ainult originaal lääne transistore. Eks nende hinnad oli tollal päris soolased. Kurb tõsiasi oli see, et nii mõnigi vajas hiljem garantiiremonti. Teistkordsel remondil paigaldasin alati 2T variandi. Mõni klient ei tea seda siiani, kuid rohkem ei lagunenud ka Samas tean, et lääne autode elektroonikal on samad standardid kui nende sõjaväe elektroonikal. Ka jupid on samad. Ka soomlastega on mul sarnaseid kogemusi, need kardavad isegi vene takisteid

Sama lugu oli ühtede USA 70cm aktiivsete antennijaguritega. Paari kuuga ei töötanud ühel kliendil neist mitte ükski. Tellisime uued kivid, kus oli sees kokku 3 ÜKS transistori. Ka need ütlesid sügisel esimese äikesega üles. Siis lahendasin probleemi ühe ainsa vene 2T ÜKS transiga. Klient oli väga rahul – niii minu kui temapoolsel mõõtmisel oli võimendus suurem ja mürad palju väiksemad. Rohkem probleeme nendega ei olnud.

Sain mõõtmiseks ka paar transsi kirjaga Japan. Metallosa on samuti matt, nagu minu omadel. Esialgsel mõõtmisel on ka päris sarnased

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Viga on vist ISO standardites. Osa parameetreid kontrollitakse 100% komponentidel ja ülejäänud teatud väiksemal hulgal. Kui see väiksem kogus on OK, siis näidatakse kõigile rohelist tuld.
Militaarsetel kontrollitakse alates pooljuhi kristallvõre defektidest kuni tuumaplahvatusel tekkiva emj ja radiatsioonini välja ja seda kõikidel komponetidel. Lisaks on ka kõrgema töötemperatuuri nõuded. Eks palju sõltu ka sellest, kas militaartoodangu arengusse kuulub 2% või 60% SKP-st.

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Huvitav on see, et näidatakse häid graafikuid sõltuvusest: vooluvõimendus/kollektori vool.
Kollektoripingest näidatakse vooluvõimenduse sõltuvust kas ühes või kahes punktis. Võiksid olla ka nende tempeartuursõltuvuse graafikud. Kui mõõta kõiki parameetreid, arvestades terves võimendi tööpiirkonnas, siis asi enam nii roosiline polegi.

Voolugeneraatorite arvutamisest:

http://samlib.ru/b/burykin_w_i/generatortoka.shtml

8. ja 9. Puhul kasutasin algselt näiteks (TD)A2030

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Transistoride vooluvõimenduse mõõtmine.

Tüüpiline transistoride vooluvõimenduse mõõtmine toimub (tester, enamlevinud transimõõtjad) toimub põhimõttel, kus antakse ette Ib (baasi vool) ja mõõdetakse Ik (kollektori voolu). Ik/Ib annabki sellisel juhul vooluvõimenduse.
Antud variant on ka lihtne, kuna voolu suurenedes suureneb ka sama palju vooluvõimendus. Näiteks Ib=1mA, siis Ik=100mA on vooluvõimendus 100 ja Ik=200mA on vooluvõimendus 200.
Näiteks koosneb mõõteskeem toiteallikast (9V patarei) ja baasitakistist 8,3kΩ. Mõõdame Ik.
Eeldusel, et Ube=0,7V saame Ib=(9-0,70/8300=1mA.

Kuid tegelikult on transistoride sisendkarakteristikud (Ib sõltuvus Ube-st) erinevad ja antud mõõteskeemi puhul seda ei arvestata.
Näiteks suur Ube=50mV erinevus ei muuda antud juhul oluliselt mõõtetulemust (8,3kΩ takisti kasutamisel Ib).
Ib=(9-0,65)/8300= 1,006mA.

Kui tahame, et diffaste oleks tasakaalus, lõppvõimendi balansis, võimendil min moonutused, siis peame arvestama ka sisendkarakteristikutega ja mõõtma teistpidi. Anname ette hoopis erinevate transistoride mõõtmisel võrdse Ik ja mõõdame Ube ja Ib. Kui Ube ja Ik on kahel erineval transistoril võrdsed, siis saame rääkida alles, et Ik/Ib on tegelik vooluvõimendus. Ja kuna transistori sisendkarakteristik (Ib sõltuvus Ube) on eksponentsiaalne, siis väike Ube erinevus põhjustab suure Ib erinevuse. Nende kahe vaiandi mõõtetulemused erinevad väga palju.
Muidugi muudab transistoride karakteristikuid ka kristalli temperatuuri muutumine mõõtmisel või kasutamisel. Seepärast peab mõõteaeg olema sama ja ideaalne oleks ka karakteristikute sarnasus laiemas temperatuuride vahemikus. On veel tegureid, mis mõjutavad mõõtetulemusi, kuid ei hakka nendel pikemalt peatuma, näiteks erinev vooluvõimenduse suurenemine või vähenemine temperatuuri või Ik muutudes.

Antud Ube võrdsus pole oluline mitte ainult diffastmete puhul, vaid ka näiteks võimendi vooluvõimenduse osas. Kui kasutame esimest mõõtevarianti, siis on erinevate Ube tõttu tegelikud vooluvõimendused valed ja võimendi lõpp pole balansis. Kui tekitame valest mõõdetud transistoride avamiseks nihkepinge, siis erinevate transistorite Ik on erinev ja 0 läheb paigast ära. Emittertakistid püüavad seda parandada, kuid neil olev pingelang e. vastusidestus on erinev.

Suurem Ube erinevus on ka eri juhtivusega transistoridel. Võimendite vooluvõimenduse osas annab antud erinevust vähendada skeemitehniliselt. Ühte õlga ei panda mitut sama tüüpi transistori, vaid kombineeritakse neid näiteks erineva juhtivusega võrdsel arvul transistoridega.
Diffastmete puhu tasub kasutada samas korpuses olevaid diffpaare või häda parast võrdse Ube järgi vooluvõimendusega paari valituid kokku ühendades, et oleks tagatud sama korpuse temperatuur. See tagab ka Ube-de sarnasuse temperatuuri muutumisel.
Antud reeglite jälgimine võimendite ehitamisel tagab väiksemad moonutused just väikesel võimsusel (võimsamatel võimenditel on tavaliselt hästi väikesel võimsusel suurem moonutus) ja ka kõrgematel sagedustel, kus nende amplituud on väiksem võrreldes kesksagedustega.
Selline on minu kogemus vähemalt 100 erineva võimendi ehitamisel.

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Eks neid vooluvõimenduse mõõtmise meetodeid ole teisigi. Tööstuses kasutatakse näiteks impulssmeetodit, kus transistori kristalli temperatuur muutub mõõtmisel vähem.
Päris tihti, seoses äriga, näidatakse vooluvõimenduse graafikuid kõige soodsamas režiimis. Huvitaks ju ka muud sõltuvused peale ühe konkreetse Uke, erinevatel temperatuuridel, sagedustel jne.
Hea pnp/npn paari leidmiseks tuleb alustada nende sisendkarakteristikute võrdlemisest.

Kui diffastme Ube on erinev, siis saab kasutada võimendi balansseerimiseks ka emitteri ahelas olevaid takisteid või andes balansseerimispinge tagasiside transistori baasile. Esimesel juhul on teatud puudused, kuid selle ulatus sõltub diffastme režiimist. Teine variant meeldib mulle rohkem, kus kasutatakse 2 takistit, kus üks on + ja teine – toitesse ühendatud. Takistite vahel on potentsiomeeter, mille liugurilt läheb maha lüüt. Lüüdilt läheb näiteks 1MΩ takisti tagasiside transistori baasile. Antud lülitus muudab võimendust, kuna 1MΩ takisti on vahelduvvoolu suhtes maandatud. Lisaks vähendab see lüüt toitehäireid. Võimenduse muutuse ulatud sõltub tagasiside takistite väärtustest.

Võimendi enda tagasiside kondekas, mis läheb tagasiside transitori baasilt läbi takisti maha, peab olema väikese lekkevooluga. Vastasel juhul tekib pingejagur ja balansseerimine halveneb veelgi.

[Svago]

Vs: Võimendi transistoride lineaarsus

Transistoride paari valimisest:

http://musicfromouterspace.com/analogsynth_new/TRANSISTORMATCHER/TRANSISTORMATCHER.html

In a differential amplifier in which the two transistors arc matched and carry the same quiescent current the second harmonic distortion generated by the emitter-base diode is exactly cancelled. When unequal currents are taken by the two transistors the cancellation is much reduced.

When analysing the DC circuit, we ignore the AC signal (actually, we set it to zero) and assume VBE to be constant at 0.7V. If we want to be more precise, we can compute the actual VBE value consistent with the actual Ib. This will set the quiescent point of the amplifier (the DC values which the AC signals fluctuates around).

Transistors, in theory only, are fully closed for any Ube < 0.7V and are fully open for any Ube > = 0.7V. In some transistors, this idealised Ube can be 0.6V or 0.65V.
Tegelikult on see erinevus veelgi suurem, eriti erineva juhtivuse korral.
Komplementaarsusest saab rääkida vaid jutumärkides – see on vaid kaubanduslik nimetus.

With these Ic values, find that
VBE=0.691V
Now, double the collector current and find that
VBE=0.708V
Increasing the collector current 100% only increased the base-emitter voltage 2.45%.
Ehk vastupidi - Ube muutudes 2,45%, muutub Ik 100%.