К вопросу о сравнении выходных каскадов.

[BesPav]

В этом профильном разделе форума обсуждается огромное количество различных конструкций усилителей мощности и телефонных усилителей, между тем вопросы оптимизации различных составляющих их блоков остаются в тени цельных конструкций. С учетом этого обстоятельства авторы и комментаторы иногда пользуются отсутствием подробностей об особенностях работы конкретных реализаций выходных каскадов, а также вольно или невольно вводят форумчан в заблуждение.
Для наведения ясности в этом вопросе и предназначена эта пополняемая тема.
Итак, какие же параметры требуются от выходного каскада? Ответ на этот вопрос позволит нам сформировать различные рейтинги и разработчики при формировании своих усилителей получат достаточно удобный инструмент анализа и библиотеку типовых решений.
1. Так как выходной каскад непосредственно работает на достаточно низкоомную нагрузку от него требуется иметь низкое выходное сопротивление, доли Ома. Пока опустим тот момент, что выходное сопротивление снижается также и за счет действия ООС, оставим его для дальнейших рассуждений.
2. Так как выходной каскад в подавляющем большинстве случаев охвачен обратной связью, то от него требуется иметь полосу работы бОльшую, нежели полоса работы этой ООС. Здесь есть важная оговорка и важное следствие. Оговорка – так как выходной каскад непосредственно связан с нагрузкой, а нагрузка в общем случае неизвестна, то полоса работы выходного каскада учитывается для наихудшего случая. Следствие – полоса работы ВК не должна использоваться в схеме коррекции условно устойчивого усилителя так как нагрузка в общем случае неизвестна.
3. Область безопасных режимов, т.е. возможности конкретной реализации ВК отдавать в нагрузку соответствующую сигналу мощность и рассеивать выделяющееся при этом тепло.
4. Высокое (или, в более общем случае управляемое) входное сопротивление и по возможности малую (или опять управляемую) емкость. Этот параметр напрямую определяет особенности сопряжения ВК с предыдущим узлом типового усилителя – усилителем напряжения, УНом.
Для начала достаточно, а по ходу дискуссии и необходимости дополним.
Приступим, как наглядно оценить комплексную величину выходного сопротивления? В симуляторе – достаточно просто, подключаем к выходу выходного каскада идеальный источник тока и измеряем величину напряжения на выходе ВК. Если полученное напряжение разделить на ток подключенного источника тока и включить линейный режим отображения, то получим график непосредственно в Омах.
Пример:


Следующее, как наглядно оценить комплексную величину полосы работы ВК? И снова, в симуляторе – несложно, подключим на вход нашего ВК источник напряжения с паразитными параметрами порядка типовых величин нагрузки ВК (для примера 1 МегОм и 22 пФ) и посмотрим, что же у него получится на выходе.
Пример:



По результатам подобных вычислений весьма наглядно отображаются различия в работе выходных каскадов, вот например:

Думаю всем любопытствующим будет очевидны преимущества ВК с графиком зеленого цвета перед ВК с графиком красного цвета.

Замечания и комментарии приветствуются, первое сообщение будет дополняться по мере развития дискуссии и если тема окажется интересной для сообщества.

Крупное продолжение вот здесь.

[deemon]

Давай на Е7-12 измерим)
Оно заточено как раз под смещение

А я могу на Е7-8 измерить , из того , что у меня есть ... кстати , мы ещё как-то в теме про Заратустру про это говорили . Суть в том , что измерение ёмкости перехода БК - похоже , самый удобный способ отличить китайскую подделку от нормального транзистора . Китайцы могут сделать корпус , похожий на оригинал , могут туда засунуть мелкий кристалл ... но вот чего они не могут , это сделать так , чтобы ёмкость мелкого кристалла была такая же , как у нормального - так что метод ИМХО вполне рабочий Всё , что нужно - это раздобыть заведомо годный экземпляр , измерить его ёмкость и потом уже с ним сравнивать все прочие . Ну или ориентироваться на ёмкости , указанные в даташите при том же напряжении смещения - обычно там дают значение при смещении 10 вольт . Притом у нормальных транзисторов разброс этого параметра как раз очень небольшой - практика это подтверждает . Я вот например таким методом нашёл одну подделку среди своих 2SA1943 - у него ёмкость КБ оказалась в 2 раза меньше , вместо 470 пФ оказалась примерно 240 ....

И кстати , для такой проверки можно сделать даже специальный карманный приборчик , который будет измерять ёмкости уже с нужным DC смещением на выходе , там схема совсем примитивная - надо будет попробовать в ближайшее время . Чем такой приборчик будет полезен - можно например в магазин с собой брать , чтобы не подсунули туфту

---------- Сообщение добавлено 19:14 ---------- Предыдущее сообщение было 19:02 ----------

А что касается измерения полевиков - так там , действительно , лучше измерять не ёмкость , а сопротивление открытого канала ... и тут возникает совершенно простая мысль - для этого можно использовать уже готовые приборы , то есть измерители ESR у электролитов . В самом деле , ведь ESR у нормальных электролитов - оно как раз бывает в том же диапазоне , что и сопротивление каналов полевиков - десятые или сотые доли ома . И если какой-то прибор меряет то , он запросто измерит и это Там всё , что нужно - это подать открывающее напряжение на затвор , а сток и исток - включить к ESR-метру вместо электролита , вот собственно и всё ...

[deemon]

Крона, воткнутая в одну дырку Сх обнакновенного прибора М890, Uxx=9,4B, в правильной полярности, и провод, воткнутый в другую дырку Сх- вот вам карманный Е7-8 для измерения мощных транзисторов прямо в сельпо.

При одном только маленьком условии - если у прибора (С-метра ) выход зашунтирован резистором . Потому что если выход прибора не шунтирован , а дальше там ёмкость - то напряжение Кроны просто не доберётся до перехода транзистора , и мы фактически будем измерять ёмкость без смещения ...

[Валет]

у нормальных транзисторов разброс этого параметра как раз очень небольшой - практика это подтверждает . Я вот например таким методом нашёл одну подделку среди своих 2SA1943 - у него ёмкость КБ оказалась в 2 раза меньше , вместо 470 пФ оказалась примерно 240 ....

Возникают вопросы. Почему вы уверены, что это подделка? Может, это нормальный транзистор другой партии, другой линии, другого изготовителя? Ведь для транзистора 2SA1943 в даташите указана только типовая величина этой емкости – 360пФ. А может, подделка тот, у которого 470пФ? Или оба подделки? Откуда такая уверенность?
Для транзистора 2Т819 по ТУ при типовом величине емкости коллекторного перехода 600пФ разброс составляет 360-1000пФ. У вас есть подобные данные для 2SA1943, чтобы так однозначно браковать?
Емкость КБ не тот параметр, по которому можно судить о транзисторе. Похожие емкости имеют много транзисторов.
С учетом этого ваше заявление кажется легковесным.

[Валет]

Дятел он и есть дятел.

Переход на обсуждение личности свидетельствует о недостатке интеллекта, неспособности понять, что невозможно таким способом замаскировать отсутствие аргументации для разговора по теме.

Sia2 и SergeL указали три условия стабильно повторяемой емкости перехода- площадь, концентрация примесей и градиент. Градиент отвечает за скорость и кратность убывания по мере увеличения обратного смещения.

Божий дар и яичница . Речь идет не о условиях стабильно повторяемой емкости перехода, а о технологическом разбросе этой емкости в производстве. Отрицать его наличие – клинический случай.

[Валет]

Когда диффузионная печка не работает как надо, когда станок эпитаксии не работает как надо- тогда и появляются такие чудовища с разбросом 360-1000 пф. Это и есть по существу, существее некуда.

Так какой же технологический разброс емкости КБ у 2SA1943?

Отрицать его наличие – клинический случай.

[Валет]

В даташите не оговорено- значит его нет.

[SemSem]

Валет, так хочется взглянуть на тебя хоть краем глаза....я серьёзно.....

[deemon]

Возникают вопросы. Почему вы уверены, что это подделка? Может, это нормальный транзистор другой партии, другой линии, другого изготовителя? Ведь для транзистора 2SA1943 в даташите указана только типовая величина этой емкости – 360пФ. А может, подделка тот, у которого 470пФ? Или оба подделки? Откуда такая уверенность?
Для транзистора 2Т819 по ТУ при типовом величине емкости коллекторного перехода 600пФ разброс составляет 360-1000пФ. У вас есть подобные данные для 2SA1943, чтобы так однозначно браковать?
Емкость КБ не тот параметр, по которому можно судить о транзисторе. Похожие емкости имеют много транзисторов.
С учетом этого ваше заявление кажется легковесным.

Так это я измерял при смещении 5 вольт , потому и получилось больше . А при смещении 10 вольт - как раз получается 360-370 пик , как и должно быть по даташиту . Сейчас специально включил Е7-8 и проверил , всё так и есть . Кстати что интересно - у комплементарного 2SC5200 при прочих близких параметрах ёмкость значительно меньше . Заявлено 200 пик при смещении 10 вольт , при смещении 5 вольт - примерно 240-250 пик , то же получилось и у меня ( и кстати фальшивых не обнаружилось , эти транзисторы я давно покупал , остался ещё некоторый запас ) ... а вот откуда такая разница у транзисторов разной проводимости , я не знаю - наверно , какие-то технологические нюансы

[variator]

У p-n-p параметр hfe больше чем у "парных" n-p-n. Так же вопрос, с чем связано?

[Валет]

фальшивых не обнаружилось , эти транзисторы я давно покупал , остался ещё некоторый запас

Это вы определили по емкости КБ? А «фальшивый» когда покупали?

Для транзистора 2Т819 по ТУ при типовом величине емкости коллекторного перехода 600пФ разброс составляет 360-1000пФ. У вас есть подобные данные для 2SA1943, чтобы так однозначно браковать?

Если таких данных у вас нет, то нет никаких оснований распространять ваши измерения, сколько бы их ни было, на все транзисторы этого типа, изготовленные на разных заводах в разное время, в т.ч. на забракованный вами транзистор. И наоборот, если транзистор имеет емкость, укладывающуюся в ваше понятие о норме, это не гарантирует его подлинности.

Емкость КБ не тот параметр, по которому можно судить о подлинности транзисторе. Похожие емкости имеют много транзисторов.

Все ИМХО.

[variator]

Валет, вот пример, сразу, выше пост

Берём пару ..., ну или ...,видим что отличия в hfe микроскопические.

Есть качественные транзисторы, ну или были. КТ уже нет и не нужны они никому. И вспоминать их "параметры" нам не интересно. Нету сейчас таких разбросов, просто нет. Мы выбираем пары для усилителей с минимальным разбросом ("бета"). Если нет в ДШ разброса на емкость, Вы допускаете мысль, что ее и вправду нет, или она столь незначительна? Вам уже это так и сказали.

Есть тема на форуме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=9406, Вы должны были ее читать. Есть проблема, есть подделки. И если измерение емкости позволяет сделать отбраковку, мы будем этим методом пользоваться. Так же как и взвешиванием и разрушением, рентген, увы, не у всех.

vladimir sim, спасибо, буду знать что такие есть. В деревне, понимаешь, живу. Чо подобрал, то и померял.

[BesPav]

рентген, увы, не у всех.

В стоматологии, если хорошо попросить, делают недорого.

[ИГВИН]

откуда такая разница у транзисторов разной проводимости , я не знаю - наверно , какие-то технологические нюансы

К примеру, р-канальные вертикальные и горизонтальные MOSFET-ты имеют бОльшую площадь кристалла, чем комплиментарные им n-канальные.
Это влечет за собой а) бОльшую емкость затвор-канал, б) более низкое тепловое сопротивление кристалл-кейс.
О биполярах в точности этого сказать не могу, но возможен тот же механизм.

[Валет]

Есть качественные транзисторы, ну или были. КТ уже нет и не нужны они никому. И вспоминать их "параметры" нам не интересно. Нету сейчас таких разбросов, просто нет.

В технике (и везде) ничего не возможно изготовить с абсолютной точностью. А раз так, то все величины имеют погрешность. Если она не указана, не означает, что ее нет.
Для транзисторов может не указываться погрешность (разброс) некоторых параметров, не имеющих существенного значения в типовом применении, но это не означает, что ее нет. Это относится в частности к емкостям переходов.
В то же время эти емкости (те же P-N переходы) , важные для типового применения приборов, нормируются жестко. Например, для варикапов 2В103 и КВ103 после разбраковки гарантируются емкости по ТУ (при Uобр=4В) для группы А - 18…32пФ, для группы Б – 28…48пФ. Без разбраковки было бы 18…48пФ. Это при том, что технология их производства имеет особенности, учитывающие их основное применение. То же и для импортных варикапов (см., например, BB133 https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=...3D0%26nosw%3D1 )
Отрицать наличие разброса емкости переходов транзисторов – это клиника.

[Валет]

для импортных варикапов (см., например, BB133 https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=...3D0%26nosw%3D1 )

Обратите внимание: варикапы имеют полуторакратный разброс по коэффициенту перекрытия по емкости. Это означает, что емкость варикапа имеет разброс по крутизне вольт-фарадной характеристики. Но применительно к емкостям переходов транзисторов этот параметр даже не упоминается. Но не потому что транзисторы не различаются по этому параметру, а потому что типовому применению транзисторов он до фонаря. Хотя в принципе емкость К-Б и может использоваться как варикап, транзисторы так никто не применяет.

[Serge_L]

Offтопик:
Валет, А сколько Вам лет?
Без всякой подковырки вопрос.
Просто мир сильно поменялся даже для меня (мой возраст в профиле).
Да, и если можно, имя-отчество.
Я подозреваю, что Вам хорошо за 70.
Обращаясь к оппоненту, мне приятнее всегда называть его по имени (отчеству), чем по кличке-никнейму.

[Dinosaurus]

О биполярах в точности этого сказать не могу, но возможен тот же механизм

Разная геометрия (топология) легирования кристаллов разных типов.

[Serge_L]

Нет. Вернее: не совсем так.
Если я не путаю, то в комплементарных парах, чтобы создать близкие по параметрам пары, сами кристаллы имеют разные размеры определяющих областей, разную степень легирования, что и приводит к другим значениям емкости.

[Валет]

Offтопик:

Валет, А сколько Вам лет?
Без всякой подковырки вопрос.
Просто мир сильно поменялся даже для меня (мой возраст в профиле).
Да, и если можно, имя-отчество.
Я подозреваю, что Вам хорошо за 70.
Обращаясь к оппоненту, мне приятнее всегда называть его по имени (отчеству), чем по кличке-никнейму.

Serge_L, да, мир сильно изменился и меняется сейчас. Я хорошо помню время, когда даже радиоприемники (чаще немецкие трофейные) были роскошью, и они были далеко не в каждой семье, в основном черные «тарелки». Но основы физики, математики, которыми мы оперируем, остались прежними.
Я привык к своему нику, но не обижаюсь, когда меня называют по имени (отчеству).
Когда я читаю форум, я обращаю внимание не на автора, а только на содержание постов, если отвечаю, то его нику. Хотя некоторые форумчане мне примелькались.
Я не помню чтобы мы здесь общались, но на будущее, если хотите, чтобы я обращался к вам по имени, указывайте, плз, его в своих постах.

---------- Сообщение добавлено 23:06 ---------- Предыдущее сообщение было 19:52 ----------

Offтопик:
Сергей, извините, только сейчас сообразил, что ваш ник и есть ваше имя

[Serge_L]

Валет, Вы меня не поняли)))
Ваше имя-отчество хочу узнать!
Мне неудобно обращаться к человеку много старше меня по нику