Как правильно подобрать парные транзисторы для УНЧ
Электронщики, которые занимаются сборкой и ремонтом звуковой техники знают, что для получения высокого качества усиления звука в УНЧ (усилителях низкой частоты) необходимо использовать парные транзисторы, имеющие практически одинаковые характеристики. Даже относительно небольшой разброс в параметрах между такими парными компонентами может отрицательно влиять на качество выходного звука усилителя низкой частоты (УНЧ).
Пример схемы УНЧ с парными транзисторами:
Проблемной особенностью парных транзисторов является то, что они имеют разную проводимость (одни транзисторы n-p-n проводимости, а другие p-n-p). Различия в проводимости ведет к тому, что чтобы добиться максимальной одинаковости в параметрах парных транзисторов нужно не только эту проблему решать на стадии технологического изготовления, а еще имея уже готовые транзисторы специальным образом делать подбор пар, с наиболее похожими характеристиками.
Нередко бывают случаи, когда человек приобретает парные транзисторы нужного типа, берет свой недорогой Китайский тестер, и начинает измерять имеющейся коэффициент усиления каждого из этих компонентов, видя при этом некоторую разницу в полученных результатах. И это может быть даже в том случае, когда в магазине ему говорили, что покупаемые транзисторы имеют максимальную схожесть параметров. Почему же так происходит? Дело в том, что даже имея в наличии практически идентичные парные компоненты, ошибочные данные можно получить при своих неправильных измерениях.
Перечень причин получения ошибочных данных при измерении парных транзисторов:
- Измерение недорогими Китайскими приборами не могут обеспечить вас точными данными. На то они и дешевые!
- Для получения максимально точных данных обязательно нужно делать измерения сразу двух парных транзисторов с помощью двухканального измерительного прибора. При измерении компоненты должны находящихся в одинаковых условиях (температурных, электрических и т.д.).
- Обязательно нужно учитывать температуру компонента в момент измерения его параметров, учитывая тот факт, что одни данные мы получим при комнатной температуре, и совсем другие при рабочей температуре, скажем так при 70°C.
- Еще имеет значение одинаковость нагрева самого кристалла транзистора. То есть, одно дело, когда мы включили питание и сразу же начали процесс измерения, а другое дело, когда мы постепенно и равномерно прогреваем тестируемые компоненты, сделав температуру на кристаллах одинаковой.
- В datasheet на подобные транзисторы указываются разные коэффициенты усиления при разных коллекторных токах. На что новичок не всегда обращает свое внимание, и пытается видеть лишь максимальное значение.
Для примера давайте возьмем транзисторы со схемы, приведенной выше. Это пара 2SA1943 и 2SC5200. Если посмотреть в datasheet каждого из этих транзисторов, то мы увидим следующее. Коэффициент усиления по току (hFE) при напряжении 5 вольт между коллектором и эмиттером, но разном коллекторном токе будет разный. При токе в 1 ампер hFE указывается минимальный 55, а максимальный 160. При токе (коллекторном) в 7 ампер минимальный hFE уже равен 35, а типичный 60. И новички этого могут даже не учитывать при своих домашних измерения.
Давайте рассмотрим пример правильного проведения подобных измерений парных транзисторов.
1) Проводится включения измерительной оснастки
2) Устанавливается рабочая температура на терморегуляторе
3) На термоплиту устанавливаются измеряемые транзисторы
4) Фиксируются термоизолирующей прокладкой
5) После достижения установленной температуры испытуемые изделия выдерживаются 30 минут
6) Проводится измерение двухканальным источником-измерителем с щупами кельвина
7) Измеренные изделия размещают согласно коэффициенту усиления в специализированных ячейках
Стоит учитывать, что коэффициент усиления транзистора имеет зависимость от температуры p-n перехода и тока в цепи коллектора. В ходе практического анализа работы силовых ключей в усилительных системах с пассивным охлаждением было выявлено среднее значение температуры p-n перехода транзисторов. Проведенный анализ показал, что оптимальное значение температуры для измерения коэффициента усиления составляет 70 °C.
В итоге получаем, что новичок, купивший парные транзисторы для своего УНЧ сначала должен внимательно и подробно ознакомиться с нормативно технической документацией производителя. После этого уже провести измерения с вышеописанными режимами, что позволит получить более реалистичные характеристики данных электронных компонентов. Учтите, что при измерении обязательно необходимо иметь тепловой балласт, иначе p-n переход быстро перегревается (в течении 0,2-0,6 с) от проходящего тока и коэффициент усиления тоже меняется.