Германий превыше всего или вперёд в прошлое!

Данная тема будет содержать много интересной практической и теоретической информации. Главная же черта, это отсутствие кремния, только "тёплый" транзисторный германий. По сути мы будем создавать устройство, но и не только, так же сопутствующие измерительные приборы и всё, что потребуется. Нужно с головой окунуться в эпоху, когда германий вытеснял громоздкую и много потребляющую ламповую технику, когда он был на острие науки, последним писком моды, когда германий правил миром.

Естественно в нынешних реалиях не обойдётся без современных резисторов, конденсаторов, электролитических конденсаторов и других радиодеталей и конструкций, но это и хорошо. Главное полное и тотальное, жёсткое отсутствие кремния.

Делаться всё будет неспешно, может растянется даже на десятилетия или больше, но для хобби, это не большой минус, а даже огромный плюс. Так как пока нет практики, детали там например ищутся, или ещё какие заторы, можно осваивать теорию, заниматься макетированием или ещё чем-то полезным, тем более свободного времени на это хобби будет совсем мало, по крайней мере у меня.

Естественно все желающие могут присоединиться, но основной упор в данном направлении, это цифровая техника, так как с аналоговой проблем нет, да и мне, например, не очень и интересно. А вот цифровая техника, это "то что доктор прописал".




.

Так же буду здесь располагать всевозможные методики и советы, которые возможно в последствии пригодятся нам, или вообще могут быть полезны.



На выходе генератора при положительной полярности импульсов может возникнуть отрицательная постоянная составляющая, вплоть до равной им по амплитуде. См. рисунок ниже:


Простое устройство, представленное на рисунке ниже, позволяет устранить этот недостаток подачей внешнего положительного компенсирующего напряжения.


Величину Епит устанавливают такой, чтобы на выходе устройства отсутствовала постоянная составляющая см. рисунок ниже:











.

Первое, что нам необходимо, это источники напряжения, и измерительные приборы, для измерения тока, напряжения и сопротивления. Вот этим мы и займёмся в первую очередь, так как у нас на столе абсолютно пусто, нет никаких современных приборов, ничего, всё нужно создавать с нуля, представим, что мы где-то в середине прошлого века, да конечно будем периодически гонять в будущее за современными Китайскими конденсаторами, без этого никак, но это мелочи. Итак, нужно разобраться, что же это за экзотический зверь, германиевый полупроводниковый диод!


Полупроводниковые диоды.

Полупроводниковые диоды представляют собой кристаллы полупроводника, состоящие из двух областей: электронной и дырочной. Вентильные свойства такого кристалла определяются возникновением запорного слоя на границе раздела электронной и дырочной областей. Запорный слой называется также p-n переходом, т. е. переходной областью между кристаллами p-типа и n-типа. Диоды изготавливаются из кристаллов германия.

Существуют два типа диодов: точечные и плоскостные. Плоскостные диоды допускают значительно большие рабочие токи по сравнению с точечными.

Выпрямители - полупроводниковые диоды, в которых используется свойство p-n перехода хорошо пропускать электрический ток только в одном направлении. Один из вариантов конструкции точечного выпрямительного диода показан на рисунке ниже:


Типовая вольт-амперная характеристика кристаллического диода приведена на следующем рисунке, ниже:



Основные величины, характеризующие полупроводниковый диод: ток в прямом направлении при некотором напряжении на вентиле (обычно +1 В), обратное напряжение, при котором происходит пробой, т. е. нарушение электрической прочности вентиля, обратный ток при максимальном допустимом рабочем напряжении, которое выбрано меньшим пробивного, среднее значение выпрямленного тока.

Форма характеристик полупроводниковых диодов и их параметры в большой степени зависят от температуры, что является существенным недостатком этих приборов при использовании их в качестве выпрямителей.

Для того, чтобы уменьшить влияние температуры, мы будем использовать радиаторы для каждого диода, но об этом потом, сейчас же нужно сгонять в 1965 год и найти 4 диода, я это уже сделал, сдул пыль с тарантаса, типа "машина времени" завёл его и... И нашёл там четыре отличных диода типа Д302 от XII месяца 1965г. вот они красавцы:


Они пригодятся в последствии, при создании диодного моста для блока питания.

Параметры у этих диодов следующие.

Наибольшая амплитуда обратного напряжения, В, при температуре окружающей среды ^оС:
от -60 до +20 - 200 В
+50 - 120 В
+70 - 50 В

Среднее значение выпрямленного тока, А, при температуре окружающей среды ^оС:
от -60 до +20 - 1,0 А
+50 - 1,0 А
+70 - 0,8 А

Прямое падение напряжения, В, при наибольшем выпрямленном токе (среднее значение) и температуре окружающей среды ^оС:
от -60 до +20 - 0,55 В
от +20 до +70 - 0,25 В

Среднее значение обратного тока, мА, при наибольшем обратном напряжении и температуре окружающей среды ^оС:
от -60 до +20 - 1,0 мА
+50 - 2 мА
+70 - 5,0 мА

Параметры просто замечательные для постройки регулируемого БП на 0...12 В и ток до 1 А. Но потребуются и ещё источники питания с током до 300 мА, где можно будет применить диоды Д226 или Д7, а вот со стабилизацией, скорее всего, придётся поиграться, если не удастся найти германиевые стабилитроны, возможно придётся транзисторы использовать в качестве стабилитронов или конденсаторы, но это всё потом...


.

Итак, пора нам запустить нашу дур-машину и переместиться в прекрасную параллельную вселенную, где инопланетяни украли весь кремний

У нас нет стабилитронов, так как они кремниевые, были бы...

Но, они нам нужны. Поэтому, нужно транзисторы сделать стабилитронами!



В радиолюбительской практике, и не только, часто встречается необходимость стабилизировать напряжения до 8 В. Для этой цели, в параллельной вселенной, промышленностью выпускаются, выпускались, низковольтные стабилитроны КС133 - КС168, однако, они нам не доступны, ох уж эти анунаки с рептилоидами, сожрали весь кремний ))).

Между тем, для стабилизации небольших напряжений могут быть использованы эмиттерные переходы широко распространённых диффузионных германиевых транзисторов П401 - П403, П416А, П420 - П423 и др., включённые в обратном направлении.

Среди этих транзисторов есть экземпляры, пригодные для стабилизации напряжения менее 3 В. Промышленные стабилитроны широкого применения на такие напряжения отсутствуют, как и другие... "Ложки не существует" )))

Для определения параметров транзистора в таком включении необходимо испытательное устройство, то есть вольтметр и миллиамперметр, всё как с обычным стабилитроном, но в качестве него эмиттерный переход германиевого транзистора, включённый в обратном направлении! Хотя можно для удобства и собрать вот такую схему:


В результате испытаний, проведённых древними, а именно В. Стрюков из г. Ленинграда, в параллельной вселенной, над пятью экземплярами каждого вида транзисторов, были получены следующие результаты измерений, то есть вольт-амперные характеристики, которые мы можем увидеть из древних манускриптов, дошедших до наших времён:


Минимальное напряжение стабилизации эмиттерных переходов испытанных транзисторов находилось в пределах от 3 В для П422 до 5 В для П401.

Важно также отметить, что зона стабилизации у "транзисторов-стабиллитронов" начинается с токов 1 - 2  мА.

Максимальный ток стабилизации определяется рассеиваемой транзисторами мощностью и может быть бОльшим, чем показано на графиках. В некоторых древних устройства (например, в импульсных ограничителях) транзисторы были спытаны при токах 30 - 50 мА.

При измерении температурного коэффициента напряжения стабилизации (ТКН) транзисторов оказалось, что он практически одинаков для всех транзисторов и зависит от величины напряжения стабилизации U_ст. У транзисторов с U_ст равным 5...8 В, ТКН стабилизации положителен и находится в пределах соответственно 0,01 - 0,1 %/^оС. Транзисторы с U_ст в пределах 4...5 В имеют ТКН стабилизации, близкий к нулю, а при U_ст меньшем 4 В, ТКН стабилизации становится отрицательным и равным примерно 0,03 - 0.05 %/^оС. Эти параметры не хуже, параметров ТКН упомянутых стабилитронов из параллельной вселенной, имеющих ТКН в районе 0,045 %/^оС. Главное подобрать хороший экземпляр.

Относительным недостатком использования транзисторов в качестве стабилитронов является необходимость подбора их по требуемым параметрам. Однако это даёт возможность выбрать прибор (или как говорят зумеры гетжет, или как там хатжет, блин, у меня язык не может так извернуться, чтобы выговорить это матерное слово, короче xуй), наиболее полно отвечающий предъявленным требованиям. Кроме того, можно также использовать транзисторы, у которых коллекторный переход либо пробит, либо имеет слишком большой обратный ток.

Интересно как с этим у кремниевых транзисторов, нужно будет поизголяться над их тельцами, по-подавать на них напряжение...


Ну вот, теперь мы стали ещё ближе к созданию полноценного источника напряжения, для начала всевозможных экскрементов, тьфу, экспериментов над германиевыми триодами, ну или транзисторами, а в прочем, хорошо звучит - триод! Полупроводниковый триод! Так и будем их называть, как и называли их, давныым давнооо...


Какой красавчик, жаль пока только один...



Кстати, максимальная частота у этих транзисторов 160 МГц, то есть, по идее, обычно номинальную рабочую лучше выбирать в три раза меньше, то есть, как минимум выходит 50 МГц, неплохо, но это условие, про в три раза меньше обычно применяют для кремниевых, ну посмотрим... Поэкспериментируем...






.

В общим, дело было вечером, делать было нечего...

Решил я убедиться в этом всём, тем более есть один подопытный экземпляр. Взял я три резистора, спаял последовательно, чтобы получить 430 Ом, но из имеющихся получилось только 421 Ом (91 Ом, 150 Ом и 180 Ом) и хорошо, так как выкрутив на максимум, подстроечный резистор, получил ровно 13 мА, там если уж совсем совсем по-прижимать движок, то даже можно выжать 13,05 мА при этом резисторе и 12 В. Транзистор я смазал вазелином и всунул, не, нанёс термозмазку и установил на радиатор, на всякий случай, греется, немного - без радиатора, но в пределах нормы, но на практике лучше использовать с радиатором, даже обязательно, надёжность превыше всего! Хоть маленький, хоть какой, но с радиатором, так надёжнее. В общим ну и темнотище у меня тут, нужно же 12 В, а где их взять вот так вот по мановению волшебной палочки, о комп стоит справа и майнит в нём видюха, и крышка снята боковая для охлаждения, вот там мы сейчас и поживимся питанием, подрубил и процесс пошёл...

До подключения всё это выглядело так:


В общим комп работает, видюха майнит, а я забираю энергию из параллельной реальности для проверки германиевого транзистора в качестве стабилитрона - мы друг другу не мешаем и замечательно...

Выставил 1 мА, измерил напряжение..., выставил 2 мА измерил напряжение и т. д. И вот что получилось:


В Общим, всё так, как написано в древних манускриптах.

ОНО РАБОТАЕТ! Притом так как надо. При 15 мА, я думаю будет как раз 6 В у этого экземпляра транзистора, что на фотке, кстати, в предыдущем посте.

Я думаю если два последовательно установить, и ток в 30 мА по 15 на каждый, будет самое то, но это нужно будет ещё проверить, когда найду второй транзистор. Резистор думаю в 200 Ом и 2 Вт будет самое то, что надо, но посмотрим, до этого ещё далеко...

А сейчас мне хочется курочку жаренную и сериальчик "Зов крови"... Пойду зажарю трупик!



.

Глянул, что у нас с наличием П416Б, на всякий случай. Оказалось всё нормально, более 9000+ в наличии по цене 23 руб. от 4 шт. Это хорошо!

https://www.chipdip.ru/product0/8007165022

И скачал документик:


Скачать весь документ в формате pdf: Скачать



.