Схема унч на германієвих транзисторах. Кращі принципові схеми унч на германієвих транзисторах
Микола Трошин
Простий германієвий підсилювач потужності.
Останнім часом помітно зросла інтерес до підсилювачів потужності на германієвих транзисторах. Є думка, що звучання таких підсилювачів м'якше, нагадує «ламповий звук».
Пропоную вашій увазі дві прості схеми підсилювачів потужності НЧ на германієвих транзисторах, які я випробував деякий час тому.
Тут використано більш сучасні схемні рішення, ніж ті, які використовувалися у 70-ті роки, коли «німецький» був у ході. Це дозволило отримати пристойну потужність при високій якості звучання.
Схема малюнку нижче, є переробленим під «германій» варіантом підсилювача НЧ з моєї статті у журналі Радіо №8 за 1989г (стор. 51-55).
Вихідна потужність цього підсилювача 30 Вт при опорі навантаження акустичних систем 4 Ома і приблизно 18 Вт при опорі навантаження 8 Ом.
Напруга живлення підсилювача (U піт) двополярна ±25 В;
Декілька слів про деталі:
При складанні підсилювача, як конденсатори постійної ємності (крім електролітичних), бажано застосовувати слюдяні конденсатори. Наприклад типу КСВ, такі як нижче на малюнку.
Транзистори МП40А можна замінити транзистори МП21, МП25, МП26. Транзистори ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В;
Вихідні транзистори ГТ806 можна ставити будь-яких літерних індексів. Застосовувати більш низькочастотні транзистори типу П210, П216, П217 у цій схемі не рекомендую, оскільки на частотах вище 10кГц вони тут працюють погано (помітні спотворення), мабуть, через нестачу посилення струму на високій частоті.
Площа радіаторів на вихідні транзистори має бути не менше 200 см2, на передконечні транзистори не менше 10 см2.
На транзистори типу ГТ402 радіатори зручно робити з мідної (латунної) або алюмінієвої пластини товщиною 0,5 мм, розміром 44х26.5 мм.
Пластина розрізається по лініях, потім цій заготовці надають форму трубки, використовуючи для цієї мети будь-яку циліндричну оправку (наприклад свердло).
Після цього заготовку (1) щільно надягають на корпус транзистора (2) і притискають пружним кільцем (3), попередньо відігнувши бічні кріпильні вушка.
Кільце виготовляється із сталевого дроту діаметром 0,5-1,0 мм. Замість кільця можна використовувати бандаж із мідного дроту.
Тепер залишилося загнути знизу бічні вушка для кріплення радіатора за корпус транзистора і відігнути на потрібний кут надрізане пір'я.
Подібний радіатор можна виготовити і з мідної трубки, діаметром 8мм. Відрізаємо шматок 6 ... 7см, розрізаємо трубку вздовж по всій довжині з одного боку. Далі на половину довжини розрізаємо трубку на 4 частини та відгинаємо ці частини у вигляді пелюсток і щільно надягаємо на транзистор.
Так як діаметр корпусу транзистора десь 8,2 мм, то за рахунок прорізу по всій довжині трубки вона щільно одягнеться на транзистор і буде утримуватися на його корпусі за рахунок пружинящих властивостей.
Резистори в емітерах вихідного каскаду - або дротяні потужністю 5 Вт, або МЛТ-2 3 Ом по 3шт паралельно. Імпортні плівкові використовувати не раджу – вигоряють миттєво та непомітно, що веде до виходу з ладу одразу кількох транзисторів.
Налаштування:
Налаштування правильно зібраного зі справних елементів підсилювача зводиться до встановлення підстроювального резистора струму спокою вихідного каскаду 100мА (зручно контролювати на емітерному резисторі 1 Ом - напруга 100мВ).
Діод VD1 бажано приклеїти або притиснути до радіатора вихідного транзистора, що сприяє кращій термостабілізації. Однак якщо цього не робити, струм спокою вихідного каскаду від холодного 100мА до гарячого 300мА змінюється загалом не катастрофічно.
Важливо:перед першим включенням необхідно виставити підстроювальний резистор в нульовий опір.
Після налаштування бажано підстроювальний резистор випаяти зі схеми, виміряти його реальний опір та замінити на постійний.
Найдефіцитніша деталь для складання підсилювача за вищенаведеною схемою - це вихідні германієві транзистори ГТ806. Їх і в світлий радянський час було не так легко придбати, а зараз, напевно, ще важче. Набагато простіше знайти германієві транзистори типів П213-П217, П210.
Якщо Ви не зможете з якихось причин придбати транзистори ГТ806, то Вашій увазі пропонується ще одна схема підсилювача, де як вихідні транзистори, можна використовувати якраз вищезгадані П213-П217, П210.
Схема ця – модернізація першої схеми. Вихідна потужність цього підсилювача становить 50Вт при опорі навантаження 4 Ом та 30Вт при 8-Омному навантаженні.
Напруга живлення цього підсилювача (U піт) так само двополярна і становить ±27;
Діапазон робочих частот 20Гц ... 20кГц:
Які зміни внесені до цієї схеми;
Додані два джерела струму до «підсилювача напруги» і ще один каскад до «підсилювача струму».
Застосування ще одного каскаду посилення на досить високочастотних транзистори П605, дозволило дещо розвантажити транзистори ГТ402-ГТ404 і розворушити зовсім повільні П210.
Вийшло досить добре. При вхідному сигналі 20кГц і при вихідній потужності 50Вт - на навантаженні спотворень практично не помітно (на екрані осцилографа).
Мінімальні, мало помітні спотворення форми вихідного сигналу з транзисторами типу П210 виникають тільки на частотах близько 20 кгц при потужності 50 вт. На частотах нижче 20 кГц та потужностях менше 50 вт спотворень не помітно.
У реальному музичному сигналі таких потужностей на таких високих частотах зазвичай не буває, тому відмінностей у звучанні (на слух) підсилювача на транзисторах ГТ806 і на транзисторах П210 я не помітив.
Втім, на транзисторах типу ГТ806, якщо дивитися осцилографом, підсилювач працює все-таки краще.
При навантаженні 8 Ом у цьому підсилювачі також можливе застосування вихідних транзисторів П216…П217, і навіть П213…П215. В останньому випадку напругу живлення підсилювача потрібно буде знизити до ±23В. Вихідна потужність у своїй, зрозуміло, теж впаде.
Підвищення ж харчування - веде до збільшення вихідної потужності, і я думаю, що схема підсилювача за другим варіантом має такий потенціал (запас), проте я не став експериментами спокушати долю.
Радіатори для цього підсилювача обов'язкові наступні - на вихідні транзистори площею розсіювання не менше 300см2, на передвихідні П605 - не менше 30см2 і навіть на ГТ402 ГТ404 (при опорі навантаження 4 Ом) теж потрібні.
Для транзисторів ГТ402-404 можна зробити простіше;
Взяти мідний дріт (без ізоляції) діаметром 0,5-0,8, намотати на круглу оправку (діаметром 4-6 мм) дріт виток до витка, зігнути в кільце отриману обмотку (з внутрішнім діаметром менше діаметра корпусу транзистора), з'єднати кінці пайкою і надіти отриманий "бублик" на корпус транзистора.
Ефективніше намотувати дріт не на круглу, а на прямокутну оправку, так як при цьому збільшується площа зіткнення дроту з корпусом транзистора і відповідно підвищується ефективність відведення тепла.
Також для підвищення ефективності відведення тепла для всього підсилювача можна зменшити площу радіаторів і застосувати для охолодження 12В кулер від комп'ютера, запитавши його напругою 7…8В.
Транзистори П605 можна замінити П601…П609.
Налаштування другого підсилювача аналогічне описаної першої схеми.
Декілька слів про акустичні системи. Зрозуміло, що для отримання гарного звучання вони мають відповідну потужність. Бажано також, використовуючи звуковий генератор – пройтися на різних потужностях по всьому діапазону частот. Звучання має бути чистим, без хрипів та брязкоту. Особливо, як показав мій досвід, цим грішать високочастотні динаміки колонок типу S-90.
Якщо у кого виникнуть якісь питання щодо конструкції та збирання підсилювачів - задавайте, по можливості постараюся відповісти.
Удачі всім Вам у Вашій творчості та всього найкращого!
Переситившись конструкціями на лампах і сучасних компонентах останнім часом у ностальгійному пориві є конструкціями на германієвих транзисторах.
Начитавшись на форумах, що, мовляв, через недосконалість технології виробництва їх параметри згодом сильно деградують, для перевірки своїх запасів навіть придбав промисловий вимірювач параметрів транзисторів та малопотужних діодів Л2-54.
Протестував понад сотню різних екземплярів транзисторів і можу із задоволенням відзначити, що жоден не забракував – усі як мінімум із півторакратним (а найчастіше з 2-3 кратним) запасом відповідають довідковим даним. Так що зовсім не гріх їх працевлаштувати, тим більше, що в мою юність багато хто з них був таким же бажаним, як і недоступним.
І починаємо традиційно – з будівлі УНЧ.
Цілий ряд популярних і донині радіоаматорських приймачів, наприклад, виконані на германієвих транзисторах і розраховані на роботу на дефіцитні нині високоомні навушники. Рекомендовані там для підвищення вихідної потужності прості емітерні повторювачі здатні забезпечити більш-менш пристойне звучання лише на зв'язкові низькоомні навушники (100-600 Ом) або низькоомне навантаження (4-16 Ом сучасні навушники або динамік), що підключається через трансформатор з Ктр /5 (1/25 по опору) і все одно при малих рівнях сильно дається взнаки спотворення типу сходинка. Можна, звичайно, спробувати притулити туди сучасні УНЧ на ІМС, але вони потребують плюсового харчування. Можна піти ще далі і перевести конструкції на сучасні транзистори, але… губиться «родзинка», смак часу — «ностальжі», тож це не наш шлях.
Істотно покращити якість звучання на низькоомне навантаження та забезпечити гучномовний прийом допоможе підсилювач потужності з глибокою ООС (рис.1 обведений синьою рамкою), що підключається замість високоомних навушників.
Як бачимо, його схема майже класика 60-70гг. Відмінною рисою є глибока (більше 32 дБ) ООС по постійному і змінному струму (через резистор R7), що забезпечує високу лінійність посилення (при середніх рівнях Кг менше 0,5%, при малій (менше 5 мВт) і максимальної потужності (0 ,5 Вт) Кг сягає 2%). Дещо незвичне включення регулятора гучності забезпечує підвищення глибини ООС при зменшенні гучності, завдяки цьому виявилося можливим зробити УНЧ економічнішим (струм спокою всього УНЧ ППП не більше 7 мА) практично при повній відсутності спотворень типу «сходинка». Конденсатор С6 обмежує смугу пропускання на рівні приблизно 3,5 кГц (без неї вона перевищує 40 кГц!), що також знижує рівень власних шумів – УНЧ дуже тихий. Рівень власних шумів на виході приблизно 12 мВ! (При заземленому лівому виведенні С1). Загальний Кус із входу (з лівого виведення С1) приблизно 8 тис. т.о. рівень власних шумів наведених до входу – приблизно 0,15 мкВ. При підключенні до реального джерела сигналу (ФНЧ) рахунок струмової складової рівень власних шумів, наведених до входу, зростає до 0,3-0,4 мкВ.
У вихідному каскаді застосовані недорогі та надійні ГТ403. УНЧ здатний видати «на гора» і більшу потужність (до 2,5 Вт на навантаженні 4 Ома), але тоді потрібно встановити транзистори на радіатори та/або застосувати потужніший (П213, П214 і т.п.), але, на мій погляд, 0,5 Вт та сучасному чутливому динаміці «за очі» вистачає навіть при прослуховуванні музики. Для підсилювача НЧ придатні практично будь-які германієві низькочастотні транзистори відповідної структури та Н21е транзисторів не менше 40 (Т2, T3, Т4-МП13-16, МП39-42, а Т5-МП9-11, МП35-38). Якщо планується застосування цього УНЧ в ППП, потрібно, щоб Т1 був малошумящим (П27А, П28, МП39Б). Для вихідного каскаду пари Т4, Т5 та Т6, Т7 бажано підібрати з близькими (не гірше +-10%) значеннями Н21е.
За рахунок глибокої ООС постійного струму режими УНЧ встановлюються автоматично. При першому включенні перевіряють струм спокою (5-7 мА) і при необхідності домагаються необхідного підбором вдалого екземпляра діода. Спростити цю процедуру можна, скориставшись китайським мультиметром. Він у режимі продзвонювання діодів пропускає через діод струм приблизно 1 мА. Нам потрібен екземпляр із падінням напруги близько 310-320 мВ.
Для випробувань потужного УНЧ було обрано схема простого дводіапазонного ППП RA3AAE. Давно хотів її спробувати, та якось руки не доходили, а тут така оказія (hi!).
Відразу зробив невеликі коригування схеми (див. рис.3), які тут опишу. Решта, зокрема. і процес налаштування дивіться у книзі.
Як дволанковий ФНЧ вже традиційно застосував магнітофонну універсальну голівку, що забезпечило підвищену селективність сусіднім каналом. Котушка ФНЧ має досить велику власну ємність, тому вона суттєво навантажує ГПД, особливо якщо намотана не ПЕЛШО, а простим дротом типу ПЕВ, ПЕЛ (в т.ч. і магнітофонні ГУ). У цьому випадку власна ємність котушки настільки велика, що вельми проблематично запустити ГПД із нормальною амплітудою на діодах — з цим стикалися багато колег. Ось тому сигнал ГПД краще знімати не з відведення котушки, а котушки зв'язку, що виключає всі ці проблеми і заразом повністю виключає попадання напруги ГПД на вхід УНЧ. Щоб не морочитися намотуванням знайшов відповідні готові котушки і вперед, до випробувань ППП і несподівано натрапив на серйозні граблі - при перемиканні на 40м діапазон амплітуда сигналу ГПД на котушці зв'язку зменшується в 2 рази! Гаразд, подумав я, може в мене гранати, тобто котушки, не тієї системи (hi!). Знайшов каркаси і перемотав строго за автором (див. фото)
і тут треба віддати належне Володимиру Тимофійовичу — без додаткових рухів тіла відразу потрапив у зазначені частотні діапазони — як вхідних контурів, так і ГПД.
Але проблема залишилася, а це означає, що не можна оптимально налаштувати змішувач на обох діапазонах - якщо виставити оптимальну амплітуду на одному, то на іншому діоди будуть або закриті або практично постійно відкриті. Можливий лише якийсь середній, компромісний варіант установки амплітуди ГПД, коли змішувач буде більш-менш працювати на обох діапазонах, але з підвищеними втратами (до 6-10 дБ). Вирішення проблеми виявилося поверхні - використовувати вільну групу перемикання в тумблері для комутації емітерного резистора, яким і будемо встановлювати оптимальну амплітуду ГПД на кожному діапазоні. Для контролю та регулювання оптимальної амплітуди ГПД застосуємо таку ж методу, як у .
Для цього лівий (див. рис.3) висновок діода D1 перемикаємо на допоміжний конденсатор 0С1. В результаті виходить класичний випрямляч напруги ГПД із подвоєнням. Цей своєрідний «вбудований вольтметр ВЧ» і дає нам можливість провести фактично прямий вимір режимів роботи конкретних діодів від конкретного ГПД безпосередньо в працюючій схемі. Підключивши для контролю до 0С1 мультиметр у режимі вимірювання постійної напруги, підбором емітерних резисторів (з початку R3 на 40м діапазоні, потім R5 на 80м) досягаємо напруги +0,8…+1 В – це буде оптимальна напруга для діодів 1N4148, КД522, 521 і т.п. Ось все налаштування. Підпаюємо виведення діода назад на місце, а допоміжний ланцюжок прибираємо. Тепер при оптимальному працюючому змішувачі можна оптимізувати (збільшити) його підключення до вхідного контуру (відведення робиться не від 5 а від 10 витка L2), тим самим підвищити чуття на 6-10дБ на обох діапазонах.
По ланцюгу живлення потужного двотактного УНЧ можливі великі пульсації напруги, особливо живлення від батарей. Тому для живлення ГПД застосований економічний параметричний стабілізатор напруги на Т4, де як стабілітрон використаний зворотнозміщений емітерний перехід КТ315 (що було під рукою). Вихідна напруга стабілізатора вибрано порядку -6.-6,5в, що забезпечує стабільну частоту налаштування при розряді батареї аж до 7в. Через знижену напругу живлення ГПД число витків котушки зв'язку L3 збільшено до 8 витків. Але у КТ315 розкид по напрузі пробою емітерного переходу досить великий - перший дав 7,5в - забагато - забагато, другий дав 7в (див. графіки з )
- вже добре, застосувавши як Т4 кремнієвий КТ209в отримав необхідні -6,3в. Якщо не хочеться морочитися з підбором, можна як Т5 поставити КТ316, тоді Т4 має бути германієвим (МП39-42). Тоді має сенс для уніфікації і ГПД поставити КТ316 (див. рис.4), що позитивно позначиться на стабільності частоти ГПД. Саме такий варіант у мене зараз працює.
"Давненько не брав я в руки шашки ...". Точніше я хотів сказати, що давненько не збирав підсилювачів на транзисторах. Усі лампи, та лампи, розумієш. І тут, завдяки нашому дружному колективу та участі, я придбав пару плат для складання. Плати окремо.
Плати прийшли швидко. Ігор (Datagor) оперативно надіслав документацію зі схемою, описом складання та налаштування підсилювача. Кит усім добрий, схема класична, обкатана. Але мене охопила жадібність. 4,5 Ватта на канал – замало буде. Хочу мінімум 10 Вт, і не тому, що я голосно слухаю музику (з моєю акустикою чутливістю 90 дБ та 2 Вт вистачає), а... щоб було.
Схема потужного підсилювача
Так виглядає мій остаточний варіант схеми підсилювача. Червоним вказано змінені номінали.Закони Ома та Джоуля-Ленца ще жодному адвокату об'їхати не вдалося, і для того, щоб підняти потужність на виході УМЗЧ, треба піднімати напругу його харчування. Зробимо хоча б удвічі, до 30 Вольт. Відразу це зробити не вийде. Транзистори П416 та МП39Б, які використовуються в оригінальній схемі, мають максимальну допустиму напругу 15 Вольт.
Довелося дістати з полиці старий Довідник радіоаматора 1978 року видання та заглибитись у вивчення параметрів германієвих транзисторів серій «МП» та «ГТ», одночасно проводячи розкопки в коробках з деталями.
Я шукав транзистори близькі за параметрами до використаних у схемі, але що мають максимально допустиму напругу не менше 30 Вольт.
Після проведення цієї захоплюючої розвідки були знайдені необхідні кандидати. На вхід замість П416 головним претендентом став транзистор ГТ321Д.
Пару МП39Б + МП37А було вирішено замінити аналогічною парою МП14А + МП10Б. Германієві транзистори серії МП з номерами від 9 до 16 – це «війська», транзистори для апаратури спеціального призначення. На відміну від аналогів з номерами від 35 до 42, які призначені для апаратури широкого застосування.
На виході я вирішив використати високочастотні транзистори ГТ906А. Причин цьому було кілька, головна з яких – наявність запасу цих транзисторів у моїй тумбочці. Друга причина – це високий коефіцієнт передачі струму. При роботі транзистори попереднього каскаду менше «напружуватимуться» на розгойдування вихідних транзистори, що повинно зменшити їх нагрівання і позитивно позначитися на рівні спотворень підсилювача.
Наступний крок, який теж важливий - це підбір транзисторів у пари за коефіцієнтом передачі струму h21е. Спочатку я спробував це зробити за допомогою звичайного китайського тестера, але результати вимірювання мені здалися дещо дивними та явно завищеними. До того ж, китайський тестер явно не зміг впоратися з вимірюванням параметрів потужних транзисторів.
Довелося дістати з полиці стару добру ще Радянську добу прилад «ППТ».
З його допомогою було обрано пару транзисторів ГТ321Д з h21е = 120 та дві пари МП10Б + МП14А з h21е близько 40. З десятка транзисторів 1Т906А вдалося підібрати 3 шт. з бета 76 і пару з бета 78. Все-таки серія 1Т проходила серйозніший відбір за параметрами при виготовленні.
Після підбору транзисторів, складання друкованих плат згідно з датагорською інструкцією не зайняло багато часу. Потрібно ще звернути увагу на напруги електролітичних конденсаторів. Воно має бути не менше ніж обрана напруга живлення підсилювача.
Я використовував конденсатори на 35 Вольт.
Оскільки я планував отримати від підсилювача більшу потужність, потрібно було збільшити ємність вихідного роздільного конденсатора в два рази, як мінімум. Конденсатор такого номіналу на плату не вміщався. Замість нього я впаяв пару гвинтових затискачів, щоб можна було підключати на проводах будь-який конденсатор, що сподобався, не звертаючи уваги на його розміри.
Іншою важливою проблемою була організація охолодження вихідних транзисторів. У мене знайшлася пара однакових досить великих радіаторів, але вони були розраховані на кріплення до них сучасних транзисторів у корпусі ТО-220.
Вихід я знайшов у старих горілих комп'ютерних блоках живлення. Пара радіаторів з товстого алюмінію 4 мм, на які я закріпив через ізолюючі прокладки транзистори ГТ906, а самі ці радіатори широким торцем через термопасту були прикручені гвинтами до великих радіаторів.
До цих радіаторів за допомогою металевих куточків були прикріплені і плати підсилювача. Між ребер комп'ютерного радіатора поблизу вихідних транзисторів зручно розмістився діод Д310, який забезпечує термостабільність підсилювача. Його я не довго думаючи залив китайським термоклеєм.
Перше включення, налагодження підсилювача
Настав час першого включення та випробування зібраних підсилювачів. Робив це за допомогою лабораторного блоку живлення з обмеженням по струму.
Спочатку налаштовував на напрузі харчування 15 Вольт. Встановив струм спокою підсилювача 100 мА, відбалансував вихід, так щоб на ньому було рівно половина напруги живлення, потім плавно став піднімати напругу живлення до потрібних за задумом 30 Вольт.
У результаті цієї операції довелося трохи змінити номінали деяких резисторів, т.к. зі збільшенням напруги харчування починав різко зростати струм спокою. Без БП з обмеженням струму, я б, напевно, втратив не одну пару вихідних транзисторів. Але тут все обійшлося.
Небагато вимірів
Після встановлення режимів постійного струму підключив до підсилювача генератор і осцилограф. Подав сигнал. На виході обмеження сигналу (синій колір) настає при амплітуді приблизно 12 Вольт на 4-омному навантаженні, а це відповідає потужності на виході 18 Вт. Ура! :yahoo:Амплітуда сигналу на вході (жовтий колір) при цьому приблизно 1,5 Вольт. Тобто підсилювач має чутливість близько 1 Вольта RMS.
Смуга частоттеж порадувала. Майже без завалу від 15 Гц до 60 кГц. Якщо прибрати конденсатори на 100 пФ із ланцюга зворотного зв'язку та на вході, напевно була б ще ширшою.
Те що треба! Це якраз відповідає рівню вихідного сигналу звукової плати комп'ютера, яка і використовуватиметься як основне джерело сигналу.
Перевірив, який максимальний струм споживає підсилювач. При подачі на вхід прямокутного сигналу частотою 10 кГц амплітудою 1,5 підсилювач тягне від БП трохи менше 2 А струму.
Тепер настав час «краштесту». Встановлюю в тримачі запобіжники на 1,5 А, виставляю на БП максимально можливе обмеження струму (у мене 5 А) і подаю на вхід синус частотою 10 кГц. Виводжу потужність максимум, коли починається вже обмеження сигналу. Після цього викруткою роблю КЗ у навантаженні. Запобіжник згоряє. Змінюю запобіжник на новий, знову вмикаю підсилювач - вихідні транзистори цілі! Після того, як я спалив три запобіжники (два на одній платі підсилювача і один на інший), я вирішив, що тест на надійність пройдено і тепер можна переходити до остаточного збирання підсилювача в корпус.
Загальне складання підсилювача
Роблю попередню примірку і починаю слюсарні роботи із закріплення всіх деталей у корпусі.
Силовий трансформатор тороїдальний. Зі страшною назвою Б5.702.010-02, яка мала заплутати ймовірного супротивника. Трансформатор видає на виході 20 Вольт. Параметри цієї обмотки по струму мені знайти не вдалося, але розжарення лампи ГМ-70 (а це 3.5 А) він тримає, не напружуючись і не перегріваючись. Тож для живлення двох каналів цього підсилювача йому потужності вистачить навіть із запасом.
Випрямлювальні діоди я використовував також германієві Д305 (10 А, 50 V). Таким чином, вдалося зібрати підсилювач, в якому немає жодної кремнієвої деталі. Все по «феншу».
Конденсатори фільтра – 2 шт. по 10 000 мкф. Вистачило б і по одному, але, як я спочатку писав, жадібність охопила, до того ж місце в корпусі було.
На вихід поставив по три з'єднані паралельно конденсатори 1000 мкФ 63 В. Конденсатори якісні, від японської Матсушити.
Після того, як всі комплектуючі надійно закріплені в корпусі, залишається тільки їх з'єднати між собою проводами, нічого не наплутавши. Монтаж я робив, використовуючи мідну моножилу перетином 0.5 кв. мм у силіконовій термостійкій ізоляції. Цей провід я брав із кабелю, яким проводять пожежну сигналізацію. Рекомендую для використання. За рахунок того, що провід жорсткий, без особливих зусиль, виходить його рівно і акуратно укласти в корпусі.
Наприкінці позаминулого століття німецький хімік К.А. Вінклер відкрив елемент, існування якого заздалегідь було передбачено Д.І. Менделєєвим. А 1 липня 1948 р. у підвалі газети Нью-Йорк Таймс з'явилася коротка замітка під заголовком Створення транзистора. У ній повідомлялося про винахід "електронного приладу, здатного замінити в радіотехніці звичайні електровакуумні лампи".
Зрозуміло, перші транзистори були германієвими, і саме цей елемент справив переворот у радіотехніці. Не будемо сперечатися, чи виграли поціновувачі музики при переході від ламп до транзисторів - ці дискусії вже встигли порядком набриднути. Давайте краще поставимо собі інше, не менш актуальне питання: чи пішов на користь звуку наступний виток еволюції, коли кремнієві прилади прийшли на зміну германієвим? Вік останніх був недовгий, і вони не залишили після себе, подібно до ламп, відчутної звукової спадщини. Наразі германієві транзистори не випускаються в жодній країні, і про них вже згадують вкрай рідко. А даремно. Я вважаю, що будь-який кремнієвий транзистор, будь він біполярний або польовий, високочастотний або низькочастотний, малосигнальний або потужний, менш придатний для високоякісного звуковідтворення, ніж германієвий. Для початку розглянемо фізичні властивості обох елементів.
* Публікується за H.J.Fisher, Transistortechnik fur Den Funkamateur. Переклад А.В. Безрукова, М., МРБ, 1966.
| Властивості | Німеччина | Кремній |
| Щільність, г/см 3 | 5,323 | 2,330 |
| Атомна вага | 72,60 | 28,08 |
| Кількість атомів 1 см 3 | 4,42*10 22 | 4,96*10 22 |
| Ширина забороненої зони, ЕВ | 0,72 | 1,1 |
| Діелектрична постійна | 16 | 12 |
| Температура плавлення, °С | 937,2 | 1420 |
| Теплопровідність, кал/см X сек X град | 0,14 | 0,20 |
| Рухомість електронів, см 2 /сек*В | 3800 | 1300 |
| Рухливість дірок, см2/сек*В | 1800 | 500 |
| Тривалість життя електрона, мксек | 100 - 1000 | 50 - 500 |
| Довжина вільного пробігу електрона, см | 0,3 | 0,1 |
| Довжина вільного пробігу дірки, см | 0,07 - 0,02 | 0,02 - 0,06 |
З таблиці видно, що рухливість електронів та дірок, тривалість життя електронів, а також довжина вільного пробігу електронів і дірок значно вища у германію, а ширина забороненої зони нижча, ніж у кремнію. Відомо також, що падіння напруги на переході p-n становить 0,1 - 0,3, а на n-p - 0, 6 - 0,7, з чого можна зробити висновок, що германій є набагато кращим «провідником», ніж кремній, отже, і каскад посилення на транзисторі p-n-p має значно менші втрати звукової енергії, ніж аналогічний на n-p-n. Виникає питання: чому ж випуск германієвих напівпровідників було припинено? Насамперед тому, що за деякими критеріями Si набагато краще, оскільки може працювати при температурі до 150 град. (Ge - 85), та й частотні властивості у нього незрівнянно краще. Друга причина суто економічна. Запаси кремнію на планеті практично безмежні, тоді як германій – досить рідкісний елемент, технологія отримання та очищення якого значно дорожча.
Тим часом для застосування в домашній аудіотехніці згадані переваги кремнію абсолютно неочевидні, а властивості германію, навпаки, вкрай привабливі. Крім того, в нашій країні германієвих транзисторів хоч завались, та й ціни на них просто смішні.
** Передбачаю, що після виходу цієї статті ціни на радіоринках можуть підскочити, як це вже сталося з деякими типами ламп та мікросхем - Прим. ред.
Отже, почнемо розгляд схем підсилювачів на германієвих напівпровідниках. Але спочатку кілька принципів, дотримання яких є виключно важливим для отримання дійсно високої якості звучання.
- У схемі підсилювача не повинно бути жодного напівпровідника кремнієвого.
- Монтаж проводиться об'ємним навісним способом, з максимальним використанням висновків самих деталей. Друковані плати значно погіршують звучання.
- Кількість транзисторів у підсилювачі має бути мінімально можливою.
- Транзистори слід відбирати попарно як верхнього і нижнього плеча вихідного каскаду, але й обох каналів. Отже, доведеться відібрати по 4 екземпляри з можливо близькими значеннями h21е (не менше 100) і мінімальним Iко.
- Сердечник силового трансформатора виготовляється з пластин з перерізом не менше 15 см 2 . Дуже бажано передбачити екранну обмотку, яку слід заземлити.
Схема №1, мінімалістська
Принцип не новий, така схемотехніка була дуже популярна у шістдесяті роки. На мою думку, це чи не єдина конфігурація безтрансформаторного підсилювача, що відповідає аудіофільським канонам. Завдяки своїй простоті дозволяє досягти високої якості звучання за мінімальних витрат. Автором вона була лише адаптована до сучасних вимог High End Audio.
Налаштування підсилювача дуже просте. Спочатку встановлюємо резистором R2 половину напруги живлення на мінусі конденсатора С7. Потім підбираємо R13 так, щоб міліамперметр, включений до колекторного ланцюга вихідних транзисторів, показав струм спокою 40 - 50 мА, не більше. При подачі сигналу на вхід слід переконатися у відсутності самозбудження, хоча воно малоймовірне. Якщо все ж таки на екрані осцилографа помітні ознаки ВЧ-генерації, спробуйте збільшити ємність конденсатора С5. Для стійкої роботи підсилювача при зміні температури діоди VD1,2 повинні бути змащені теплопровідною пастою і притиснуті до одного з вихідних транзисторів. Останні встановлюються на тепловідведення площею не менше 200 см 2 .
Схема №2, удосконалена
У першій схемі був квазікомплементарний вихідний каскад, оскільки промисловість 40 років тому випускала потужних германієвих транзисторів зі структурою n-p-n. Комплементарні пари ГТ703 (p-n-p) та ГТ705 (n-p-n) з'явилися лише у 70-х, що дозволило вдосконалити схему вихідного каскаду. Але світ далекий від досконалості - у вище перерахованих типів максимальний струм колектора всього 3,5 А (у П217В Iк max = 7,5 A). Тому застосувати їх у схемі можна, лише поставивши по два на плече. Цим, власне, і відрізняється №2, хіба полярність блоку живлення протилежна. І підсилювач напруги (VT1) відповідно реалізований на транзисторі іншої провідності.
Налаштовується схема так само, навіть струм спокою вихідного каскаду такий самий.
Коротко про блок живлення
Для отримання високої якості звучання доведеться пошукати в засіках 4 германієві діоди Д305. Інші категорично не рекомендуються. З'єднуємо їх мостом, шунтуємо слюдою КСВ по 0,01 мкФ, а потім ставимо 8 конденсаторів 1000 мкФ X 63 (ті ж К50-29 або Philips), які теж шунтуємо слюдою. Нарощувати ємність не треба - тональний баланс йде вниз, втрачається повітря.
Параметри обох схем приблизно однакові: вихідна потужність 20 Вт на навантаженні 4 Ом за спотворень 0,1 - 0,2%. Зрозуміло, ці цифри мало говорять про звучання. Впевнений в одному – послухавши грамотно зроблений за однією з цих схем підсилювач, ви навряд чи повернетесь до кремнієвих транзисторів.
Квітень 2003 р.
Від редакції:
Ми послухали у Жана прототип першого варіанта підсилювача. Перше враження – незвичайне. Звучання транзисторне (добрий контроль навантаження, чіткий бас, переконливий драйв), лампове (відсутність жорсткості, повітря, делікатність, якщо хочете). Підсилювач заводить, але не дратує настирливістю. Потужності вистачає, щоб без найменших ознак кліпінгу розкачати до нестерпної гучності акустику підлоги з чутливістю 90 дБ. Що цікаво – тональний баланс на різних рівнях майже не змінюється.
Це результат продуманої конструкції та ретельно підібраних деталей. Враховуючи, що комплект транзисторів обійдеться рублів у п'ятдесят (хоча, якщо не дуже пощастить, для підбору пар може знадобитися кілька десятків, дивлячись яка партія потрапить), не заощаджуйте на інших елементах, особливо конденсаторах.
Буквально за кілька годин на макетній платі було зібрано один канал підсилювача для аналізу схеми. На виході встановлювалися американські германієві транзистори Altec AU108 із граничною частотою 3 МГц. У цьому смуга пропускання за рівнем 0,5 дБ була 10 Гц - 27 кГц, спотворення потужності 15 Вт приблизно 0,2%. Домінувала 3-я гармоніка, але спостерігалися викиди і вищих порядків, аж до 11-го. З транзисторами ГТ-705Д (Fгр. = 10 кГц) ситуація була дещо іншою: смуга звузилася до 18 кГц, зате гармонік вище 5-ї на екрані аналізатора взагалі не було видно. Змінилося й звучання - воно якось потепліло, пом'якшилося, але «срібло», що іскрялося насамперед, зблікло. Отже перший варіант можна рекомендувати для акустики з «м'якими» пищалками, а другий - з титановими або п'єзовипромінювачами. Характер спотворень залежить від якості конденсаторів С7 та С6 на схемах 1 і 2 відповідно. А ось їхнє шунтування слюдою та плівкою не дуже помітне на слух.
До недоліків схеми слід віднести мале вхідний опір (близько 2 кім у верхньому положенні регулятора гучності), яке може перевантажити вихідний буфер джерела сигналу. Другий момент – рівень спотворень сильно залежить від характеристик та режиму першого транзистора. Щоб підвищити лінійність вхідного каскаду, має сенс ввести дві вольт-добавки для живлення колекторного та емітерного ланцюга T1. Для цього робляться два додаткові незалежні стабілізатори з вихідною напругою 3 В. «Плюс» одного з'єднується з шиною живлення - 40 В (всі пояснення даються для схеми 1, для іншої схеми полярність змінюється на протилежну), а «мінус» подається на верхній висновок R4 . Резистор R7 і конденсатор C6 із схеми виключаються. Друге джерело включається так: мінус на землю, а плюс - на нижні висновки резисторів R3 і R6. Конденсатор C4 залишається між емітером і землею. Можливо, варто поекспериментувати із стабілізованим харчуванням. Будь-які зміни в живленні та самій схемі підсилювача радикально впливають на звук, що відкриває широкі можливості для твікінгу.
| Таблиця 1. Деталі підсилювача | |||
| Опір | |||
| R1 | 10k | змінне, ALPS тип A | |
| R2 | 68k | підстроювальне CП4-1 | |
| R3 | 3k9 | 1/4 w | НД, С1-4 |
| R4 | 200 | 1/4 w | -//- |
| R5 | 2k | 1/4 w | -//- |
| R6 | 100 | 1/4 w | -//- |
| R7 | 47 | 1 w | -//- |
| R8, R9 | 39 | 1 w | -//- |
| R10, R11 | 1 | 5 w | дротяні, С5 - 16МВ |
| R12 | 10k | 1/4 w | НД, С1-4 |
| R13 | 20 | 1/4 w | -//- підбирається при налаштуванні |
| Конденсатори | |||
| З 1 | 47 мкФ х 16 В | К50-29, Philips | |
| С2 | 100 мкФ х 63 В | -//- | |
| С3 | 1000 пФ | КСВ, СГМ | |
| С4 | 220 мкФ х 16 В | К50-29, Philips | |
| С5 | 330 пФ | ||
| С6 | 1000 мкФ х 63 В | К50-29, Philips | |
| С7 | 4 х 1000 мкФ х 63 В | -//- | |
| Напівпровідники | |||
| VD1, VD2 | Д311 | ||
| VT1, VT2 | ГТ402Г | ||
| VT3 | ГТ404Г | ||
| VT4, VT5 | П214В | ||
| Таблиця 2. Деталі підсилювача | |||
| Опір | |||
| R1 | 10k | змінне, ALPS тип A | |
| R2 | 68k | підстроювальне, CП4-1 | |
| R3 | 3k9 | 1/4 w | НД, С1-4 |
| R4 | 200 | 1/4 w | -//- |
| R5 | 2k | 1/4 w | -//- |
| R6 | 100 | 1/4 w | -//- |
| R7 | 47 | 1 w | -//- |
| R8 | 20 | 1/4 w | -//-, підбирається при налаштуванні |
| R9 | 82 | 1 w | -//- |
| R10 - R13 | 2 | 5 w | дротяні, С5 - 16МВ |
| R14 | 10k | 1/4 w | НД, С1-4 |
| Конденсатори | |||
| З 1 | 47 мкФ х 16 В | К50-29, Philips | |
| С2 | 100 мкФ х 63 В | -//- | |
| С3 | 1000 мкФ х 63 В | К50-29, Philips | |
| С4 | 1000 пФ | КСВ, СГМ | |
| С5 | 220 мкФ х 16 В | К50-29, Philips | |
| С6 | 4 х 1000 мкФ х 63 В | -//- | |
| С7 | 330 пФ | КСВ, СГМ, підбирається при налаштуванні | |
| Напівпровідники | |||
| VD1, VD2 | Д311 | ||
| VT1, VT2 | ГТ404Г | ||
| VT3 | ГТ402Г | ||
| VT4, VT6 | ГТ705Д | ||
| VT5, VT7 | ГТ703Д | ||
Переглядаючи публікації в інтернеті, а також відеоролики на ресурсі YouTube, можна відзначити стійкий інтерес до збирання щодо нескладних конструкцій радіоприймачів різних типів (прямого перетворення, регенеративних та інших) та підсилювачів звукової частоти на транзисторах, у тому числі і на германієвих.
Складання конструкцій на германієвих транзисторах є своєрідною ностальгією, тому що ера германієвих транзисторів закінчилася років 30 тому, власне, як і їх виробництво. Хоча аудіофіли як і раніше сперечаються до хрипоти, що краще для високої вірності відтворення звуку-германій чи кремній?
Залишимо високі матерії і перейдемо до практики.
Є плани повторити пару конструкцій нескладних радіоприймачів (прямого перетворення та регенеративних) для прийому в діапазоні коротких хвиль. Як відомо, підсилювач ЗЧ є обов'язковою складовою будь-якого радіоприймача. Тому було ухвалено рішення виготовити УЗЧ насамперед.
Підсилювач низької (або звуковий, кому як зручно) частоти буде виготовлений окремим вузлом, так би мовити, на всі випадки життя.
УЗЧ збиратимемо на германієвих транзисторах виробництва СРСР, благо у мене їх лежить різних типів напевно до сотні. Мабуть, настав час дати їм друге життя.
Для радіоприймача велика вихідна потужність УНЧ не потрібна, достатньо до кількох сотень міліватів. Пошук відповідної схеми привів ось до цієї конструкції.
Ця схема підходить дуже доречно. Вихідна потужність -0,5 Вт, всі транзистори германієві, до того ж є, частотна характеристика оптимізована для радіоприймачів (обмежена зверху частотою 3,5 кГц), досить велике посилення.
Принципова схема підсилювача. 
Усі необхідні для збирання підсилювача деталі недефіцитні. Транзистори МП37, МП39, МП41 взяв перші, хто попався під руку. Вихідні транзистори ГТ403 рекомендується підібрати за коефіцієнтом посилення, але я цього не робив-у мене було кілька штук нових з однієї партії, їх я і взяв. Вхідний МП28 опинився в єдиному екземплярі, але справний.
Усі транзистори були перевірені омметром на справність. Як виявилося, це не гарантія від несправностей, але про це нижче. Електролітичні конденсатори взяв імпортні, С1-плівковий, С5-керамічний.
У програмі SprintLayout створюємо розведення друкованої плати. Вид з боку друкарських провідників. 
Власне, друковану плату, виготовляємо за допомогою ЛУТ, труїмо в хлорному залозі.
Запаюємо всі необхідні деталі. Плата зібраного підсилювача виглядає так. 
Оскільки вихідна потужність підсилювача невелика-радіатори для вихідних транзисторів не потрібні. При роботі вони ледь теплі.
Налаштування підсилювача.
Зібраний підсилювач потребує деякого налаштування.
Після подачі живлення 9В вимірюємо напруги в контрольних точках, які вказані на схемі, наведеній вище. На колекторі транзистора VТ2 напруга була мінус 2,5 при необхідних -3 ... 4 В.
Підбором резистора R2 встановлюємо потрібну напругу.
З каскадом попереднього посилення на транзисторах VТ1 та VТ2 жодних проблем у налаштуванні не виникло. Інша ситуація склалася із вихідним каскадом. Вимірювання напруги на середній точці (точка з'єднання емітер VT6 і колектор VT7) показав величину мінус 6 В. Спроба змінити напруги шляхом підбору резисторів R7 або R8 не призвела до бажаних результатів.
Крім того, був занижений загальний струм спокою підсилювача-4 мА замість 5...7 мА. Винуватцем несправності виявився транзистор VT3. Він хоч і продзвонювався омметром як справний, але у схемі працювати відмовився. Після його заміни всі режими транзисторів підсилювача встановилися автоматично згідно з вказаними на схемі. Напруги на електродах транзисторів в моєму екземплярі підсилювача при напрузі живлення 9В вказані в таблиці.
Струм спокою підсилювача встановлюється підбором діода D2 типу Д9. З першим діодом, що трапився, у мене вийшов струм спокою 5,2 мА, тобто. те що потрібно.
Для перевірки працездатності подаємо від генератора звукових частот Г3-106 синусоїдальну напругу рівнем 0,3 мВ частотою 1000 Гц. 
На фото- рівень вихідної напруги приблизно 0,3В по стрілочному приладі. Сигнал додатково ослаблений на 60 дБ (1000 разів) дільником на виході генератора.
До виходу підсилювача підключаємо навантаження -резистор МОН-2 опором 5,6 Ом. Паралельно навантажувальному резистори підключаємо щупи осцилографа. Спостерігаємо чисту, без спотворень синусоїду. 
На екрані осцилографа ціна поділу по вертикалі -1В/поділ. Отже розмах напруги становить 5В. Ефективна напруга становить 1,77В. Маючи ці цифри можемо обчислити коефіцієнт посилення за напругою: 
Вихідна потужність на частоті 1 кГц становила: 
Бачимо, що параметри підсилювача відповідають заявленим.
Зрозуміло, що ці виміри не зовсім точні, тому що осцилограф не дозволяє заміряти напругу з високою точністю (це не його завдання), але для радіоаматорських цілей це не так важливо.
Підсилювач має високу чутливість, тому при непідключеному вході нікуди в динаміці неголосно прослуховуються шуми і фон змінної напруги.
При закороченому вході всі сторонні шуми зникають.
Осцилограма напруги шумів на виході підсилювача при закороченому вході: 
Ціна поділу по вертикалі -20мВ/поділ. Розмах напруги шумів та фону близько 30мВ. Ефективна напруга шумів-10мВ.
Іншими словами-підсилювач досить тихий. Хоча авторської статті вказується рівень шумів -1,2мВ. Можливо, у моєму випадку відіграла свою роль не зовсім вдале розведення друкованої плати.
Подаючи на вхід підсилювача змінну напругу різних частот при незмінному рівні та контролюючи вихідну напругу на навантаженні осцилографом можемо зняти графік амплітудно-частотної характеристики даного УНЧ.