Czy to ważne, czy zastąpię tranzystory germanowe krzemem?

Znalazłem dziś złoto komputerowe w tym niesamowitym artykule - szczegółowo opisuje budowę 400 bitowego szeregowego komputera opartego na tranzystorze germanowym, około 1967 roku. Zanim zacząłem wydawać około 120 dolarów na jego budowę, zauważyłem, że określa tranzystory germanowe dla budowa. Zastanawiałem się nad użyciem ich jako zamiennika - ale nie jestem do końca pewien, czy to będzie odpowiednie. Czy występują różnice w napięciu lub inne problemy elektryczne, czy też mogę to wziąć prosto za wartość nominalną? dzięki za pomoc!

Zostały one sprecyzowane, ponieważ był to rok 1967, a diody krzemowe wciąż stanowiły nową technologię. German został po raz pierwszy odkryty i wykorzystany do produkcji diod i tranzystorów. Tranzystory krzemowe zaczęły zastępować german, ale wydaje mi się, że nie jest wystarczająco szybki na ten artykuł.

Jak wspomniano, chcesz używać wersji PNP jak 2n3907. I pamiętaj, że chociaż działają one w podobny sposób, diody germanowe mają napięcie przewodzenia średnio 0,2 ~ 0,4 wolta, podczas gdy krzem będzie miał 0,6 do 0,8 wolta. Tranzystory nie będą działać w ten sam dokładnie sposób.

Ta strona pokazuje 3 problemy i rozwiązania dotyczące konwersji obwodu germanu na krzem. http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htm w przeważającej części będziesz musiał zmienić wiele wartości rezystorów, aby działał .

Wygląda na to, że tranzystory w tym artykule są typu PNP, a proponowana zamiana to NPN, więc to nie zadziała. Ale myślę, że jeśli wybierzesz tranzystor krzemowy PNP, powinieneś być w stanie go uruchomić.

Po prostu zbuduj i zweryfikuj próbki różnych podstawowych bramek (NIE, NOR, LUB i AND są tymi używanymi w artykule) i klapki, zanim spróbujesz zbudować całość. Konieczne może być zmodyfikowanie niektórych wartości rezystorów w celu uzyskania najlepszej wydajności (moc względem prędkości).

Na początek tranzystory germanowe mają przeciwną polaryzację niż większość popularnych tranzystorów krzemowych, takich jak 2N3904. Musisz więc zamienić plus i minus swojego zasilacza oraz odwrócić wszystkie diody .

To, co wydaje mi się nieco dziwne na schematach w artykule, to użycie podwójnego zasilacza, zarówno z dodatnim, jak i ujemnym napięciem. Również współczynnik wzmocnienia 2N3904 może być inny, przechodząc w nasycenie wcześniej (lub później). Na przykład bramka NOR na stronie 5 może pracować tylko z dwoma wejściami wysokimi zamiast jednego. Obwód flip-flop jest również wrażliwy na dokładne wartości rezystorów. Zbuduj więc kilka obwodów testowych i sprawdź, czy działają.

I och, zamień neony na diody LED; Bezpieczniejsze :)

Tranzystory germanu mają bardzo różne właściwości od krzemu. Zestawy elektroniki Tandy Radio Shack „75-in-one” i „150-in-one” sprzedawane w latach 70. XX wieku miały germanowe tranzystory PNP i jeden krzemowy NPN. Tranzystory germanowe miały raczej „lepką” charakterystykę w porównaniu do krzemowych, ale z drugiej strony mogły działać przy niższych napięciach. Jednym z projektów był na przykład oscylator audio, który mógł pracować z ogniwem słonecznym o napięciu 0,6 V - coś, co nie działałoby z tranzystorami krzemowymi.

Napisałeś to rok temu, więc nie wiem, czy nadal jesteś zainteresowany. Mam nadzieję, że już wszystko zrozumiałeś, ale przesyłam moją odpowiedź na korzyść każdego, kto ma szansę na ten ciąg.

Projekt jest dość historyczny i pamiętam, że został opublikowany w Wireless World w 1967 roku, kiedy studiowałem ówczesny najnowszy temat elektroniki (z dużą ilością zaworów!). W tym czasie Wireless World było najważniejszym magazynem poświęconym projektowaniu elektronicznemu i miał wiele nowatorskich artykułów. Być może jedną z najbardziej znanych była propozycja i obliczenia Arthura C. Clarke'a dotyczące wykorzystania satelitów o stałej orbicie. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o komputerach, sugeruję, abyś szukał znacznie bardziej nowoczesnego projektu. Jeśli jednak interesuje Cię historia informatyki, byłaby to tylko praca!

Główną różnicą między tranzystorami germanu i krzemu w obwodach przełączających, niezależnie od tego, czy są to tranzystory PNP, czy NPN, jest to, że VBE dla małych germanów wynosi około 0,3 wolta, podczas gdy krzemu około 0,7 wolta. Również german jest bardziej wrażliwy na ciepło niż krzem i może skończyć się ucieczką termiczną i samemu się zniszczyć. Krzem jest znacznie bardziej odporny termicznie i dlatego nadal jest używany (mój Boże, 50 lat później !!), a german został przeniesiony do złomu śmieci lub być może bardzo specjalistycznych zastosowań, o których nie wiem.

Jeśli chodzi o twoje pytanie, patrząc na rys. 3, 4 i 5 na stronie 5 artykułu, myślę, że możesz zastąpić tranzystory germanowe PNP bezpośrednio małym krzemowym tranzystorem PNP, takim jak BC557, 2N3906, BC328-25 lub BC640, lub każdy inny tani tranzystor krzemu PNP o małym sygnale, bez żadnych zmian w pozostałej części obwodu. Jestem pewien, że można również zmienić diody krzemowe 1S130 w AND i obwody komparatora z bardziej dostępnym krzemem 1N914 lub podobnym.

Cały sens obwodu tranzystora cyfrowego polega na doprowadzeniu tranzystora do stanu nasycenia, więc zwykle rezystor podstawowy oblicza się, aby pozwolić na 10-krotność Ibe, więc jest on dość mały i po pierwsze zmiana o 0,4 VBE nie idzie aby znacznie zmienić wartość zaangażowanych rezystorów. Wspomaganie tego nasycenia polega na tym, że zysk tranzystorów krzemowych jest 10 lub więcej razy większy niż w przypadku rocznika germanowego.

Jedyne, co by mnie martwiło, to fakt, że większość tranzystorów krzemowych ma limit odwrotnego VBE około 5 V. W obwodzie monostabilnym z rys. 9, C2 doprowadzi podstawę Tr2 do odwrotnego odchylenia o prawie wartość ujemnego zasilania. VBE reverse max dla większości tranzystorów krzemowych wynosi około 5 V, więc ograniczenie dostaw do 5 V poradziłoby sobie z tym. Przy napięciu powyżej 5 V możesz użyć diody 1N914 lub podobnej na emiterze bazowym Tr2, aby to zatrzymać. Katoda do 0 V i anoda do podstawy.

Wypróbuj proste ccts i sprawdź, czy działają. Obecnie niewiele kosztuje tranzystorów.

Tak, rodzaj tranzystora ma znaczenie, jeśli zdecydujesz się zastąpić oryginalny projekt, będziesz musiał przynajmniej ponownie obliczyć otaczające rezystory i kondensatory.

Powodem jest to, że różne tranzystory mają różne parametry, na przykład napięcie progowe może być różne, inna reakcja, rezystancja itp. (I prawdopodobnie te parametry nie są tak nazywane w języku angielskim :))

Radzę budować bramy / bity pamięci, testować je w izolacji, obserwować wpływ ciepła, a następnie zacząć integrować je z komputerem.

Możesz rozważyć zakup układów scalonych już zapewniających bramki / pamięć.

Jest to również przedsięwzięcie hobby / dydaktyczne, wszystko, co osiągniesz, zostanie wykonane dziesięć razy szybciej i bardziej niezawodnie dzięki mikrokontrolerowi za 1 USD.