Printre particularitățile mai importante ale schemei alăturate (fig. 1) menționăm:
- Etajul final funcționează bine și cu tranzistoare de calitate mai slabă (factorul β mic), nefiind necesară împerecherea perfectă a acestora.
- Prezintă un grad de distorsiune foarte scăzut (sub 1%), printre altele, și datorită faptului că nu conține etajul defazor alcătuit din tranzistoare complementare.
- Tranzistoarele finale prezintă o mai mare siguranță în funcționare datorită faptului că sunt conectate capacitiv cu celelalte etaje ale amplificatorului.
- Nu necesită sursă de tensiune stabilizată.
- Poate funcționa de la acumulatorul autoturismelor.
Schema conține cinci tranzistoare cu germaniu, de tip PNP: două tranzistoare de mică putere, cu zgomot de fond redus (EFT 353); un tranzistor de putere medie, de exemplu AC 180 K (pentru 5 W) sau AD 152 (pentru 12 W); două tranzistoare de putere, de exemplu AD 162, AD 155, AD 152 (pentru 5 W) sau ASZ 15-18 (pentru 12 W).
Pentru protejarea tranzistoarelor finale, în emitorul acestora se montează câte o rezistență de 0,5 Ω, realizată prin bobinarea pe corpul unei rezistențe de 2 W a unui fir de nihelină, constantan etc. Pentru protecția termică, tranzistoarele finale vor fi prevăzute cu radiatoare eficiente. Este recomandabilă montarea tranzistoarelor direct pe șasiu, acesta jucând rolul unui radiator de mari dimensiuni. Tranzistoarele se izolează față de șasiu cu foițe de mică. Pentru un mai bun contact termic între tranzistor și șasiu, foița de mică va fi acoperită pe ambele părți cu o pastă ce se obține din capsulele tranzistoarelor defecte.
Alimentatorul (fig. 2) este foarte simplu, fiind realizat cu un transformator de rețea cu secțiunea miezului de 4 cm², cu următoarele date: primar = 2750 de spire CuEm ϕ 0,22 mm; secundar = 109 spire CuEm ϕ 0,70 mm pentru 5 W, respectiv 219 spire ϕ 0,85 mm pentru 12 W.
Pentru obținerea puterii de 12 W se fac următoarele modificări în schemă: R14 = 1 kΩ; R18 = R20 = 1 kΩ; R17 = R19 = 220 Ω; T3 = AD 152; T4 și T5 = ASZ 15, 16, 17, 18; se alimentează montajul la 24 V, folosind varianta a doua a înfășurării secundare a transformatorului de rețea.
Potențiometrul P1 servește la reglajul volumului, P2 la reglarea tonului în domeniul frecvențelor joase, iar P3 la frecvențele înalte.
Menționez că am realizat această schemă practic și am avut satisfacții deosebite.
Explicație de funcționare
Textul descrie caracteristicile constructive ale unui amplificator audio monofonic de putere (5 W sau 12 W), realizat în totalitate cu tranzistoare cu germaniu de tip PNP. Proiectul aparține erei pre-circuite integrate (anii ’70).
- Topologie pur PNP (fără complementare): În perioada timpurie a semiconductoarelor, tranzistoarele PNP cu germaniu de putere erau mult mai accesibile și mai ieftine decât cele NPN. Schema utilizează o configurație simetrică sau push-pull bazată exclusiv pe componente de același tip (PNP), eliminând necesitatea unei perechi complementare (NPN-PNP). De aceea nu folosește un etaj defazor clasic cu tranzistoare opuse.
- Cuplaj capacitiv: Etajele sunt izolate între ele prin condensatoare. Acest lucru previne propagarea unei defecțiuni (scurtcircuit) dintr-un etaj în altul și protejează difuzorul de componentele de curent continuu în caz de avarie a tranzistoarelor finale.
- Stabilitate termică și protecție: Tranzistoarele cu germaniu sunt extrem de sensibile la temperatură; la cald, curentul lor rezidual crește exponențial (fenomen numit ambalare termică, ce poate distruge componenta). Rezistențele mici din emitoare (0,5 Ω) asigură o reacție negativă în curent continuu pentru a stabiliza punctul static de funcționare. Utilizarea șasiului metalic ca radiator și a pastei termoconductoare este critică pentru disiparea căldurii.
Piese echivalente moderne
Construcția sau repararea acestei scheme folosind piese moderne cu siliciu este dificilă în mod direct, deoarece tranzistoarele cu siliciu au tensiunea de deschidere bază-emitor de 0,6 V – 0,7 V (față de 0,2 V – 0,3 V la germaniu), ceea ce ar dezechilibra complet rețeaua de polarizare. Dacă se dorește restaurarea sau realizarea unui amplificator echivalent:
- Tranzistoarele de mic semnal (EFT 353 / AC 180 K): Se pot înlocui cu tranzistoare moderne PNP cu siliciu de zgomot redus, cum ar fi BC557, BC559 sau 2N3906, însă va fi necesară recalcularea și mărirea rezistențelor din baze pentru a asigura curentul corect de deschidere.
- Tranzistoarele finale de putere (AD 162, AD 152, ASZ 15-18): Sunt componente istorice cu germaniu în capsulă metalică (TO-3 sau TO-66). Echivalentul lor modern ca putere în tehnologia cu siliciu (PNP) ar fi BD912, TIP42C (capsulă TO-220) sau clasicul MJ2955 (capsulă metalică TO-3). Totuși, din cauza diferențelor de material (siliciu vs. germaniu), înlocuirea lor directă va genera distorsiuni de racordare severe dacă nu se modifică circuitul de superdiodă/polarizare din etajul driver.
- Rezistențele de 0,5 Ω: Astăzi nu mai este nevoie să bobinați fir de nihelină. Se găsesc de-a gata rezistențe de putere ceramice (tip „bax”) de 0,47 Ω sau 0,56 Ω la 3 W sau 5 W.
- Pasta termică: Recomandarea autorului de a face pastă din capsulele tranzistoarelor defecte (care conțineau oxid de zinc sau oxid de beriliu) este depășită și toxică. Astăzi se folosește pastă termoconductoare standard pe bază de silicon sau argint (pentru procesoare PC sau radiatoare electronice).
- Alternativă modernă completă: Dacă scopul este obținerea unui amplificator simplu de 5W – 12W care să ruleze direct de la bateria mașinii (12V) sau de la o sursă simplă de 24V, soluția actuală ideală este utilizarea unui singur circuit integrat specializat ca TDA2003 (pentru 10W la 12V) sau TDA2030 (pentru 14W). Acestea elimină toate tranzistoarele discrete, reglajele complicate și riscul de ambalare termică
