Gdy się nie ma co się lubi, to się lubi, co się ma… cz. 2.pdf

Listy od Piotra

Przed miesiącem rozważaliśmy

możliwości zmiany wartości

elementów, proponowanych

w publikowanych schematach.

Dziś omówię dwie pokrewne

sprawy: stosowanie typów

elementów innych niż podane na

schemacie, oraz nieodłącznie z tym

związaną sprawę przydatności

elementów pochodzących

z “wykopalisk”.

o się lubi,

co się ma!

o się lubi,

co się ma część 2

W poprzednim liście pisałem Ci, że

wśród wielu elektroników występuje

obawa przed wprowadzeniem w ukła−

dzie jakichkolwiek zmian. Schemat nary−

sowany na papierze traktowany jest nie−

malże jak świętość. Zasada taka może

jest i słuszna w przypadku skomplikowa−

nych, profesjonalnych urządzeń o wyrafi−

nowanych parametrach. Ale w układach,

z jakimi Ty masz do czynienia, śmiało

można wprowadzić wiele zmian. Wiesz

już, jak można zmieniać wartości rezys−

torów i kondensatorów. Dziś zajmiemy

się szczegółowo innymi elementami.

Mój drogi, jeśli nie wszystko z tego

listu będzie dla Ciebie jasne, nadmiernie

się nie przejmuj! Resztę zrozumiesz

z czasem − staraj się natomiast przy−

swoić sobie podane rady i próbuj zrozu−

mieć kluczowe sprawy. Ja chciałbym Cię

niejako ukierunkować, żebyś w przy−

szłości dowiadując się o nowych ele−

mentach i podzespołach potrafił ocenić,

które parametry są istotne dla danego za−

stosowania, a które mają znaczenie mar−

ginalne. Dzięki temu będziesz potrafił

bez wahania dobrać odpowiednie ele−

menty zastępcze. Ale to przyjdzie z cza−

sem. Na razie zachęcam Cię do zacho−

wania równowagi. W miarę możliwości

podstawą Twoich konstrukcji powinny

być nowoczesne podzespoły, w szcze−

gólności układy scalone. Układów scalo−

nych niczym innym nie zastąpisz, nie ma

też najmniejszego sensu próba budowa−

nia ich odpowiedników z pojedynczych

elementów. Z drugiej strony, wiele ele−

mentów pochodzących z demontażu mo−

żna z powodzeniem stosować w amator−

skich konstrukcjach. Ale nie warto zbie−

rać elementów bardzo starych, mających

naprawdę słabe parametry.

Mam nadzieję, że podane dalej wska−

zówki przydadzą Ci się w praktyce.

Zaczynamy, być może trochę nietypo−

wo, od rezystorów, tranzystorów i ukła−

dów scalonych. Za miesiąc wskazówki

dotyczące innych podzespołów.

Rezystory, potencjometry

i kondensatory

Dziś standardem wśród amatorów są

niewielkie rezystory o mocy 0,1...0,25W

(wśród profesjonalistów standardem są

elementy do montażu powierzchniowe−

go − SMD). Najczęściej używane konden−

satory to aluminiowe elektrolity oraz

kondensatory foliowe i ceramiczne.

O tym pisałem Ci w pierwszych nume−

rach EdW (numery archiwalne są do na−

bycia drogą przedpłaty).

Zbieraj rezystory drutowe dużej mo−

cy; nie przeocz dużych drutowych poten−

cjometrów o mocy kilku...kilkudziesięciu

watów (tzw. reostaty).

Zwróć też uwagę na starsze krajowe

potencjometry węglowe typu SP1 i SP2.

W odróżnieniu od innych, te typy są her−

metyzowane i mogą wiele lat pracować

bez trzasków w zakurzonym i wilgotnym

środowisku. Cennym wykopaliskiem są

wszelkie potencjometry wieloobrotowe,

zwłaszcza zagraniczne.

Tranzystory

Pomimo że na rynku występuje wiele

typów tranzystorów, w większości ukła−

dów amatorskich można bez obaw sto−

sować najróżniejsze zamienniki. W kraju

przed laty standardem były bipolarne

tranzystory BC107...109, BC147...149,

BC237...239 (wszystkie NPN), oraz

BC177...179, BC157...159, BC307...308

(PNP). Wcześniej popularne były tanzys−

tory BC527 oraz BF519...521. Za granicą

za Wielką Wodą standardem był tranzys−

tor NPN o oznaczeniu 2N2222, a w Euro−

pie BC547...549. Generalnie rzecz bio−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

Listy od Piotr

Gdy się nie ma, co się lubi,

t o się lubi,

co się ma!

Listy od Piotra

Rys. 7b. Sprawdzanie omomierzem tranzystora NPN.

ne dane wieluset lub wielu tysięcy tran−

zystorów z całego świata.

W układach publikowanych w EdW,

w obwodach małej mocy możesz stoso−

wać dowolne tranzystory krzemowe

NPN i PNP − chyba, że w tekście wyraź−

nie podano, że musi to być konkretny

typ. Uwaga ta dotyczy także tranzysto−

rów mocy (w tym tranzystorów Darling−

tona i tranzystorów MOSFET), ale wtedy

trzeba wiedzieć, czy dany tranzystor ma

wystarczająco duże napięcie pracy, prąd

kolektora (drenu) i moc strat.

Możesz więc przygotować dwa pudeł−

ka: na “uniwersalne” tranzystory małej

mocy i oznaczyć je NPN oraz PNP (ale zi−

dentyfikowane tranzystory w.cz, np. ty−

pu BF... umieść oddzielnie). Ja kiedyś

miałem takie pudełka, ale teraz stosuję

wyłącznie tranzystory NPN typu

BC547...549 grupy B lub C i PNP typu

BC557...559 z grupy B. Żeby było taniej,

uzupełniam co jakiś czas ich zapas, kupu−

jąc “na perskim” w paczkach po 100 lub

więcej sztuk.

Gdy nie będziesz znał rozkładu wypro−

wadzeń posiadanych tranzystorów, do

identyfikacji możesz wykorzystać wska−

zówki zawarte na rysunku 7

Rys. 7a. Tranzystor jako

połączenie dwóch diod.

Rys. 7c. Sprawdzanie omomierzem tranzystora PNP.

rąc, w układach amatorskich, w obwo−

dach sygnałowych m.cz. i impulsowych

można stosować dowolne tranzystory

małej mocy (wyjątek stanowią tu układy

w.cz − dla uzyskania dobrych paramet−

rów szumowych, wzmocnienia i pasma

zazwyczaj trzeba stosować podany typ

tranzystora lub jego ścisły odpowiednik.)

Oczywiście mówimy cały czas o tran−

zystorach krzemowych − jeśli masz ja−

kieś tranzystory germanowe (TG, ASY,

AC, OC...), możesz je spokojnie wyrzucić

na śmietnik albo oddać do muzeum.

Przed ich wyrzuceniem spróbuj jednak

otworzyć obudowę i zobacz jak są zbu−

dowane. Warto!

Według oznaczeń międzynarodo−

wych, oznaczenie typu tranzystora po−

winno składać się z dwóch lub trzech li−

ter i trzech cyfr.

Pierwsza litera wskazuje na materiał,

z którego wykonano tranzystor. I tak: A

oznacza german, B − krzem, C − arsenek

galu. Druga litera wskazuje główny

obszar zastosowań tranzystora:

C − tranzystor m.cz. małej mocy,

D − tranzystor m.cz. dużej mocy,

F − tranzystor w.cz. małej mocy,

L − tranzystor w.cz. dużej mocy,

S − tranzystor impulsowy małej mocy,

U − tranzystor impulsowy dużej mocy.

Trzecia litera może mieć różne zna−

czenia, nieistotne dla amatora. Z ozna−

czenia cyfrowego nie można bezpośred−

nio uzyskać informacji, trzeba odszukać

w katalogu niezbędne parametry.

Podany sposób oznaczania nie pozwa−

la jednak uniknąc wszelkich pułapek. Na

przykład BF245...247 to tranzystory polo−

we złączowe, a BS107 czy BS170 to tran−

zystory typu MOSFET. Jeszcze gorzej

wygląda sprawa z dość często spotyka−

nymi oznaczeniami typu 2N... General−

nie, nie wszystkie elementy, których oz−

naczenie zaczyna się od 2N, są tranzys−

torami. W tym przypadku również należy

odszukać w katalogu bliższe informacje.

Podobnie ma się rzecz z tranzystorami

japońskimi 2SA..., 2SD..., 2SK... itd.

W praktyce ten nieporządek nie jest

większym problemem, bo wielu sprze−

dawców ma katalogi zawierające skróco−

rysunku 7. Przy spraw−

dzaniu omomierzem, tranzystor zacho−

wuje się jak dwie połączone diody − po−

równaj rysunek 7a (ale tranzystora nie da

się wykorzystać do zastąpienia dwóch

diod). Za pomocą omomierza, możesz

więc przez porównanie ze znanym eg−

zemplarzem określić typ tranzystora

(NPN lub PNP).

Jeśli wynik pomiaru będzie inny niż na

rysunku 7b i 7c, to albo tranzystor jest

uszkodzony, albo mierzysz inny element

np. tranzystor JFET, MOSFET, jednozłą−

czowy lub jeszcze inny wynalazek. Po−

nadto, sprawdzając bipolarne tranzystory

dużej mocy możesz trafić na typy z wbu−

dowanym rezystorem (między bazą

a emiterem), lub diodą (między bazą

a emiterem, albo emiterem i kolekto−

rem).

Sposobem podanym na rysunku

7 możesz jedynie określić, gdzie jest ba−

za nieznanego tranzystora. Żeby rozróż−

nić emiter i kolektor, wykorzystaj rysu−

rysunku 7

rysu−

nek 8 i następujące uwagi:

− tranzystory w metalowej obudowie

mają zazwyczaj kolektor połączony

z obudową − dotyczy to tranzystorów

małej i dużej mocy.

− w tranzystorach małej mocy w metalo−

wej obudowie, języczek umieszczony

jest przy emiterze. Zwykle baza jest

umieszczona pomiędzy wyprowadze−

niami emitera i kolektora. Ale w nie−

których tranzystorach w.cz. środkową

elektrodą jest emiter.

Gdy ze sterty wylutowanych skądś

elementów wybierzesz już tranzystory

małej mocy NPN i PNP, powinieneś jesz−

Rys. 8. Typowa kolejność wyprowadzeń tranzystorów.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

Listy od Piotr

nek 8

Listy od Piotra

Rys. 9a. Pomiar współczynnika

wzmocnienia prądowego małych

tranzystorów NPN.

obudowie. Darlingtony poznasz po tym,

że napięcie między emiterem a bazą wy−

nosi podczas pracy około 1,2...1,2V,

a nie, jak w zwykłych tranzystorach,

0,6...0,7V. Spotykane na rynku darlingto−

ny to tranzystory większej mocy, umiesz−

czone w obudowach typowych dla tran−

zystorów mocy.

Aby przekonać się, czy tranzystor jest

sprawny, możesz zewrzeć jego złącze

baza−emiter (stąd przycisk S1 na rys. 9) −

w sprawnym tranzystorze krzemowym

prąd kolektora spadnie wtedy do wartoś−

ci poniżej 0,1µA.

Z grubsza współczynnik wzmocnienia

możesz też określić bez miliamperomie−

rza − obserwując jasność świecenia dio−

dy LED.

Zachęcam Cię do takiego przetesto−

wania wszystkich tranzystorów małej

mocy pochodzących z odzysku. Tranzys−

tory o wzmocnieniu poniżej 50 wyrzuć

lub oddziel od pozostałych − przy tak ma−

łym wzmocnieniu w niektórych układach

możesz nadziać się na kłopoty. Tranzys−

tory ze wzmocnieniem powyżej 50 mo−

żesz stosować bez obaw, chyba że

w wykazie elementów zaleca się użycie

tranzystora o dużym wzmocnieniu (np.

BC548 grupy B). Możesz się przygoto−

wać i na taką okoliczność: oddzielnie od−

łóż tranzystory o bardzo dużym wzmoc−

nieniu ( powyżej 200).

Na rysunku 10

Co prawda obecnie w sprzęcie po−

wszechnego użytku nie używa się już

tranzystorów mocy w metalowych obu−

dowach TO−3 lub TO−66, ale jeśli masz

takie tranzystory, nie wyrzucaj ich − przy−

dadzą się w niektórych eksperymental−

nych układach. Spróbuj jednak zmierzyć

ich wzmocnienie i od razu oddziel tran−

zystory ze wzmocnieniem poniżej 30.

Jeśli chodzi o tranzystory wysokona−

pięciowe, to musisz wiedzieć, że współ−

czesne typy mają parametry nieporów−

nanie lepsze niż elementy sprzed lat. Dla−

tego nie warto zbierać takich starych,

wysokonapięciowych tranzystorów −

chyba, że zdarza Ci się naprawiać stare

czarno−białe telewizory. Zapomnij też

o pomysłach na łączenie szeregowe kil−

ku niskonapięciowych tranzystorów dla

uzyskania wyższego napięcia pracy −

w ogromnej większości przypadków

w takich wysokonapięciowych obwo−

dach możesz zastosować tanie MOSFE−

Ty o napięciu pracy do 600V.

W tym liście nie opowiem Ci szczegó−

łowo o tranzystorach polowych JFET

i MOSFET; zostawimy to na inną okazję.

Sprawą dyskusyjną jest, czy warto

kupować za kilkaset tysięcy złotych

katalog ze skróconymi danymi klkuset

lub kilku tysięcy typów tranzystorów. Ja

takiego katalogu nie mam, bo skrócone

dane otrzymam od sprzedawcy, a po peł−

ne informacje, potrzebne przy opraco−

waniu nowego projektu, i tak muszę

sięgnąć do katalogu producenta.

Układy scalone

Jak Cię znam, na pewno nie wyrzucisz

żadnych układów scalonych, nawet jeśli

nie wiesz, do czego służą.

Zbieraj je; z czasem prawdopodobnie

zdobędziesz informacje, jaką pełnią funk−

cję. Gwarantuję Ci jednak, że i tak wyko−

rzystasz tylko małą część tak odzyska−

nych skarbów. I mam do Ciebie małą

prośbę: jeśli wylutujesz skądś nieznany

układ, nie pisz do redakcji EdW z prośbą

o wyjaśnienie, do czego można go zasto−

sować. Mamy aż nadto takich pytań,

a nie ma sensu na nie odpowiadać szcze−

gółowo, bo zwykle są to specjalizowane

układy automatyki przemysłowej, kom−

puterowe czy telekomunikacyjne. Lepiej

znajdź dostęp do dobrego katalogu typu

Master (w sklepie z częściami, w klubie,

w bibliotece szkolnej), gdzie znajdziesz

przynajmniej podstawową informację

o funkcjach takiego układu.

Natomiast jeśli posiadasz jakieś kostki

produkcji krajowej (CEMI), a nie wiesz

do czego służą, napisz do mnie − mogę

zająć się tym tematem w jednym z na−

stępnych listów.

Rys. 9b. Pomiar współczynnika

wzmocnienia prądowego małych

tranzystorów PNP.

cze sprawdzić ich wzmocnienie. Napię−

cia pracy nie musisz sprawdzać − każdy

tranzystor krzemowy m.cz. na pewno

będzie pracował przy napięciach kolekto−

ra do 20...25V. Nie sprawdzaj prądu zero−

wego kolektora − jeśli krzemowy tranzys−

tor nie jest definitywnie uszkodzony −

prąd ten ma znikomą wartość rzędu na−

noamperów. Nie sprawdzisz też dopusz−

czalnego prądu kolektora (musiałbyś zaj−

rzeć do katalogu), ale na pewno prąd ten

jest większy niż 50mA.

Ważny parametr − wzmocnienie stało−

prądowe sprawdzisz w bardzo prostym

układzie z rysunku 9

rysunku 10 znajdziesz schemat

układu, który pomoże Ci zmierzyć tran−

zystory większej mocy. Tym razem dla

zmniejszenia mocy strat, napięcie zasila−

nia powinno być znacznie niższe (3...6V),

powinieneś też samodzielnie dobrać re−

zystor R1, aby uzyskać prąd bazy 0,1 lub

1mA i rezystor ograniczający prąd kolek−

tora R2 do wartości bezpiecznej dla am−

peromierza. Nie powinieneś sprawdzać

tych dużych tranzystorów przy prądzie

bazy równym 10µA, jak w układzie z ry−

sunku 10. Powinieneś mierzyć tranzystor

przy prądach bazy i kolektora zbliżonych

do prądów w rzeczywistych warunkach

pracy. Przy małych prądach możesz

otrzymać przerażająco słabe wyniki − na

przykład niektóre krajowe tranzystory ro−

dziny BD135...140 przy małych prądach

wykazują wzmocnienie stałoprądowe

rzędu 2...5, a przy większych prądach

wzmocnienie wzrasta do kilkudziesięciu.

rysunku 10

rysunku 9. Najlepiej byłoby za−

stosować amperomierz z cyfrowego

miernika uniwersalnego, pracujący na za−

kresie 20mA (lub przy tranzystorach

większej mocy − 200mA). Prąd kolektora

(mierzony amperomierzem) jest wprost

proporcjonalny do wzmocnienia stałoprą−

dowego tranzystora (tak zwana b ). Przy

podanym napięciu zasilania (12V) i war−

tości rezystora R1 (100k W ), prąd bazy

tranzystora wynosi około 10µA. Mierząc

prąd kolektora można łatwo określić

współczynnik wzmocnienia jako stosu−

nek prądu kolektora do prądu bazy:

b = I C / I B

Ponieważ prąd bazy wynosi 1/100 mi−

liampera, odczytany z miernika prąd wy−

rażony w miliamperach należy pomnożyć

przez 100 − da to wartość współczynnika

wzmocnienia prądowego.

Rezystor R2 ograniczy prąd w przy−

padku, gdyby mierzony tranzystor był

uszkodzony (przebity). Gdyby mierzony

prąd był większy niż 20mA, to tranzystor

prawdopodobnie jest uszkodzony − nie−

zmiernie rzadko spotyka się tranzystory

o wzmocnieniu powyżej 2000. Chyba, że

jest to tzw. tranzystor Darlingtona, czyli

połączenie dwóch tranzystorów w jednej

Rys. 10. Pomiar współczynnika

wzmocnienia prądowego tranzysto−

rów NPN większej mocy.

Piotr Górecki

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

Listy od Piotr

rysunku 9

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: