Чи має значення, якщо я заміню германієві транзистори на кремній?

Сьогодні я знайшов комп’ютерне золото з цією дивовижною статтею - в ньому детально описано побудову цифрового серійного комп'ютера на базі германієвого транзистора, близько 1967 року. Перш ніж я сподівався витратити близько 120 доларів на його побудову, я помітив, що він визначає германієві транзистори для будівництво. Я розглядав можливість використовувати їх як заміну - але не зовсім впевнений, що це було б підходящим. Чи можуть виникнути перепади напруги чи інші електричні проблеми, або я можу прийняти це прямо за номінал? Дякую за допомогу!

Вони були уточнені, оскільки це був 1967 рік, а кремнієві діоди все ще були зародженими технологіями. Вперше германій був відкритий і використовувався для діодів і транзисторів, і був у продажу в надлишку. Кремнієві транзистори почали замінювати германій, але, мабуть, недостатньо швидко для цієї статті.

Як уже згадувалося, ви хочете використовувати версію PNP як 2n3907. І майте на увазі, що, хоча вони працюють за подібними способами, германієві діоди мають напругу вперед в середньому 0,2 ~ 0,4 вольт, тоді як кремній матиме 0,6 - 0,8 вольт. Тож транзистори не будуть діяти так само точно .

На цьому веб-сайті представлено 3 проблеми та рішення для перетворення схеми германію у використання кремнію. http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htm здебільшого вам знадобиться змінити кілька значень резисторів, щоб змусити його працювати .

Схоже, транзистори в статті є типом PNP, і запропонована вами заміна NPN, тому це не спрацює. Але я думаю, що якщо ви виберете силіконовий транзистор PNP, ви повинні мати змогу змусити його працювати.

Просто будуйте та перевіряйте зразки різних базових воріт (НЕ, НОР, АБО та І - це ті, що використовуються у статті) та тригерів, перш ніж спробувати створити всю справу. Можливо, вам доведеться налаштувати деякі значення резистора для найкращої роботи (потужність проти швидкості).

Ну, а для початківців германієві транзистори мають протилежну полярність від більшості звичайних кремнієвих транзисторів, як ваш 2N3904. Тож вам потрібно поміняти місцями плюс і мінус джерела живлення, а також повернути назад всі діоди .

Що мене вражає як дивним на діаграмах у статті, - це використання подвійного джерела живлення, як з позитивними, так і з негативними напругами. Також коефіцієнт посилення 2N3904 може бути різним, переходячи в насичення раніше (або пізніше). Наприклад, ворота NOR на сторінці 5 можуть працювати лише з двома входами високими замість одного. Контур відкидання також чутливий до точних значень резисторів. Тому побудуйте кілька тестових схем і подивіться, чи працюють вони.

І о, замініть неонові індикатори на світлодіоди; набагато безпечніше :)

Германієві транзистори мають дуже різні властивості від кремнію. Комплекти електроніки «75 в одному» та «150 в одному» Tandy Radio Shack, продані в 1970-х роках, мали германійні транзистори PNP та один кремнієвий NPN. Германієві транзистори мали порівняно з кремнієвими експлуатаційні характеристики порівняно з силіконовими, однак на зворотному боці вони могли спрацьовувати із меншими напругами. Одним із проектів, наприклад, був звуковий осцилятор, який міг би працювати від сонячної батареї 0,6 вольта - те, що не працювало б із кремнієвими транзисторами.

Ви опублікували це рік тому, тому я не знаю, чи все ще цікавитесь. Сподіваємось, у вас все з'ясовано до цього часу, але я надсилаю свою відповідь на користь тому, хто має шанс на цей рядок.

Проект є досить історичним, і я пам'ятаю, він був опублікований у бездротовому світі ще в 1967 році, коли я вивчав передову тему електроніки (з великою кількістю клапанів!) У той час Wireless World був головним журналом електронного дизайну та мав багато передових статей. Мабуть, однією з найвідоміших була пропозиція Артура К. Кларка і розрахунки щодо використання супутників фіксованої орбіти. Якщо ви хочете дізнатися більше про обчислення, я б запропонував вам шукати набагато сучасніший дизайн. Однак якщо вас цікавить історія обчислень, це була б лише робота!

Основна відмінність між германієвим і кремнієвим транзисторами в комутаційних схемах, будь то PNP або NPN транзистори, полягає в тому, що VBE для малого германію становить приблизно 0,3 вольт, а для кремнію - приблизно 0,7 вольт. Також германій чутливіший до тепла, ніж кремній, і може опинитися в термічному тіканні та руйнуватися. Кремній набагато міцніший термічно, і саме тому вони все ще використовуються (боже, 50 років пізніше !!) і германій перенесли в сміттєвий ящик або, можливо, дуже спеціалізовані види використання, про які я не знаю.

Що стосується вашого питання, дивлячись на фігури 3, 4 та 5 на сторінці 5 статті, я думаю, що ви могли б замінити германієві транзистори PNP безпосередньо невеликим кремнієвим транзистором PNP, таким як BC557, 2N3906, BC328-25 або BC640, або будь-який інший дешевий малосигнальний транзистор PNP, без будь-яких змін у решті ланцюга. Я впевнений, що ви також можете змінити кремнієві діоди 1S130 в мікросхемах І та компараторі на більш доступний кремній 1N914 або подібний.

Вся суть цифрового транзисторного ланцюга полягає в загнанні транзистора в насичення, тому зазвичай базовий резистор обчислюється таким чином, щоб дозволити 10 разів зробити Ibe, тому в першу чергу це досить мало і зміна 0,4 ВБЕ не збирається значно впливати на значення резисторів. Допомагає цій насиченості той факт, що коефіцієнт посилення кремнієвих транзисторів в 10 і більше разів перевищує марочний германій.

Єдине, що мене турбує - це те, що більшість кремнієвих транзисторів мають обмеження зворотного VBE приблизно 5В. У моностабільній схемі на фіг.9 С2 призведе до того, що база Tr2 поверне в зворотний зміщення майже на значення від'ємної подачі. Зворотний макс VBE для більшості кремнієвих транзисторів становить близько 5 В, тому обмеження подачі на 5 В вирішить це. Більше 5 В тоді ви можете використовувати діод 1N914 або подібний по всьому базовому випромінювачу Tr2, щоб зупинити це. Катод до 0 В і анод до основи.

Спробуйте прості коди і подивіться, чи працюють вони. Немало чого втратити з ціною на транзистори в наш час.

Так, тип транзистора має значення, якщо ви вирішили замінити оригінальну конструкцію, вам знадобиться принаймні перерахувати навколишні резистори та конденсатори.

Причина полягає в тому, що різні транзистори мають різні параметри, наприклад, порогова напруга може бути різною, різною чутливістю, стійкістю тощо (і, мабуть, ці параметри англійською мовою не називаються так)

Моя рекомендація - почати створювати ворота / біти пам'яті, перевірити їх ізольовано, спостерігати за впливом тепла, а потім почати інтегрувати їх у комп’ютер.

Ви можете розглянути можливість придбання інтегральних мікросхем, які вже забезпечують ворота / пам'ять.

Крім того, це дійсно хобі / дидактичне починання, все, що ви досягнете, буде виконано в десять разів швидше і надійніше за допомогою мікроконтролера на 1 долар.