Усилитель звука своими руками для сабвуфера, на транзисторах кт818 кт819

Технические характеристики

Серия кремниевых биполярных транзисторов КТ818, в зависимости от групповой принадлежности, обладает такими максимальными эксплуатационными параметрами:

• напряжение между выводами: К-Э – 40…90 В; К-Б – 40…90 В; Э-Б – 5 В;
• ток коллектора:  постоянный до 10 А; импульсный до 15 А;
• ток базы: постоянный до 3 А; импульсный до 5 А;
• рассеиваемая мощность с использование радиатора от 60 до 100  Вт, без него  1,5-3 Вт;
• температура перехода от +125 до +150 oC;
• диапазон рабочих температур от -45 до +100 oC;

В техописаний транзистора, по современным меркам, данных не так много. В некоторых версиях документации отсутствует даже информация о статическом коэффициенте передачи по току H_21Э – в графе стоит прочерк. Многие значения тестирования вообще не указываются. Это связано моральным устареванием серии и нежеланием современных производителей заниматься её совершенствованием, а так же разрабатывать на неё новую документацию. Электрические параметры приводятся с указанием дополнительных условий их измерения, с учетом температуры окружающей среды до +25 oC.

Аналоги

Отечественным аналогом для серии КТ818 считается КТ816. Также рассмотрим в качестве возможных вариантов для его замены импортные транзисторы. Распределим их по группам:

для устройств в корпусе КТ-28 (ТО220):

• А- 2N6111, BD292, 2N6132;
• Б- 2N6132, 2SB754, BD202, BD294, BD534, BD664, BD706, BD950, BDT92, BDV92, TIP42;
• В- 2N5194, 2N6109, 2N6133, 2SB1019, 2SB553, BD204, BD296, BD536,BDT94, BDW94, КТ816В;
• Г-2N5195, 2N6107, 2N6134, 2SB1016, 2SB1018, BD538, BD710, BD954, BDT96,   BDV96;

для устройств в корпусе КТ-9(ТО3):

• АМ – аналогов нет;
• БМ -2N6469, BDW22, BDW52, BDX92, 2N6246;
• ГМ- 2N6247, 2N6248, 2SB558, BDW22B, BDW22C, BDW52B, BDW52C, BDX18, BDX96;
• ВМ — 2N6246, BDW22A, BDW52A, BDX94.

Маркировка

Ознакамливаясь со свойствами необходимо знать, что они так же имеют и другую, отличную от привычной маркировку. В свое время, для того чтобы выполнить условия ОСТ 11.336.919-81, производители применяли наименование 2Т818. Таким образом обозначали устройства, выпускавшиеся для нужд армии. Они имели лучшие характеристики по отношению версии КТ. При их изготовлении использовались более дорогие материалы. Для того, чтобы избежать путаницы у конечного потребителя, в новых версиях даташит приводятся оба варианта обозначений.

Возможные аналоги

Транзистор КТ819 нельзя назвать дефицитной деталью. Тем не менее, встречаются случаи, когда по тем или иным причинам необходимо подобрать его аналог – то есть транзистор, который больше всего соответствует его характеристикам. В целом при подборе аналога для любого отечественного или импортного транзистора основополагающими характеристиками являются:

• допустимое напряжение между выводом коллектора и выводом эммитера;
• допустимый ток коллектора;
• коэффициент усиления;
• рабочая частота.

Чем можно заменить КТ819? Рассмотрим возможную замену теми или иными отечественными и зарубежными транзисторами.

Заменить КТ819 можно следующими отечественными транзисторами:

• КТ834;
• КТ841;
• КТ844;
• КТ847.

Зарубежные аналоги

Заменить КТ819 можно следующими зарубежными полупроводниковыми приборами:

• 2 N6288 ;
• BD705 ;
• TIP41 ;
• BD533 .

Отдельно стоит сказать об аналоге для КТ819ГМ. Все дело в том, что в большинстве схем усилителей звуковой частоты используются именно КТ819ГМ. Чем заменить КТ819ГМ? Полного аналога этого транзистора не существует. Однако наиболее близким по параметрам является зарубежный транзистор – 2 N 3055. Кроме этого, некоторые схемы на КТ819ГМ могут успешно работать с В D 183, 2 N 6472, КТ729.

Проверка транзистора

Проверить КТ819 можно обыкновенным тестером. Для проверки измерительный прибор переводится в режим измерения сопротивлений. Согласно схеме КТ819ГМ (расположению выводов) или другого компонента этой серии подключаем плюсовой щуп прибора к выводу базы, а минусовой – к выводу коллектора. Измерительный прибор должен показать пробивное напряжение. Далее, не отсоединяя плюсовой щуп от базы, подключаем минусовой щуп к выводу эмиттера. В данном случае прибор должен показать практически то же значение, что и при измерении перехода база-коллектор.

После описанной выше процедуры следует проверить переходы при обратном включении. Согласно схеме КТ819 (расположению выводов) подключаем минусовой щуп тестера к выводу базы, а плюсовой – к выводу коллектора. Каких-либо показаний на приборе быть не должно. После этого, не отключая минусовой щуп от базы, подключаем плюсовой щуп к эмиттеру – как и в случае с переходом база-коллектор, показаний на тестере быть не должно. Проверку можно считать успешной, а транзистор – исправным, если переходы не повреждены.

Важный момент: проверять любой полупроводниковый элемент следует исключительно при демонтаже его из схемы. Проще говоря – проверка элемента, соединенного с другими компонентами схемы, может быть некорректной.

Усилитель на КТ819

В качестве «бонуса» приведем простую схему усилителя, в котором используется КТ819 и его комплементарная пара КТ818. Схема простейшего усилителя показана на рисунке 2.

Отличительной особенностью усилителя, изображенного на рисунке 2, является питание его от двухполярного источника. Благодаря такому схемотехническому решению обеспечивается возможность подключения нагрузки непосредственно между выходом усилительного каскада и общим проводом. Также стоит отметить и то, что входной каскад является дифференциальным и обладает высокой термостабильностью.

При использовании элементов, указанных на схеме, при питании напряжением ±40 В и при нагрузке сопротивлением 4 Ом выходная мощность может достигать 55 Вт. Коэффициент нелинейных искажений – 0,07%.

После сборки усилителя каких-либо операций по его настройке не требуется. Для облегчения теплового режима выходные элементы усилителя ( VT 6 и VT 7) должны быть установлены на радиаторах. Если будет использован один общий радиатор, транзисторы должны быть закреплены к нему через изоляционные прокладки.

Технические характеристики

Семейство кремниевых биполярных транзисторов КТ819, в зависимости от модификации, могут иметь следующие предельные эксплуатационные характеристики:

• напряжение между: коллектором и базой от 25 до 60 В; коллектором и эмиттером (при RБЭ ≤ 100 Ом) от 40 до 100 В; базой и эмиттером – 5 В;
• постоянный ток на коллекторе от 10 до 15 А; проходящий через базу – 3 А;
• импульсный ток (при tи ≤ 10 мс, Q ≥ 100): коллектора от 15 до 20 А; базы– 5 А;
• максимальная рассеиваемая мощность (при ТК ≤ 25 oC) с теплоотводом от 60 до 100 Вт и без него от 1,5 до 3 Вт;
• температура p-n перехода от +125 до +150 oC;
• диапазон рабочих температур от -45 до +150 oC;

Основные параметры представлены в документации от производителя. Значения приводятся с учетом температуры окружающей среды не более +25 oC. Рассмотрим их подробнее, в зависимости от классификации устройств.

В связи с тем, что транзистор устарел, современные производители указывают в его техописании только минимальный набор параметров. Более подробную информацию по серии можно найти в старой версии даташит. Там данные приведены вместе с графиками передаточных характеристик, зависимостями статического коэффициента усиления от тока эмиттера и др.

Маркировка

Изучая параметры КТ819, стоит знать и другую маркировку этой серии транзисторов. Выполняя условия отраслевого стандарта ОСТ 11.336.919-81 различные отечественные производители обозначали его так — 2Т819. Первые символы «2T» указывают на кремневые биполярные транзисторы. В старых технических описаниях данные об этих устройствах приводят вместе с рассматриваемыми в этой статье.

Схемы включения

На КТ818Г можно собрать несложный усилитель низкой частоты. Для него потребуются два транзистора КТ3102А или КТ3102Б можно также использовать КТ315В. На схеме они обозначены как VT1 и VT2. КТ814А обозначены на схеме как VT3 и VT5, КТ815А – это VT4, VT7 –КТ818Г, VT6 — КТ819Г.

Конденсаторы должны быть рассчитаны на 50 В. Резисторы R7  и R8 проволочные.

Настройка усилителя заключается в подборе номиналов сопротивлений R3 и R6. При этом R3 отвечает за режим работы входного каскада, а R6 за выходной (ток покоя не должен быть больше 60мА).

Наибольшей амплитуды выходного сигнала, без искажений, на нагрузке номиналом 4 Ом, можно добиться при входном напряжении  1 В. В этом случае пиковая мощность — 36 Вт.

На нагрузке 2 Ом максимальное напряжение уменьшается до 10 В, но ток увеличивается до 5 А. При этом мощность достигает значения 50 Вт.

Чтобы увеличить выходную мощность, нужно увеличить напряжение питания, после чего, для корректной работы, изменить сопротивления R3 и R6.

Принципиальная схема

Основное усиление по напряжению обеспечивает каскад на быстродействующем ОУ DA1. Предоконечный каскад усилителя собран на транзисторах VT1 — VT4.

В отличие от прототипа, в описываемый усилитель добавлен выходной эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторах VT5, VT6, работающих в режиме «В». Температурная стабильность достигнута включением в коллекторные цепи транзисторов VT3, VT4 резисторов сравнительно большего сопротивления R19, R20.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности ЗЧ на 60 Ватт.

Каждое плечо предоконечного каскада охвачено цепью местной ООС глубиной не менее 20 дБ. Напряжение ООС снимается с коллекторных нагрузок транзисторов VT3, VT4 и через делители R11R14 и R12R15 подается в эмиттерные цепи транзисторов VT1, VT2. Частотная коррекция и устойчивость по цепи ООС обеспечивается конденсаторами С10, С11.

Резисторы R13, R16 и R19, R20 ограничивают максимальные токи предоконечного и оконечного каскадов усилителя при коротком замыкании нагрузки. При любых перегрузках максимальный ток транзисторов VT5, VT6 не превышает 3,5…4 А, причем в этом случае они не перегреваются, поскольку успевают сгореть предохранители FU1 и FU2 и отключить питание усилителя.

Снижение коэффициента гармоник достигнуто введением глубокой (не менее 70 дБ) общей ООС, напряжение которой снимается с выхода усилителя и через делитель С3С5R3R4 подается на инвертирующий вход ОУ DA1. Конденсатор С5 корректирует АЧХ усилителя по цепи ООС. Включенная на входе усилителя цепь R1C1 ограничивает его полосу пропускания частотой 160 кГц. Максимально возможная линеаризация АЧХ УМЗЧ в полосе 10…200 Гц достигнута соответствующим выбором емкости конденсаторов С1, С3, С4.

КТ819ГМ

фото отсюда https://www.adsfactory.ru/bytovaya-elektronika/audiotehnika/aksessuary/tranzistor-kt819gm-TCS-52981548842574

В Чип и Дип сейчас за него просят 210 рублей.

Он такой стоит в усилителе Одиссей 010 в выходных каскадах, и в стабилизаторе питания.

Одиссей в этом плане навороченный. У него мощники со стабилизацией по питанию.

Я ведь не зря его отношу к усилителям высокой верности.

Транзистор серьезный.

Может освоить 100 Ватт мощности.

При этом может работать с напряжением до 100 Вольт, и током до 15 Ампер.

Коэффициент усиления правда маленький. 12 — 25 единиц. Это значит, что для 100 Ватт на выходе нужно приготовить 10 ватт на базе у него.

А это уже как бы Вега 108.

Но я не просто так назвал этот транзистор точным.

Дело в том, что в жизни кристалла транзистора есть один эффект. Про него редко пишут. И редко говорят.

Называется он, если не путаю, ТЕТТА -Эффект.

Суть в том, что в на переходе Коллектор-База образуется некоторое облако электронов. Оно создает дополнительную электростатическую подкачку коэффициенту усиления.

Но с ним есть одна проблема. Эти электроны улетают на Эмиттер стоит пустить сигнал с большой амплитудой. А время восстановеления ТЕТТА-Эмиссии несколько дольше, чем один период синусоиды.

У транзстсоров с большой Теттой, при уставновке их в аудиосистемы наблюдается весьма интересный эффект.

Особенно заметный на стиле Диско, с его басами. Там тарелки проседают в ритм баса.

Суть проблемы в том, что проседает не АЧХ у транзистора, когда облако сдувается, а проседает вторая и третья гармоника.

И вот они-то и влияют на окрас по верхам. Но на слух-то это выглядит как проседающие тарелки в ритм баса.

При этом транзисторы с большой Тэттой дают хороший басовитый звук с приятной воздушностью.

Но они «дышат».

Так вот у нашего сегодняшнего транзистора эта самая Тэтта почти не наблюдается. А если и возникает, то улетает уже при подаче тока смещения в классе АБ.

Таким образом этот транзистор является максимально стабильным по гармоникам не зависимо от уровня сигнала и динамических составляющих на него.

По правде сказать он и Мнженерам-Аудиофилам пригодится. Отсуствие компрессий и девиаций гармонического окраса от функции громкости, да под мощным басом — это гарантия того, что он звук в кашу не сольет.

А уж инженерам-Антиаудиофилам повернутым на точном звуковоспроизведении, так и вообще положено первым делом думать о нем, а не о всяких там 3102. У них Тетта раз в 50 выше. Их под 100 мА для звука использовать вообще нельзя. Предельно допустимый ток 10 мА. Иначе «дышать» начинает.

Вот такая сегодня история.

Кстати. 100 Ватт на 4 Ом это 20 Вольт на 5 Амер. А токовое насыщение у этого транзистора при 10 Амперах начинается.

Т.е. он еще и по этой части при разговорах о 8 Ом или 4 Ома без проблем работает. Его в это насыщение классическими колонками не вогнать. Он сгорит раньше.

Вот такой он красавчег!!!

Спасибо, что дочитали!!!

Качественный усилитель звука своими руками – спецификация комплектующих УНЧ

Любой усилитель состоит из нескольких узлов, выполняющих определенные функции.

Силовой трансформатор

Для питания УНЧ применяется тороид от активного сабвуфера с тремя вторичными обмотками. Трансформатор был подвергнут переделке с получением четырех взаимоизолированных обмоток:

1. Обмотки 1 и 2, с + 25 – 0 – -25, со средней точкой на половине витков.
2. Обмотки 3 и 4,  0 – 26.

Обмотки со средней точки предназначены для питания УНЧ левого и правого каналов, а 3 и 4 — для снабжения усилителя сабвуфера.

УНЧ левого и правого канала

На обоих каналах была реализована схема с двумя двухкаскадными усилителями на транзисторах КТ818 и КТ819. Питания от тороида вполне достаточно, но если придется «раскачивать» динамики 25 Вт и выше, то транзисторы необходимо устанавливать на мощные радиаторы.

УНЧ сабвуфера

Для питания «саба» был использован двухкаскадный усилитель со схемами предусиления. В качестве выходных транзисторов использована мощная комплементарная пара 2SA1943 и 2SC5200, для предусиления были выбраны BD139 – BD140, аналогичные советским КТ818Г и КТ819Г.

Блоки питания УНЧ

Источник напряжения для усилителя содержит двухполярный источник питания ± 12 В, с мощными переходными конденсаторными блоками, содержащими по 4 конденсатора емкостью по 4700 мкФ на каждое плечо БП.

Устройства защиты ас

Акустические системы и сабвуфер, работающие с такими мощными усилителями, тоже нуждаются в защите. Для этого были применены три блока защиты — один на базе реле Finder 40.52S для защиты сабвуфера, и два на BS-115C для защиты обоих каналов.

Входной фильтр питания 220 В

На входе сетевого питания был создан блок, содержащий вариатор, предохранитель и конденсатор подавления электромеханических помех, емкостью 0,1 мкФ на напряжение 305 В.

Селектор входов и регулятор громкости

Устройство разделено на три части: основная плата, блок контроля с дисплеем и малая плата с энкодером (резистор, совмещенный с фиксируемой кнопкой). Основная плата содержит диодный мост с конденсаторами питания, стабилитроны на 5В для микросхемы регулировки и реле переключения входов, сама микросхема, реле и разъемы входа-выхода. 

Блок контроля включает двухрядный шестнадцатизначный ЖК-дисплей, его контроллер и точки подключения основной платы и энкодера. Малая плата содержит энкодер и его шлейф для подключения к основной плате.

Предусилитель ФНЧ для сабвуфера

Предварительный усилитель «саба» собран на базе операционного усилителя NE5532, содержит два регулируемых резистора для грубой регулировки громкости и частоты фильтра низких частот, 2 входных канала и один моновыход.

Внутренний источник сигнала

Устройство собрано на микросхеме РСМ5122 и, фактически является MPD-сервером, дополненным 12-битным цифро-аналоговым преобразователем.

Мультимедиа

В качестве варианта была применена приставка TV Box на Android — устройство предназначено для согласования работы усилителя с сигналом, получаемым из интернета.

Блоки питания 5 В

Для запитки предусилителя внутреннего источника сигнала и мультимедиа было необходимо создать отдельные блоки питания. Дело в том, что при использовании блоков питания усилителя или сабвуфера могли возникать паразитарные обратные связи, способные не только вносить сбои в работу этих систем, но и вывести их из строя.

В качестве индивидуального блока питания для каждого устройства были выбраны БП зарядных устройств для мобильных телефонов. Схемы были вынуты из заводских корпусов и размещены в усилителе.

Корпус усилителя

При проектировании корпуса устройства необходимо определить место в автомобиле, где будет установлен усилитель, и уже по этому месту изготовить корпус.

Распиновка

Цоколевка КТ819 зависит от его назначения. В советские времена устройство выпускали в двух вариантах корпусов: пластиковом КТ-28 (аналог зарубежного ТО-220) и металлостеклянном КТ-9(ТО-3). В настоящее время такое разделение продолжается и встречается в некоторых технических описаниях. Рассмотрим поподробней расположение выводов у указанного транзистора в пластмассовой упаковке КТ-28, cлева на право у него: эмиттер (Э), коллектор (К), база (Б).

Подобные устройства, особенно в металлическом корпусе, встречаются на российском рынке с каждым годом все реже. Это происходит из-за практически полного сокращения их производства в нашей стране и наличия в большом количестве недорогих аналогов от зарубежных компаний. Вот так выглядит КТ819 в корпусе КТ-9.

Если смотреть на него снизу, то база расположена слева, эмиттер справа. Металлическая подложка-корпус — это коллектор. Рассмотрим другие данные этой серии полупроводниковых триодов.

Технические характеристики

Вначале рассмотрим предельные эксплуатационные данные. Они являются основными при выборе и при подборе устройства для замены. При превышении данных параметров, даже в течение небольшого промежутка времени, изделие может выйти из строя. Приведём характеристики для КТ818Г:

• напряжение К – Б (постоянное) – 80 В;
• постоянное напряжение К – Э (R_бэ ≤ 100 Ом) – 90 В;
• постоянное напряжение Б – Э – 5 В;
• постоянный ток коллектора – 10 А;
• кратковременный ток коллектора – 15 А;
• постоянный ток базы – 3 А;
• импульсный ток базы – 5 А;
• мощность, рассеиваемая на коллекторе:
  • с теплоотводом – 60 Вт;
  • без теплоотвода – 1,5 Вт;
• температура кристалла — +125ОС;
• диапазон рабочих температур – от -40 до +100 ОС;

Электрические параметры также содержат важную и интересную информацию о рассматриваемом изделии. От них зависят функциональные возможности КТ818Г:

• статический коэффициент передачи тока (U_КБ = 5 В, I_К = 5 А) – 12;
• граничная частота коэффициента передачи тока (U_КБ = 5 В, I_Э = 0,5 А) – 3 МГц;
• граничное напряжение (I_Э = 0,1 А) – 80 В;
• напряжение К-Э (при I_К = 5 А, I_Б = 0,5 А) – 2 В;
• напряжение К-Э (I_К = 20 А, I_Б = 5 А) – 0,7 В;
• напряжение Б-Э (I_К = 5 А, I_Б = 0,5 А) – 3 В;
• напряжение Б-Э (I_К = 20 А, I_Б = 5 А) – 1,6 В;
• пробивная разность потенциалов Б-Э (I_Э = 5 мА) – 5 В;
• обратный ток коллектора (U_КБ = 40 В):
  • Т = от -40 до +25 ОС – 1 мА;
  • Т = +100 ОС – 10 мА;
• время включения (U_КБ = 5 В, I_К = 0,5 А) – 2,5 мкс;
• ёмкость коллекторного перехода (U_КБ = 5 В, f = 1 МГц) – 400 пФ;
• ёмкость эмиттерного перехода (U_БЭ = 0,5 В, f = 1 МГц) – 2000 пФ.