Имеет ли значение, если я заменю германиевые транзисторы кремнием?

Сегодня я нашел компьютерное золото в этой удивительной статье - в ней подробно рассказывается о конструкции цифрового бит-последовательного компьютера на 400-германиевых транзисторах, примерно в 1967 году. Прежде чем я надеялся потратить около 120 долларов на его создание, я заметил, что в нем указаны германиевые транзисторы для строительство. Я рассматриваю возможность использования их в качестве замены - но я не совсем уверен , что это будет лучшим выбором . Могут ли возникнуть перепады напряжения или другие электрические проблемы, или я могу принять это прямо к номиналу? Спасибо за помощь!

Они были указаны, потому что это был 1967 год, а кремниевые диоды были еще зарождающейся технологией. Германий был впервые обнаружен и использован для диодов и транзисторов, и их было много в продаже. Кремниевые транзисторы начали заменять германий, но я думаю, что недостаточно быстро для этой статьи.

Как уже упоминалось, вы хотите использовать версию PNP как 2n3907. И имейте в виду, что, хотя они работают аналогичным образом, германиевые диоды имеют прямое напряжение в среднем 0,2 ~ 0,4 Вольт, в то время как кремний будет иметь 0,6-0,8 Вольт. Таким образом, транзисторы не будут действовать точно так же.

Этот сайт показывает 3 проблемы и решения для преобразования германиевой цепи для использования кремния. http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htm По большей части вам потребуется изменить несколько значений резистора, чтобы он заработал .

Похоже, что транзисторы в этой статье имеют тип PNP, а предлагаемая замена - NPN, так что это не сработает. Но я думаю, что если вы выберете кремниевый транзистор PNP, вы сможете заставить его работать.

Просто соберите и проверьте образцы различных базовых элементов (NOT, NOR, OR и AND, которые используются в статье) и триггеры, прежде чем пытаться собрать все это. Возможно, вам придется настроить некоторые значения резистора для лучшей производительности (мощность против скорости).

Ну, во-первых, германиевые транзисторы имеют противоположную полярность от большинства обычных кремниевых транзисторов, таких как ваш 2N3904. Таким образом, вам нужно поменять местами плюс и минус вашего источника питания, а также поменять местами все диоды .

Что немного странно на диаграммах в статье, так это использование двойного источника питания с положительным и отрицательным напряжением. Кроме того, коэффициент усиления 2N3904 может быть другим, переходя в насыщение раньше (или позже). Например, вентиль NOR на странице 5 может работать только с двумя входными сигналами вместо одного. Триггерная схема также чувствительна к точным значениям резисторов. Поэтому постройте несколько тестовых схем и посмотрите, работают ли они.

И о, замените неоновые индикаторы на светодиоды; намного безопаснее :)

Германиевые транзисторы имеют очень отличные свойства от кремния. Комплекты электроники Tandy Radio Shack «75 в одном» и «150 в одном», продаваемые в 1970-х годах, имели германиевые PNP-транзисторы и один кремниевый NPN. Германиевые транзисторы имели довольно «мягкие» рабочие характеристики по сравнению с кремниевыми, но, с другой стороны, они могли работать при более низких напряжениях. Например, одним из проектов был аудио-генератор, который мог работать на солнечной батарее 0,6 В, что не сработало бы с кремниевыми транзисторами.

Вы опубликовали это год назад, поэтому я не знаю, если вы все еще заинтересованы. Надеюсь, вы уже все выяснили, но я представляю свой ответ на благо всем, кто случайно натолкнется на эту строку.

Проект довольно исторический, и я помню, что он был опубликован в Wireless World еще в 1967 году, когда я изучал ультрасовременную тему электроники (с большим количеством клапанов!). В то время Wireless World был главным журналом для электронного дизайна и было много передовых статей. Возможно, одним из самых известных было предложение Артура Кларка и расчеты по использованию спутников на фиксированной орбите. Если вы хотите узнать больше о вычислительной технике, я бы посоветовал вам поискать более современный дизайн. Однако, если вас интересует история вычислений, это будет просто работа!

Основное различие между германиевыми и кремниевыми транзисторами в коммутационных цепях, будь то транзисторы PNP или NPN, состоит в том, что VBE для малого германия составляет около 0,3 вольт, тогда как кремниевые - около 0,7 вольт. Также германий более чувствителен к теплу, чем кремний, и может оказаться в тепловом ударе и разрушить себя. Кремний намного более прочен в термическом отношении, и именно поэтому он все еще используется (боже мой, 50 лет спустя!), А германий переведен в мусорную корзину или, возможно, в очень специализированные области применения, о которых я не знаю.

Что касается вашего вопроса, глядя на рис. 3, 4 и 5 на странице 5 статьи, я думаю, что вы могли бы заменить германиевые транзисторы PNP напрямую на маленький кремниевый PNP-транзистор, такой как BC557, 2N3906, BC328-25 или BC640, или любой другой дешевый кремниевый PNP-транзистор с малым сигналом, без каких-либо изменений в остальной цепи. Я уверен, что вы также можете заменить кремниевые диоды 1S130 в цепях AND и компаратора на более доступные кремниевые 1N914 или аналогичные.

Весь смысл схемы цифрового транзистора состоит в том, чтобы приводить транзистор в состояние насыщения, поэтому обычно базовый резистор рассчитывается так, чтобы это делалось в 10 раз больше Ibe, поэтому, во-первых, он довольно мал, и изменение 0,4 VBE не происходит. иметь большое значение для стоимости резисторов. Содействие этому насыщению заключается в том, что коэффициент усиления кремниевых транзисторов в 10 и более раз выше, чем у винтажного германия.

Единственное, что меня беспокоит, это то, что большинство кремниевых транзисторов имеют предел обратного VBE около 5 В. В моностабильной схеме, показанной на рис. 9, C2 будет приводить базу Tr2 в обратное смещение почти на величину отрицательного напряжения. Максимальный обратный ток VBE для большинства кремниевых транзисторов составляет около 5 В, поэтому ограничение источников питания до 5 В с этим справится. Если напряжение более 5 В, вы можете использовать диод 1N914 или аналогичный на базовом эмиттере Tr2, чтобы остановить это. Катод до 0В и анод до основания.

Попробуйте простые cct и посмотрите, работают ли они. Сейчас не так много, чтобы потерять цену транзисторов.

Да, тип транзистора имеет значение, если вы решите заменить оригинальную конструкцию, вам потребуется, по крайней мере, пересчитать окружающие резисторы и конденсаторы.

Причина в том, что разные транзисторы имеют разные параметры, например, пороговое напряжение может быть разным, разная чувствительность, сопротивление и т. Д. (И, вероятно, эти параметры не называются так на английском языке :))

Моя рекомендация состоит в том, чтобы начать строить ворота / биты памяти, тестировать их изолированно, наблюдать за воздействием тепла и затем начинать интегрировать их в компьютер.

Вы можете рассмотреть возможность покупки интегральных микросхем, уже обеспечивающих ворота / память.

Кроме того, это действительно хобби / дидактическое занятие, все, что вы достигнете, будет выполнено в десять раз быстрее и надежнее с помощью микроконтроллера за 1 доллар.