Легендарные шляпки с чего начинался путь каждого советского радиолюбителя

[Admin]

Легендарные шляпки с чего начинался путь каждого советского радиолюбителя

Транзисторы MP39 и MP42 были краеугольными камнями советской любительской электроники, первыми германиевыми транзисторами, с которыми знакомилось большинство пионеров радиотехнического творчества в 60-е-70-е годы. MP расшифровывалось как маломощный плоскостной, цифра обозначала серию разработки. Внешне это были цилиндрические металлические корпуса диаметром около 8-10 мм и высотой 5-6 мм, действительно напоминающие миниатюрные шляпы или грибки.

Корпус штамповался из латуни или алюминиевого сплава, никелировался или хромировался для защиты от коррозии. Сверху наносилась маркировка. Тип транзистора MP39 или MP42, дата выпуска, иногда клеймо завода.

Снизу корпуса торчали три гибких вывода излуженной медной проволоки диаметром около полумиллиметра, эмиттер, база, коллектор. Расположение выводов было стандартизировано. Если смотреть на транзистор снизу, выводами к себе, то слева направо шли эмиттер, база, коллектор.

Это правило работало для большинства транзисторов серии MP, но были исключения, поэтому опытные радиолюбители всегда проверяли цеколевку по справочнику перед первым включением. Ошибка в подключении выводов приводила к мгновенному выходу транзистора из строя при подаче питания. MP39 и MP42 относились к типу PNP.

В них основными носителями заряда в базовой области были электроны, а в эмиттерной и коллекторной дырки. Для работы такого транзистора требовалось отрицательное напряжение на коллекторе относительно эмиттера. Напряжение питания составляло обычно от 3 до 9 вольт от батареек или аккумуляторов.

Максимальное коллекторное напряжение для MP39 составляло 15 вольт, для MP42 20 вольт. Максимальный ток коллектора был около 50 мА для обоих типов. Коэффициент передачи тока, обозначаемый как H21E или просто β, варьировался от 30 до 100 в зависимости от экземпляра.

Германиевая технология определяла как преимущества, так и недостатки этих транзисторов. Германия имела меньшую ширину запрещенной зоны по сравнению с Кремнием, что обеспечивала низкое напряжение открывания PN-перехода около 2-3 десятых вольта вместо 6-7 десятых для кремниевых транзисторов. Это делало германиевые транзисторы идеальными для схем с низким напряжением питания, работающих от 1-2 батареек.

Но обратной стороной была высокая температурная зависимость параметров и большие обратные токи переходов. При нагреве до 50-60 градусов, транзистор резко увеличивал обратный ток коллектора, точка покоя смещалась, схема переставала работать стабильно или вообще выходила из режима. MP42 был улучшенной версией MP39, разработанной чуть позже.

Основное отличие заключалось в более высоком допустимом напряжении коллектора и чуть лучшей высокочастотной характеристики. Граничная частота усиления для MP39 составляла около 500 кГц для MP42 до 1 МГц. Это делало MP42 предпочтительным для высокочастотных применений, хотя для большинства любительских конструкций разница была несущественной.

Оба транзистора были взаимозаменяемы в низкочастотных схемах, усилителях звука, мультивибраторах, генераторах, коммутационных устройствах. Массовость производства MP39 и MP42 делала их доступными. Заводы выпускали миллионы штук ежегодно для комплектации бытовой аппаратуры.

Транзисторные радиоприемники типа Speedola, Selga, Ocean были начинены этими транзисторами. Каждый приемник содержал 5-8 транзисторов в тракте усиления и преобразования сигнала. Магнитофоны использовали MP для усиления записи и воспроизведения.

Даже в продаже радиодетали MP39 и MP42 встречались регулярно, стоили копейки, были доступны любому школьнику. Проблема возникала с комплементарной парой, транзисторами типа NPN с противоположной проводимостью. Для многих схем требовались пары PNP и NPN транзисторов, работающих в двухтактных каскадах или симметричных схемах.

Комплементарным к MP39 и MP42 был транзистор MP37 структуры NPN. Но MP37 производились в значительно меньших объемах, применялись реже, в свободной продаже были дефицитом. Радиолюбители могли месяцами искать MP37 для конкретного проекта, обходя магазины, выпрашивая у знакомых, выпаивая из списанной аппаратуры.

Дефицит NPN транзисторов объяснялся технологическими причинами. Германиевая технология 60-х годов лучше подходила для изготовления транзисторов PNP типа. Для NPN требовались другие лигирующие примеси и режимы обработки.

Выход годных был ниже, себестоимость выше. Промышленность производила то, что было технологически проще и дешевле. В результате рынок был завален PNP транзисторами, а NPN оставались редкостью.

Альтернативой поиску MP37 было использование кремниевых транзисторов типа KT315 или KT312 структуры NPN, которые появились в начале 70-х и постепенно становились доступнее. Но кремниевые транзисторы имели другие параметры. Более высокое напряжение открывания, меньший коэффициент усиления на низких токах, другую температурную зависимость.

Схемы, рассчитанные на германиевые транзисторы, не всегда корректно работали с кремниевыми, без доработки. Приходилось пересчитывать номиналы резисторов смещения, подбирать рабочую точку заново. Кружки радиоэлектроники при пионерских дворцах и школах начинали обучение именно с MP39 и MP42.

Первый проект каждого кружковца, мультивибратор на двух транзисторах, мигающий двумя лампочками или светодиодами. Схема была классически простой. Два транзистора включены в перекрестную обратную связь через RC цепи.

Когда один транзистор открыт, конденсатор заряжается через резистор. После зарядки до определенного уровня, первый транзистор закрывается, второй открывается, процесс повторяется. Получается генератор прямоугольных импульсов с частотой, определяемой номиналами резисторов и конденсаторов.

Мультивибратор можно было использовать для мигания лампочками, для генерации звука в динамике, для тактирования цифровых схем, для создания азбуки Морзе учебного телеграфного ключа. Схема была универсальной, наглядной, работала практически всегда при правильном монтаже. Если не работала, искали ошибки в пайке, неправильно подключенные выводы транзисторов, перепутанные полярности электролитических конденсаторов.

После исправления схема оживала, лампочки начинали мигать поочередно, в кружке раздавался радостный возглас юного радиолюбителя. Звуковые генераторы и пищалки строились по той же схеме мультивибратора, но с частотой генерации в звуковом диапазоне, от нескольких сотен герц до нескольких килоберц. Выход подключался к миниатюрному динамику или пьезоизлучателю.

Получалось устройство, издающее писк или трель, меняющее тон при изменении номиналов времезадающих элементов. Использовалось для звуковых сигнализаторов, игрушечных излучателей, учебных телеграфных генераторов. Усилители звука на MP39 и MP42 были следующим этапом освоения транзисторной техники.

Простейший однокаскадный усилитель включал транзистор по схеме с общим эмиттером. Входной сигнал от микрофона или звукоснимателя подавался на базу через разделительный конденсатор. Резисторы в цепи базы и эмиттера задавали рабочую точку.

В цепь коллектора включался динамик через выходной трансформатор для согласования низкого сопротивления динамика с высоким выходным сопротивлением транзистора. Усиление составляло 20-50 раз по напряжению, чего хватало для усиления слабых сигналов дослышимого уровня. Многокаскадные усилители строились последовательным включением нескольких транзисторных каскадов.

Трехтранзисторный давал общее усиление в несколько тысяч раз, позволял получить приличную громкость даже от слабых источников сигнала. Проблемой было обеспечение стабильности режима и отсутствие самовозбуждения. Паразитные обратные связи через общий источник питания или монтажные емкости могли вызвать генерацию, усилитель превращался в генератор, в динамике раздавался виск или вой, приходилось тщательно разделять цепи питания фильтрующими РЦ-цепочками, укорачивать соединительные провода, экранировать критические участки схемы.

Радиоприемники на МП-транзисторах были вершиной любительского конструирования. Детекторный приемник с транзисторным усилителем низкой частоты был простейшим вариантом. Более сложные схемы включали усилитель высокой частоты, смеситель, гетродин, усилитель промежуточной частоты, полноценный супергетродинный приемник.

Для высокочастотных каскадов использовались специализированные ВЧ-транзисторы типа MP39B или MP42A с буквенными индексами, означающими улучшенные высокочастотные характеристики. Для усилителя низкой частоты и детектора годились обычные MP39 и MP42. Проверка транзистора была обязательно навыком радиолюбителя.

-

Попробуйте РЖДТьюб - видеохостинг для железнодорожников!

Простейший метод – прозвонка переходов мультиметром в режиме измерения сопротивления. База-эмиттер и база-коллектор представляли собой диоды, которые должны были показывать низкое сопротивление в прямом направлении при подключении плюса тестера к базе для PNP-транзистора и высокое в обратном. Между коллектором и эмиттером сопротивление должно было быть высоким в обе стороны.

Отклонение от этой картины указывало на дефект, пробой перехода, обрыв контакта, деградацию структуры. Более точная проверка требовала измерение коэффициента передачи тока. Собиралась простейшая схема – батарейка, резистор в базовой цепи, миллиамперметр в коллекторной цепи.

Подавая известный ток базы через резистор, измеряли ток коллектора. Отношение давало коэффициент усиления. Хороший транзистор MP39 или MP42 показывал бета от 30 до 100.

Ниже 30 считалось деградацией, транзистор годился только для неответственных применений. Выше 100 был подарком. Такие экземпляры откладывались для критических каскадов, где требовалось максимальное усиление.

Разброс параметров между экземплярами был значительным. Два транзистора из одной партии могли иметь коэффициент усиления, отличающийся в 2-3 раза. Это было нормой для технологии того времени.

Промышленность делила транзисторы на группы по коэффициенту усиления, маркировала цветными точками на корпусе. Красная точка означала одну группу, зеленая другую, синяя третью. Справочники содержали таблицы соответствия цвета и диапазона параметров.

Для симметричных схем, требующих подобранных пар транзисторов, отбирали экземпляры из одной группы с близкими параметрами. Температурная нестабильность германиевых транзисторов была головной болью конструкторов усилителей. Обратный ток коллектора, ток утечки через запертый переход, удваивался при нагреве на каждые 10 градусов.

Летом в жару усилитель, настроенный зимой, мог выйти из режима. Транзисторы открывались сильнее, ток покоя возрастал, искажения увеличивались. Приходилось применять температурную стабилизацию режима, включать резистор в цепь эмиттера без шунтирующего конденсатора, вводить отрицательную обратную связь по постоянному току.

Это снижало усиление, но обеспечивало стабильную работу в широком диапазоне температур. Выход транзисторов из строя был частым явлением. Германиевые транзисторы были чувствительны к перегрузкам потоку и напряжению.

Превышение максимального коллекторного напряжения приводило к пробою перехода. Транзистор превращался в проводник с низким сопротивлением между коллектором и эмиттером. Перегрев при пайке мог повредить кристалл.

Приходилось паять быстро, держа вывод пинцетом между местом пайки и корпусом для отвода тепла. Статическое электричество, разряд от наэлектризованной одежды или тела человека, пробивало тонкие переходы, выводя транзистор из строя. Защита от статики была неизвестна большинству радиолюбителей.

Транзисторы брались руками за выводы, хранились россыпью в коробках, где выводы касались друг друга. Профессионалы на заводах работали в антистатических браслетах, заземляли себя и рабочее место. Любители узнавали о статике постфактум, когда очередной транзистор переставал работать без видимой причины.

Хранение транзисторов велось в спичечных коробках, пластиковых контейнерах, коробочках из-под фотопленки. Выводы сгибались, чтобы транзисторы не рассыпались, маркировка оставалась видной. Накапливались десятки транзисторов, отсортированных по типам.

MP39 в одной коробке, MP42 в другой, редкие MP37 в отдельной коробочке, бережно хранимые, как сокровища. Периодически проводилась ревизия, проверка накопленных запасов, отбраковка подозрительных экземпляров в исполнение запасов из списанной техники или закупок. Списанные транзисторные приемники были источником транзисторов.

Приемник, выброшенный из засломанной ручки настройки или треснувшего корпуса, содержал 6-8 исправных транзисторов внутри. Разборка велась методично. Выпаивание транзисторов из платы, проверка каждого мультиметром, сортировка годных и бракованных.

Годные пополняли запасы, бракованные шли в металлолом или на учебные цели для тренировки пайки. К концу 70-х началось вытеснение германиевых транзисторов кремниевыми. Серия КТ, кремниевый транзистор, становилась все доступнее.

КТ315 и КТ361 были массовыми кремниевыми транзисторами, комплементарной парой NPN и PNP. Они имели лучшую температурную стабильность, более высокие допустимые напряжения, меньшие токи утечки. Стоили ненамного дороже, были доступны в продаже.

Постепенно схемы новых разработок переходили на кремниевые транзисторы. Германиевые оставались для ремонта старой техники и ретро-проектов. Но для поколения учившегося электроники в 60-е и 70-е, MP39 и MP42 оставались первой любовью.

Это были первые транзисторы, которые держали в руках, впаивали в схемы, через которые впервые заработал собранный своими руками мультивибратор или усилитель. Металлический корпус шляпка, три гибких вывода снизу, белая маркировка сверху. Этот образ запечатлелся навсегда.

Была особая магия в том моменте, когда после часов пайки, проверки, поиска ошибок, включаешь питание и схема оживает. Лампочки мультивибратора начинают мигать поочередно. Из динамика усилителя раздается звук, пока тихий и с искажениями, но звук.

В этот момент понимаешь, что транзисторы не просто детали с тремя выводами, а усилительные элементы, способные превращать слабый сигнал в сильный, управлять током, создавать колебания. Что электроника это не черный ящик, а понятная система, которую можно собрать, настроить, заставить работать. MP39 и MP42 были учителями терпения.

Схема не заработала с первого раза. Ищи ошибку. Проверяй полярность питания, правильность подключения выводов транзисторов, качество паек, номиналы резисторов, целостность конденсаторов.

Пройдись мультиметром по всем узлам, измеряй напряжение на выводах транзисторов, сравнивай с расчетными. Найди место, где что-то не так. Исправь, включи снова.

Работает? Радость. Не работает? Ищи дальше. Это был урок методичности, системного подхода к отладке, внимательности к деталям.

И когда после долгих мучений схема наконец заработала, когда все встало на свои места, когда понял, где была ошибка и как ее исправить, это давало чувство победы. Ты победил непонятную неисправность, заставил электронику подчиниться, собрал работающие устройства из горстки деталей и куска макетной платы. И два транзистора MP39 или MP42, впаянные в схему, были героями этой победы.

Маленькие металлические шляпки с тремя ножками, внутри которых кристалл германия размером с крупинку соли, совершал квантово-механическое чудо, управлял потоком электронов, усиливал сигналы, создавал колебания. Германиевая битва была не между транзисторами, а между радиолюбителем и дефицитом комплементарных пар. MP39 и MP42 были массовыми и доступными, составляли основу запасов.

MP37 были редкостью, каждый экземпляр ценился. Схемы проектировались с учетом доступности компонентов. Максимальное использование PNP транзисторов, минимальное NPN.

Двухтактные каскады заменялись однотактными, симметричные схемы асимметричными, лишь бы обойтись без дефицитных транзисторов противоположной проводимости. Когда удавалось достать MP37, это было событием. Транзистор бережно укладывался в отдельную коробочку, берегся для особого проекта.

Может быть для двухтактного усилителя мощности, где комплементарная пара обеспечивала линейное усиление без искажений типа ступенька. Может быть для симметричного мультивибратора с идентичными частями, где подобранная пара давала равные длительности импульсов. Использование MP37 было осознанным решением.

Транзистор не растрачивался на первый попавшийся проект. Сейчас MP39 и MP42 можно найти только в запасах старых радиолюбителей, в коллекциях винтажной электроники, в коробках со списанными деталями. Производство остановилось десятилетия назад, новых не бывает.

Но старые экземпляры часто остаются работоспособными. Германиевый кристалл деградирует медленно, если транзистор хранился в нормальных условиях. Можно взять MP39 50-летней давности, проверить мультиметром, впаять в схему и он будет работать.

Это связь с прошлым, с временем, когда электроника была понятной и осязаемой. Когда транзистор был не безликим SMD чипом размером с песчинку, а металлической шляпкой с тремя ножками, которую можно было держать в руках, рассматривать, припаивать толстым паяльником к текстолитовой плате. Когда схема из двух транзисторов была достижением, предметом гордости, поводом показать друзьям, как мигают лампочки мультивибратора.

Когда каждый транзистор был ценным ресурсом, который берегли, проверяли, использовали осмысленно, а не выбрасывали ленточными лентами с барабанов SMD монтажа. MP39 и MP42 были не просто транзисторами. Они были билетом в мир электроники для поколения, пропуском в радиокружки, основой первых проектов, учителями усиления и генерации, символами доступной любительской техники.

И маленькие металлические шляпки с гибкими ножками навсегда остались в памяти, как начало пути, первый шаг в электронику. Германиевая битва с дефицитом и непониманием, победа в которой открывала дверь в удивительный мир транзисторных схем, где три вывода и кусочек полупроводника творили чудеса усиления и управления током.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Комната совещаний.

Перенес: Admin. Держитесь и всего вам доброго.