¿Importa si sustituyo los transistores de germanio con silicio?

Se especificaron porque era 1967, y los diodos de silicio todavía eran una tecnología incipiente. El germanio se descubrió por primera vez y se usó para diodos y transistores, y fue comercialmente abundante. Los transistores de silicio comenzaron a reemplazar el germanio, pero creo que no es lo suficientemente rápido para ese artículo.

Como se mencionó, desea utilizar la versión PNP como un 2n3907. Y tenga en cuenta que mientras trabajan de manera similar, los diodos de germanio tienen un voltaje de avance de 0.2 ~ 0.4 voltios en promedio, mientras que el silicio tendrá de 0.6 a 0.8 voltios. Por lo tanto, los transistores no actuarán de la misma manera exacta .

Este sitio muestra 3 problemas y soluciones para convertir un circuito de germanio para usar silicio. enlace en su mayor parte, deberá cambiar varios valores de resistencia para hacerlo trabajo .

Parece que los transistores en el artículo son de tipo PNP y su reemplazo propuesto es NPN, así que eso no va a funcionar. Pero creo que si eliges un transistor de silicio PNP, deberías poder hacerlo funcionar.

Simplemente genere y verifique las muestras de las diferentes puertas básicas (NO, NOR, OR y AND son las que se usan en el artículo) y las chanclas antes de intentar construir todo. Es posible que deba modificar algunos valores de resistencia para obtener el mejor rendimiento (potencia frente a velocidad).

Bueno, para empezar, los transistores de germanio tienen la polaridad opuesta a la de los transistores de silicio más comunes, como su 2N3904. Por lo tanto, debe intercambiar el más y el menos de su fuente de alimentación, más revertir todos los diodos .

Lo que me parece un poco extraño en los diagramas del artículo es el uso de una fuente de alimentación doble, con voltajes positivos y negativos. Además, el factor de amplificación del 2N3904 puede ser diferente, llegando a la saturación anterior (o posterior). La compuerta NOR en la página 5, por ejemplo, puede funcionar con solo dos entradas altas en lugar de una. El circuito de flip-flop también es sensible a los valores exactos de las resistencias. Así que construya algunos circuitos de prueba y vea si funcionan.

Y oh, reemplace los indicadores de neón con LEDs; mucho más seguro :)

Los transistores de germanio tienen propiedades muy diferentes del silicio. Los kits electrónicos Tandy Radio Shack "75 en uno" y "150 en uno" vendidos en la década de 1970 tenían transistores PNP de germanio y un NPN de silicona. Los transistores de germanio tenían características de rendimiento bastante "blandas" en comparación con las de silicio, pero por otro lado podían operar con voltajes más bajos. Uno de los proyectos, por ejemplo, fue un oscilador de audio que podía funcionar con una célula solar de 0.6 voltios, algo que no funcionaría con transistores de silicio.

Publicaste esto hace un año, así que no sé si todavía estás interesado. Afortunadamente, ya lo tienen todo resuelto, pero presento mi respuesta en beneficio de cualquier otra persona que tenga posibilidades en esta cadena.

El proyecto es bastante histórico y recuerdo que se publicó en el mundo inalámbrico en 1967, cuando estaba estudiando el tema de vanguardia de la electrónica (¡con muchas válvulas!). En ese momento, Wireless World era la principal revista para Diseño electrónico y tenía muchos artículos de vanguardia. Quizás uno de los más famosos fue la propuesta y los cálculos de Arthur C. Clarke para el uso de satélites de órbita fija. Si desea obtener más información sobre informática, le sugiero que busque un diseño mucho más moderno. Sin embargo, si está interesado en la historia de la computación, ¡este sería el trabajo perfecto!

La principal diferencia entre los transistores de germanio y silicio en los circuitos de conmutación, ya sean transistores PNP o NPN es que el VBE para el germanio pequeño es de aproximadamente 0,3 voltios, mientras que los de silicio son aproximadamente 0,7 voltios. También el germanio es más sensible al calor que el silicio y puede acabar en fuga térmica y destruirse a sí mismo. El silicio es mucho más robusto térmicamente y es por eso que todavía se usa (¡Dios mío, 50 años después!) Y el germanio ha sido relegado a la caja de chatarra o quizás a usos muy especializados de los que no tengo conocimiento.

En cuanto a su pregunta, mirando las figuras 3, 4 y 5 en la página 5 del artículo, creo que podría reemplazar los transistores de germanio PNP directamente con un pequeño transistor de silicio PNP como BC557, 2N3906, BC328-25, o BC640, o cualquier otro transistor de silicio PNP de señal pequeña y económica, sin ningún cambio en el resto del circuito. Estoy seguro de que también podría cambiar los diodos de silicio 1S130 en los circuitos AND y comparador con un silicio 1N914 más disponible o similar.

El punto central de un circuito de transistor digital es conducir el transistor a la saturación, por lo que generalmente la resistencia de base se calcula para permitir 10 veces que Ibe haga esto, por lo que es bastante pequeña en primer lugar y un cambio de 0.4 VBE No va a hacer mucha diferencia en el valor de las resistencias involucradas. Ayudar a esta saturación es el hecho de que la ganancia de los transistores de silicio es un factor de 10 o más mejor que el germanio de la vendimia.

Lo único que me preocupa es que la mayoría de los transistores de silicio tienen un límite de VBE inverso de aproximadamente 5V. En el circuito monoestable de la figura 9, C2 impulsará la base de Tr2 en polarización inversa en casi el valor de la fuente negativa. El VBE inverso máximo para la mayoría de los transistores de silicio es de aproximadamente 5 V, por lo que limitar los suministros a 5 V se ocuparía de esto. A más de 5 V, entonces podría usar un diodo 1N914 o similar a través del emisor base de Tr2 para detener esto. Cátodo a 0V y ánodo a la base.

Pruebe los ccts simples y vea si funcionan. No hay mucho que perder con el precio de los transistores en la actualidad.

Sí, el tipo de transistor es importante, si decide reemplazar el diseño original, necesitará al menos volver a calcular las resistencias y los condensadores circundantes.

La razón es que los diferentes transistores tienen diferentes parámetros, por ejemplo, el voltaje de umbral puede ser diferente, la capacidad de respuesta, la resistencia, etc. (y probablemente estos parámetros no se llaman así en inglés :))

Mi recomendación es comenzar a construir puertas / bits de memoria, probarlos de forma aislada, observar el efecto del calor y luego comenzar a integrarlos en una computadora.

Puede considerar la compra de circuitos integrados que ya proporcionan las puertas / memoria.

Además, esto es realmente un hobby / esfuerzo didáctico, lo que logres se realizará diez veces más rápido y más confiable con un microcontrolador de $ 1.