El mejor transistor a usar para el amplificador de audio

Podrías compilar con éxito un amplificador de audio de muchos tipos diferentes de BJT. Será el circuito, no el transistor, lo que hará que el amplificador funcione bien. Elegiría partes de jellybean como 2N4401 (NPN) y 2N4403 (PNP) y me quedaría con ellas para todo excepto para los transistores de salida de potencia finales. Muchas partes podrían cumplir ese papel. Si tienes tus propios transistores de señal de jellybean favoritos, úsalos si lo prefieres. Los que mencioné tienen una ganancia razonable y pueden manejar hasta 40 V, lo que debería ser lo suficientemente bueno como para permitir que un amplificador impresione a su profesor.

Hay muchos transistores de potencia posibles para usar como salida final. Si apuntas a unos pocos vatios, probablemente iría con partes básicas como TIP41 (NPN) y TIP42 (PNP).

Una vez más, sin embargo, no es la elección del transistor lo que hará o deshará este proyecto. Ciertamente, puedes crear un amplificador de audio impresionante con los transistores que menciono, pero también puedes crear un desastre. Realmente depende del diseño. En audio, el ruido general y la distorsión armónica son prioridades altas. Estos provienen del cuidadoso diseño del circuito y la atención a estos parámetros en cada paso a lo largo del camino.

También puede usar otros tipos de transistores, como JFET o MOSFET. Aquellos requerirían una topología de circuito diferente para utilizarlos adecuadamente, pero también pueden usarse para hacer un buen amplificador. Ya que revisarán más detalladamente los detalles de BJT, me apegaría a ellos por ahora. Este será un gran ejercicio de aprendizaje. Diseñar un amplificador con un ruido muy bajo y una distorsión muy baja no es trivial.

Probablemente hará una etapa de salida de potencia más efectiva utilizando BJT para la misma cantidad de componentes en comparación con MOSFET. Utilizo la palabra eficaz para significar que su voltaje de salida oscilará más alto / más grande para la misma fuente de alimentación con BJT utilizados en un circuito simple de empujar y tirar. Esto se debe a que, para activar un BJT, solo necesita de 0,6 a 0,7 V, mientras que para obtener un MOSFET que suministre varios cientos de miliamperios es posible que tenga que conducir su compuerta con 3 o 4 voltios.

Nuevamente, esta será una simple etapa de salida de clase AB push-pull emisor-seguidor. Solo puede conducir los transistores de salida con una señal que esté restringida a los rieles de alimentación y, si se trata de (por ejemplo) 24 VCC, debería poder conducir una señal que sea de 22 Vp-p a los transistores de potencia. Dado que cada BJT "perdería" 0.7 voltios (debido a la unión del emisor de la base), el voltaje de salida máximo será de aproximadamente 20.6 voltios pico a pico. Si estuvieras usando mosfets, sería más como 14 voltios pico a pico en una carga decente.

Hasta ahora, tengo un poco de saludo con la mano en mi respuesta, solo haga su tarea sobre mosfets conectados como seguidor de la fuente y elija uno con el Vgs reducido (umbral) y examine la hoja de datos para ver cuánta unidad de puerta se necesita voltaje para que fluyan unos cientos de miliamperios.

Hay diseños más complejos que son bastante difíciles de poner en funcionamiento cuando los transistores de salida están conectados al colector o al drenaje pero, para un principiante, me mantendría alejado de ellos porque serán inestables si no están diseñados cuidadosamente y, Requiere más silicona para poder trabajar de manera efectiva.

Entonces, dado que no ha especificado la potencia de salida, la carga de los altavoces o los rieles de voltaje, diría que una etapa de salida de potencia BJT es probablemente la mejor opción. En cuanto a los otros transistores, me quedaría con los BJT: se han utilizado en decenas de miles de buenos diseños comerciales. Por supuesto, podría considerar una etapa de salida de clase A utilizando un transformador de salida. Probablemente valga la pena considerarlo, pero la desventaja es la pérdida de eficiencia debido a la polarización final del transistor.

Acabo de echar un vistazo a una etapa de salida bastante simple que muestra el arreglo de sesgo que probablemente necesitarás para un amplificador decente y encontré este: -

Vienede este sitio . Lo recomiendo porque parece tener una especificación decente y el sitio también recomienda una versión reducida sin los diodos / polarización. Personalmente creo que sería un buen comienzo para un principiante. El sitio analiza varias cosas sobre lo que se necesita para hacer una buena etapa de salida.

Puedes tomar el diseño básico y agregarle ganancia e intercambiar el amplificador operacional por transistores individuales si investigas un poco más.

Esta es una respuesta tardía, pero espero que pueda ayudar a alguien a hacer las mismas preguntas.

Prefiero los BJT, pero los MOSFET son muy fáciles de usar y pueden superar a los BJT en términos de fidelidad. Ambos pueden dar excelentes resultados, solo usa lo que prefieras. Los MOSFET generalmente pueden manejar voltajes de suministro más altos (mayores Vds máx.). Así que diseña con lo que te sientas más cómodo (en lo que se refiere al cálculo) y si te sientes igual de cómodo con ambos, usa random.org.

Para agregar a lo que dijo Andy aka, solo debes saber que necesitarás un diseño muy complejo para obtener 0.7V debajo de cada riel a medida que tu salida oscila. Esto se debe a que la etapa de amplificación de un amplificador BJT también necesita la señal para conducirlo, lo que normalmente reduce la tensión de uno de los rieles en aproximadamente un 10% (no me cite en ese número, es solo una regla general que uso) ). Y no creo que un amplificador de amplificador operacional impresione a un profesor. Al menos donde estudié, habría fracasado completamente si hubiera usado un amplificador operacional. Y además, el máximo que se puede obtener de una (con una etapa de controlador cuidadosamente diseñada) es de 18 W en 8 ohmios, esto es, utilizando un NE5532 si recuerdo bien. En general, solo estás viendo 10-15 W con un amplificador operacional. En primer lugar, un amplificador operacional requiere 5 minutos para el diseño y, en segundo lugar, la potencia es pésima.

Y para agregar, usar dos diodos para desviar una etapa de salida BJT no es particularmente la mejor idea, a menos que coincida con sus diodos y transistores perfectamente y conecte térmicamente los diodos y los transistores de salida. Los amplificadores BJT son muy susceptibles a la fuga térmica. Probablemente encontrará en la práctica que terminará con una corriente de polarización muy alta si utiliza diodos de señal normales. Use diodos rectificadores si va a usar diodos - 1N4001.

Define "performance". ¿Por qué estás interesado en la "eficiencia"? Los transistores se utilizan en amplificadores de audio de diferentes maneras. Usted tiene circuitos discretos de clase-a que se saturan bien como el famoso micrófono de consola Neve. Sobre el papel, los diseños de un amplificador operacional tendrán el mejor rendimiento (en realidad, colocar transistores separados frente a un amplificador operacional convencional probablemente se acerque al límite teórico de rendimiento). Pero, en general, tiene transistores de entrada, transistores de ganancia y transistores de salida.

Los transistores de entrada deben ser de bajo ruido. BJT tiende a ser un ruido más bajo si la impedancia de la fuente es correcta (para los amplificadores operacionales, puede consultar esto en la hoja de datos observando el ruido de voltaje / corriente que para NE5534A a 30Hz es ~ 5.5 / 0.0015 = 3k7). JFET tiene un ruido de corriente muy bajo, por lo que tienden a tener un mejor rendimiento de ruido con entradas de Z altas.

Los transistores de ganancia deben ser de bajo ruido y alta ganancia. No estoy seguro de lo que hace un buen transistor de salida. Ancho de banda o características térmicas tal vez.