มันจะสำคัญหรือไม่ถ้าฉันแทนที่เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์ด้วยซิลิคอน?

ฉันพบคอมพิวเตอร์ทองวันนี้ด้วยบทความที่น่าอัศจรรย์นี้ - มันสร้างรายละเอียดของคอมพิวเตอร์เจอร์บิตแบบอนุกรม 400 เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์แบบดิจิตอล, ประมาณปี 1967 ก่อนที่ฉันจะได้รับความหวังในการใช้จ่ายประมาณ $ 120 เพื่อสร้างมันขึ้นมา การก่อสร้าง. ฉันกำลังพิจารณาที่จะใช้สิ่งเหล่านี้เพื่อทดแทน - แต่ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งนี้จะเหมาะสม มีความต่างศักย์ไฟฟ้าหรือปัญหาไฟฟ้าอื่น ๆ ที่จะเกิดขึ้นหรือไม่ ขอบคุณสำหรับความช่วยเหลือ!

พวกมันถูกระบุเพราะมันเป็นปี 1967 และไดโอดซิลิคอนยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่ เจอร์เมเนียมถูกค้นพบครั้งแรกและใช้สำหรับไดโอดและทรานซิสเตอร์และมีมากมายในเชิงพาณิชย์ ทรานซิสเตอร์ซิลิคอนเริ่มแทนที่เจอร์เมเนียม แต่ฉันเดาว่าไม่เร็วพอสำหรับบทความนั้น

ตามที่กล่าวไว้คุณต้องการใช้รุ่น PNP เช่น 2n3907 และโปรดจำไว้ว่าในขณะที่พวกเขาทำงานในลักษณะที่คล้ายกันไดโอดเจอร์เมเนียมมีแรงดันไฟฟ้า 0.2 ถึง 0.4 โวลต์โดยเฉลี่ยในขณะที่ซิลิคอนจะมี 0.6 ถึง 0.8 โวลต์ ดังนั้นทรานซิสเตอร์จะไม่ทำในสิ่งเดียวที่แน่นอนลักษณะ

ไซต์นี้แสดง 3 ปัญหาและแนวทางแก้ไขสำหรับการแปลงวงจรเจอร์เมเนียมให้ใช้ซิลิคอน http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htmส่วนใหญ่คุณจะต้องเปลี่ยนค่าตัวต้านทานหลายค่าเพื่อให้ทำงานได้

ดูเหมือนว่าทรานซิสเตอร์ในบทความเป็นประเภท PNP และการทดแทนที่คุณเสนอคือ NPN ดังนั้นมันจึงไม่สามารถใช้งานได้ แต่ฉันคิดว่าถ้าคุณเลือก PNP ซิลิคอนทรานซิสเตอร์คุณควรจะสามารถใช้งานได้

เพียงแค่สร้างและตรวจสอบตัวอย่างของประตูขั้นพื้นฐานที่แตกต่างกัน (ไม่ใช่, NOR, หรือและและเป็นสิ่งที่ใช้ในบทความ) และ flip-flop ก่อนที่คุณจะพยายามสร้างสิ่งทั้งหมด คุณอาจต้องปรับค่าตัวต้านทานบางตัวเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด (พลังงานเทียบกับความเร็ว)

สำหรับผู้เริ่มทรานซิสเตอร์เจอร์เมเนียมนั้นมีขั้วตรงข้ามจากทรานซิสเตอร์ซิลิคอนทั่วไปเช่น 2N3904 ของคุณ ดังนั้นคุณจำเป็นต้องสลับบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟของคุณรวมทั้งกลับไดโอดทั้งหมด

สิ่งที่ทำให้ฉันประหลาดในแผนภาพในบทความคือการใช้แหล่งจ่ายไฟคู่พร้อมแรงดันทั้งบวกและลบ นอกจากนี้ปัจจัยการขยายของ 2N3904 อาจแตกต่างกันไปสู่ความอิ่มตัวก่อนหน้านี้ (หรือภายหลัง) ยกตัวอย่างเช่นประตู NOR ในหน้า 5 อาจทำงานกับอินพุตเพียงสองตัวเท่านั้นแทนที่จะเป็นอินพุตหนึ่ง วงจรฟลิปฟล็อปยังมีความไวต่อค่าที่แน่นอนของตัวต้านทาน ดังนั้นสร้างวงจรทดสอบสักสองสามข้อแล้วดูว่ามันทำงาน

และแทนที่ตัวบ่งชี้นีออนด้วย LED ปลอดภัยมากขึ้น :)

เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์มีคุณสมบัติแตกต่างจากซิลิคอนอย่างมาก Tandy Radio Shack "75-in-one" และ "150-in-one" ชุดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ขายในปี 1970 มีทรานซิสเตอร์ PNP เจอร์เมเนียมและซิลิคอน NPN หนึ่งตัว เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์มีลักษณะการทำงานค่อนข้าง "อ่อน" เมื่อเทียบกับซิลิกอน แต่ในทางกลับกันพวกเขาสามารถทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า ยกตัวอย่างหนึ่งในโครงการคือออสซิลเลเตอร์เสียงที่สามารถวิ่งหนีโซลาร์เซลล์ขนาด 0.6 โวลต์ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่สามารถใช้งานได้กับทรานซิสเตอร์ซิลิคอน

คุณโพสต์เมื่อปีที่แล้วดังนั้นฉันไม่รู้ว่าคุณยังสนใจอยู่หรือไม่ หวังว่าคุณจะได้รับมันทั้งหมดโดยตอนนี้ แต่ฉันส่งคำตอบของฉันเพื่อประโยชน์ของคนอื่นที่มีโอกาสในสายนี้

โครงการนี้ค่อนข้างเก่าแก่และฉันจำได้ว่ามันถูกตีพิมพ์ใน Wireless World ย้อนกลับไปในปี 1967 เมื่อฉันศึกษาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ที่ล้ำสมัย (พร้อมวาล์วมากมาย!) ในเวลานั้น Wireless World เป็นนิตยสารชั้นนำด้านการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์และ มีบทความที่ทันสมัยมากมาย บางทีหนึ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือข้อเสนอและการคำนวณของ Arthur C. Clarke สำหรับการใช้ดาวเทียมวงโคจรคงที่ หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการคำนวณฉันขอแนะนำให้คุณมองหาการออกแบบที่ทันสมัยมากขึ้น อย่างไรก็ตามหากคุณสนใจในประวัติศาสตร์ของการคำนวณสิ่งนี้จะเป็นเพียงงาน!

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเจอร์เมเนียมและซิลิคอนทรานซิสเตอร์ในวงจรสวิตช์ไม่ว่าจะเป็นทรานซิสเตอร์ PNP หรือ NPN ก็คือ VBE สำหรับเจอร์เมเนียมขนาดเล็กประมาณ 0.3 โวลต์ในขณะที่ซิลิกอนประมาณ 0.7 โวลต์ เจอร์เมเนียมมีความไวต่อความร้อนมากกว่าซิลิคอนและสามารถอยู่ในความร้อนที่ควบคุมไม่ได้และทำลายตัวเอง ซิลิคอนนั้นมีความร้อนมากขึ้นและนั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไมพวกเขายังคงใช้งานอยู่ (ความดีของฉัน 50 ปีต่อมา !!) และเจอร์เมเนียมถูกผลักไสไปยังกล่องขยะหรือบางทีอาจเป็นเรื่องที่ผู้เชี่ยวชาญไม่รู้ตัว

สำหรับคำถามของคุณดูที่รูปที่ 3, 4 และ 5 ในหน้า 5 ของบทความฉันคิดว่าคุณสามารถแทนที่ PNP เจอร์เมเนียมทรานซิสเตอร์โดยตรงด้วยซิลิคอน PNP ทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กเช่น BC557, 2N3906, BC328-25 หรือ BC640 หรือ สัญญาณ PNP ซิลิคอนทรานซิสเตอร์ขนาดเล็กราคาถูกอื่น ๆ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงใด ๆ กับวงจรอื่น ๆ ฉันแน่ใจว่าคุณสามารถเปลี่ยน 1S130 ซิลิคอนไดโอดในและและวงจรเปรียบเทียบกับซิลิกอน 1N914 ที่มีมากกว่าหรือใกล้เคียงกัน

จุดทั้งหมดของวงจรทรานซิสเตอร์ดิจิตอลคือการขับทรานซิสเตอร์ไปสู่ความอิ่มตัวดังนั้นโดยปกติตัวต้านทานฐานจะถูกคำนวณเพื่อให้ Ibe ทำ 10 เท่าของสิ่งนี้ดังนั้นจึงค่อนข้างเล็กในตอนแรกและการเปลี่ยนแปลง 0.4 VBE จะไม่เกิดขึ้น เพื่อสร้างความแตกต่างอย่างมากกับมูลค่าของตัวต้านทานที่เกี่ยวข้อง การให้ความอิ่มตัวนี้เป็นความจริงที่ว่าการได้รับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนนั้นเป็นปัจจัยที่ดีกว่าเจอร์เมเนียมโบราณ 10 เท่าหรือมากกว่า

สิ่งเดียวที่จะทำให้ฉันกังวลก็คือทรานซิสเตอร์ซิลิคอนส่วนใหญ่มีข้อ จำกัด ของการย้อนกลับ VBE ประมาณ 5V ในวงจร monostable ของรูปที่ 9, C2 จะขับฐานของ Tr2 ไปสู่อคติย้อนกลับโดยเกือบจะเป็นค่าของปริมาณลบ VBE reverse max สำหรับทรานซิสเตอร์ซิลิคอนส่วนใหญ่มีค่าประมาณ 5 V ดังนั้นการ จำกัด วัสดุถึง 5 V จะจัดการกับสิ่งนี้ กว่า 5V แล้วคุณสามารถใช้ไดโอด 1N914 หรือคล้ายกันข้ามตัวส่งฐานของ Tr2 เพื่อหยุดสิ่งนี้ แคโทดถึง 0V และขั้วบวกกับฐาน

ลองใช้วิธีง่าย ๆ และดูว่าใช้ได้หรือไม่ ไม่มากที่จะสูญเสียราคาของทรานซิสเตอร์ในปัจจุบัน

ใช่ประเภทของทรานซิสเตอร์มีความสำคัญหากคุณตัดสินใจที่จะเปลี่ยนการออกแบบดั้งเดิมคุณจะต้องคำนวณอย่างน้อยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุรอบใหม่

เหตุผลก็คือทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันมีพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันเช่นแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์อาจแตกต่างกันการตอบสนองที่แตกต่างกันความต้านทานเป็นต้น

คำแนะนำของฉันคือการเริ่มต้นสร้างประตู / บิตหน่วยความจำทดสอบพวกเขาในการแยกสังเกตผลของความร้อนแล้วเริ่มรวมพวกเขาเข้ากับคอมพิวเตอร์

คุณอาจพิจารณาซื้อวงจรรวมที่มีอยู่แล้วให้ประตู / หน่วยความจำ

นอกจากนี้นี่คือความพยายามในงานอดิเรก / การสอนสิ่งที่คุณบรรลุจะได้รับการดำเนินการเร็วขึ้นสิบเท่าและเชื่อถือได้มากขึ้นโดยไมโครคอนโทรลเลอร์ $ 1