Apakah penting jika saya mengganti transistor germanium dengan silikon?

Saya menemukan emas komputer hari ini dengan artikel yang luar biasa ini - ini merinci pembangunan komputer seri-bit digital berbasis 400 germanium transistor, sekitar tahun 1967. Sebelum saya mendapatkan harapan saya untuk menghabiskan sekitar $ 120 untuk membangunnya, saya perhatikan ia menentukan transistor germanium untuk konstruksi. Saya sedang mempertimbangkan untuk menggunakan ini sebagai pengganti - tapi saya tidak sepenuhnya yakin ini akan cocok. Apakah ada perbedaan voltase atau masalah kelistrikan lainnya yang akan muncul, atau dapatkah saya menganggapnya sebagai nilai nominal? Terima kasih untuk bantuannya!

Mereka ditentukan karena itu tahun 1967, dan dioda silikon masih merupakan teknologi. Germanium pertama kali ditemukan dan digunakan untuk dioda dan transistor, dan berlimpah secara komersial. Transistor silikon mulai menggantikan germanium tapi saya kira tidak cukup cepat untuk artikel itu.

Seperti yang disebutkan, Anda ingin menggunakan versi PNP seperti 2n3907. Dan perlu diingat bahwa sementara mereka bekerja dengan cara yang sama, dioda germanium memiliki tegangan maju rata-rata 0,2 ~ 0,4 volt, sementara silikon memiliki 0,6 hingga 0,8 volt. Jadi transistor tidak akan bertindak dengan cara yang persis sama .

Situs ini menunjukkan 3 masalah dan solusi untuk mengubah sirkuit germanium menggunakan silikon. http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htm untuk sebagian besar, Anda perlu mengubah beberapa nilai resistor untuk membuatnya berfungsi .

Sepertinya transistor dalam artikel adalah jenis PNP dan pengganti yang Anda usulkan adalah NPN, jadi itu tidak akan berfungsi. Tapi saya pikir jika Anda memilih transistor silikon PNP Anda harus bisa membuatnya bekerja.

Hanya membangun dan memverifikasi sampel dari gerbang dasar yang berbeda (BUKAN, NOR, ATAU, dan DAN adalah yang digunakan dalam artikel) dan sandal jepit sebelum Anda mencoba membangun semuanya. Anda mungkin perlu mengubah beberapa nilai resistor untuk kinerja terbaik (daya vs kecepatan).

Nah, untuk awalnya transistor germanium memiliki polaritas yang berlawanan dari transistor silikon paling umum, seperti 2N3904 Anda. Jadi, Anda perlu menukar plus dan minus catu daya Anda, plus membalikkan semua dioda .

Apa yang menurut saya agak aneh pada diagram dalam artikel ini adalah penggunaan catu daya ganda, dengan voltase positif dan negatif. Juga, faktor amplifikasi 2N3904 mungkin berbeda, masuk ke saturasi sebelumnya (atau lebih baru). Gerbang NOR pada halaman 5 misalnya dapat berfungsi dengan hanya dua input tinggi, bukan satu. Sirkuit flip-flop juga peka terhadap nilai-nilai tepat dari resistor. Jadi, buat beberapa sirkuit uji dan lihat apakah itu berfungsi.

Dan oh, ganti indikator neon dengan LED; jauh lebih aman :)

Transistor Germanium memiliki sifat yang sangat berbeda dari silikon. Peralatan elektronik Tandy Radio Shack "75-in-one" dan "150-in-one" yang dijual pada 1970-an memiliki transistor germanium PNP dan satu silikon NPN. Transistor germanium agak memiliki karakteristik kinerja "lembek" dibandingkan dengan yang silikon, tetapi di sisi lain mereka dapat beroperasi dari tegangan yang lebih rendah. Salah satu proyek, misalnya, adalah osilator audio yang dapat menjalankan sel surya 0,6 volt - sesuatu yang tidak akan bekerja dengan transistor silikon.

Anda memposting ini setahun yang lalu jadi saya tidak tahu apakah Anda masih tertarik. Mudah-mudahan Anda sudah mengetahui semuanya sekarang, tetapi saya kirimkan jawaban saya untuk kepentingan siapa pun yang memanfaatkan string ini.

Proyek ini cukup bersejarah dan saya ingat itu diterbitkan di Wireless World pada tahun 1967 ketika saya mempelajari subjek elektronik yang mutakhir (dengan banyak katup!) Pada saat itu Wireless World adalah majalah utama untuk desain elektronik dan punya banyak artikel canggih. Mungkin salah satu yang paling terkenal adalah proposal dan perhitungan Arthur C. Clarke untuk menggunakan satelit orbit tetap. Jika Anda ingin belajar lebih banyak tentang komputasi, saya sarankan Anda mencari desain yang lebih modern. Namun, jika Anda tertarik pada sejarah komputasi, ini hanya pekerjaan!

Perbedaan utama antara transistor germanium dan silikon dalam rangkaian switching, baik itu transistor PNP atau NPN adalah bahwa VBE untuk germanium kecil adalah sekitar 0,3 volt sedangkan yang silikon sekitar 0,7 volt. Germanium juga lebih sensitif terhadap panas daripada silikon dan dapat berakhir dalam pelarian termal dan menghancurkan diri mereka sendiri. Silikon jauh lebih kuat secara termal dan itulah sebabnya mereka masih digunakan (ya ampun, 50 tahun kemudian !!) dan germanium telah diturunkan ke kotak sampah atau mungkin penggunaan yang sangat spesialis yang saya tidak sadari.

Mengenai pertanyaan Anda, lihat gambar 3, 4 dan 5 di halaman 5 artikel, saya pikir Anda bisa mengganti transistor germanium PNP langsung dengan transistor PNP silikon kecil seperti BC557, 2N3906, BC328-25, atau BC640, atau transistor silikon PNP sinyal kecil murah lainnya, tanpa perubahan apa pun pada sisa rangkaian. Saya yakin Anda juga bisa mengubah silikon dioda 1S130 di AND dan sirkuit pembanding dengan 1N914 silikon lebih tersedia atau serupa.

Inti dari rangkaian transistor digital adalah untuk mengarahkan transistor ke saturasi, jadi biasanya basis resistor dihitung untuk memungkinkan 10 kali Ibe untuk melakukan ini, jadi cukup kecil di tempat pertama dan perubahan 0,4 VBE tidak terjadi untuk membuat banyak perbedaan dengan nilai resistor yang terlibat. Membantu kejenuhan ini adalah fakta bahwa penguatan transistor silikon adalah faktor 10 atau lebih baik daripada germanium vintage.

Satu-satunya hal yang membuat saya khawatir adalah kebanyakan transistor silikon memiliki batas VBE terbalik sekitar 5V. Dalam rangkaian monostable dari gambar 9, C2 akan mendorong basis Tr2 ke bias balik dengan hampir nilai pasokan negatif. VBE reverse max untuk kebanyakan transistor silikon adalah sekitar 5 V, jadi membatasi pasokan hingga 5 V akan berurusan dengan ini. Lebih dari 5V maka Anda bisa menggunakan dioda 1N914 atau serupa di basis emitor Tr2 untuk menghentikan ini. Katoda ke 0V dan anoda ke pangkalan.

Coba ccts sederhana dan lihat apakah mereka berfungsi. Tidak banyak ruginya dengan harga transistor saat ini.

Ya, jenis transistor penting, jika Anda memutuskan untuk mengganti desain aslinya, Anda perlu setidaknya menghitung ulang resistor dan kapasitor di sekitarnya.

Alasannya adalah bahwa transistor yang berbeda memiliki parameter yang berbeda, misalnya tegangan ambang mungkin berbeda, respons yang berbeda, resistansi, dll. (Dan mungkin parameter ini tidak disebut seperti ini dalam bahasa Inggris :))

Rekomendasi saya adalah mulai membangun bit gerbang / memori, mengujinya secara terpisah, mengamati efek panas dan kemudian mulai mengintegrasikannya ke komputer.

Anda dapat mempertimbangkan membeli sirkuit terintegrasi yang sudah menyediakan gerbang / memori.

Juga, ini benar-benar hobi / usaha didaktik, apa pun yang Anda capai akan dilakukan sepuluh kali lebih cepat dan lebih dapat diandalkan oleh mikro-controller $ 1.