Est-ce important de remplacer des transistors au germanium par du silicium?

J'ai trouvé de l'or informatique aujourd'hui avec cet article étonnant - il détaille la construction d'un ordinateur numérique à base de bits à transistor 400 germanium, vers 1967. Avant de faire espérer dépenser environ 120 $ pour le construire, j'ai remarqué qu'il spécifiait des transistors en germanium pour construction. Je considérais en utilisant ces en remplacement - mais je ne suis pas tout à fait sûr que ce serait approprié. Y a-t-il des différences de tension ou d'autres problèmes électriques qui pourraient survenir, ou puis-je le prendre directement pour sa valeur nominale? Merci pour l'aide!

Ils ont été spécifiés car c'était en 1967, et les diodes au silicium étaient encore une technologie naissante. Le germanium a été découvert et utilisé pour la première fois pour les diodes et les transistors, et était commercialement abondant. Les transistors en silicium ont commencé à remplacer le germanium mais je suppose que ce n'est pas assez rapide pour cet article.

Comme mentionné, vous souhaitez utiliser la version PNP comme un 2n3907. Et gardez à l'esprit que bien qu'elles fonctionnent de manière similaire, les diodes au germanium ont une tension directe de 0,2 à 0,4 volts en moyenne, tandis que le silicium aura de 0,6 à 0,8 volts. Les transistors n'agiront donc pas exactement de la même manière manière.

Ce site présente 3 problèmes et solutions pour convertir un circuit de germanium en silicium. http://www.hawestv.com/transistorize/germanium1.htm pour la plupart, vous devrez modifier plusieurs valeurs de résistance pour le faire fonctionner .

Il semble que les transistors de l'article soient de type PNP et que votre remplacement proposé soit NPN, donc cela ne fonctionnera pas. Mais je pense que si vous choisissez un transistor en silicium PNP, vous devriez pouvoir le faire fonctionner.

Il vous suffit de créer et de vérifier des échantillons des différentes portes de base (NOT, NOR, OR et AND sont celles utilisées dans l'article) et des tongs avant d'essayer de construire le tout. Vous devrez peut-être modifier certaines valeurs de résistance pour obtenir les meilleures performances (puissance vs vitesse).

Eh bien, pour commencer, les transistors au germanium ont la polarité opposée à la plupart des transistors au silicium courants, comme votre 2N3904. Vous devez donc échanger le plus et le moins de votre alimentation, et inverser toutes les diodes .

Ce qui me semble un peu étrange sur les diagrammes de l'article, c'est l'utilisation d'une double alimentation, avec des tensions positives et négatives. De plus, le facteur d'amplification du 2N3904 peut être différent, entrer en saturation plus tôt (ou plus tard). La porte NOR à la page 5, par exemple, peut fonctionner avec seulement deux entrées hautes au lieu d'une. Le circuit de bascule est également sensible aux valeurs exactes des résistances. Construisez donc quelques circuits de test et voyez s'ils fonctionnent.

Et oh, remplacez les indicateurs au néon par des LED; beaucoup plus sécuritaire :)

Les transistors au germanium ont des propriétés très différentes du silicium. Les kits électroniques Tandy Radio Shack "75-en-un" et "150-en-un" vendus dans les années 1970 avaient des transistors PNP en germanium et un NPN en silicium. Les transistors au germanium avaient des caractéristiques de performance plutôt "pâteuses" par rapport à ceux du silicium, mais d'un autre côté, ils pouvaient fonctionner avec des tensions plus faibles. L'un des projets, par exemple, était un oscillateur audio qui pourrait fonctionner avec une cellule solaire de 0,6 volt - quelque chose qui ne fonctionnerait pas avec des transistors au silicium.

Vous l'avez posté il y a un an, donc je ne sais pas si vous êtes toujours intéressé. J'espère que vous avez tout compris maintenant, mais je soumets ma réponse au profit de toute autre personne qui risque cette chaîne.

Le projet est assez historique et je me souviens qu'il a été publié dans le monde sans fil en 1967 alors que j'étudiais le sujet de pointe de l'électronique (avec beaucoup de valves!) À l'époque, Wireless World était le premier magazine de conception électronique et avait de nombreux articles de pointe. L'un des plus célèbres est peut-être la proposition et les calculs d'Arthur C. Clarke pour l'utilisation de satellites en orbite fixe. Si vous souhaitez en savoir plus sur l'informatique, je vous suggère de rechercher un design beaucoup plus moderne. Cependant, si vous êtes intéressé par l'histoire de l'informatique, ce ne sera que le travail!

La principale différence entre les transistors au germanium et au silicium dans les circuits de commutation, qu'il s'agisse de transistors PNP ou NPN, est que le VBE pour le petit germanium est d'environ 0,3 volt tandis que ceux du silicium sont d'environ 0,7 volt. Le germanium est également plus sensible à la chaleur que le silicium et peut se retrouver en fuite thermique et se détruire. Le silicium est beaucoup plus robuste thermiquement et c'est pourquoi ils sont toujours utilisés (mon Dieu, 50 ans plus tard !!) et le germanium a été relégué dans la junk box ou peut-être des utilisations très spécialisées que je ne connais pas.

Quant à votre question, en regardant les figures 3, 4 et 5 à la page 5 de l'article, je pense que vous pourriez remplacer les transistors PNP en germanium directement par un petit transistor PNP en silicium tel que BC557, 2N3906, BC328-25 ou BC640, ou tout autre transistor de silicium PNP à petit signal bon marché, sans aucune modification du reste du circuit. Je suis sûr que vous pouvez également changer les diodes au silicium 1S130 dans le ET et les circuits de comparaison avec un silicium 1N914 plus disponible ou similaire.

L'intérêt d'un circuit de transistor numérique est de conduire le transistor à saturation, donc généralement la résistance de base est calculée pour permettre à 10 fois l'Ibe de le faire, elle est donc assez petite en premier lieu et un changement de 0,4 VBE ne va pas pour faire beaucoup de différence dans la valeur des résistances impliquées. Aider cette saturation est le fait que le gain des transistors au silicium est un facteur de 10 ou plus meilleur que le germanium vintage.

La seule chose qui m'inquiéterait, c'est que la plupart des transistors au silicium ont une limite de VBE inverse d'environ 5V. Dans le circuit monostable de la figure 9, C2 entraînera la base de Tr2 en polarisation inverse de presque la valeur de l'alimentation négative. Le VBE reverse max pour la plupart des transistors au silicium est d'environ 5 V, donc limiter les alimentations à 5 V réglerait ce problème. Au-dessus de 5 V, vous pouvez utiliser une diode 1N914 ou similaire à travers l'émetteur de base de Tr2 pour arrêter cela. Cathode à 0V et anode à la base.

Essayez les ccts simples et voyez s'ils fonctionnent. Pas grand chose à perdre avec le prix des transistors de nos jours.

Oui, le type de transistor est important, si vous décidez de remplacer la conception d'origine, vous devrez au moins recalculer les résistances et les condensateurs environnants.

La raison en est que différents transistors ont des paramètres différents, par exemple la tension de seuil peut être différente, une réactivité, une résistance, etc. différentes (et probablement ces paramètres ne sont pas appelés ainsi en anglais :))

Ma recommandation est de commencer à construire des portes / bits de mémoire, à les tester isolément, à observer l'effet de la chaleur et à commencer à les intégrer dans un ordinateur.

Vous pouvez envisager d'acheter des circuits intégrés fournissant déjà les portes / mémoire.

De plus, c'est vraiment un passe-temps / didactique, tout ce que vous réaliserez sera réalisé dix fois plus rapidement et plus fiable par un micro-contrôleur à 1 $.