Zadnji VFET - Sony TA-N7

[ilimzn]

Sa svim konektorima na mjestu, moguce je napokon poceti sa slagajem zicane forme i stavljanjem driver ploca na njihovo mjesto. Na zvucnicke se kleme spajaju originalne zice, uvinuti cetverci sa po dvije zice za svaki kontakt su tu u originalu:

N7_56.jpg

Zicana forma napajanja i signala prema izlaznom stupnju je takodjer poslozena. Spoj napajanja sa driver plocom je za sad jos u zraku, jer fali vod mase, koji ce, kao i u originalu, biti zalemljen:

N7_57.jpg

Tu cu malo glumiti TV emisiju o kuhanju i preskociti par sati u naprijed - ovaj dio posla je zapravo dosta dugotrajan, treba biti oprezan ne samo sa zicam kao takvim jer su relativno krhke (srecom ipak ne kao varijanta wire-wrapa sa krutim zicama), nego i sa redoslijedom lemljenja letvica s kontaktima - krivi redoslijed rezultira zicama koje se ne mogu raspetljati u nesto suvislo, bez da su nategnute ili cak ne dosezu kamo bi trebalo:

N7_58.jpg

A sad kratki povratak na zvucnicke kleme - po dimenzijama koje su date u dokumentaciji nije bas bilo sasvim jasno hoce li se moci vratiti originalni oklapajuci dijelovi za zvucnicke kleme, sve je to izgledalo jako 'na knap' - ali se ispostavilo da je ipak moguce. No, unutrasnja noseca ploca j emorala biti skracena sa strane prema cinchevima (vidi se na zadnjoj slici prethodnog posta( kako bi se mogli montirati oklopi. Ipak, toliko su blizu kontaktima da je ipak potrebno malo prevencije:

N7_59.jpg

Na gornjoj slici su dva komada tankog vitroplasta (0.5mm) s dvostruko ljepljivom trakom vec stavljenom s jedne strane, sve skupa je iskrojeno da ide sa unutrasnje strane oklopa, ovako:

N7_60.jpg

A evo i razloga - kontakti su zaista jako blizu. Inace u originalu imaju pricvrscenje 'na vijak' uz standardnu usicu za lemljenje, u ovom slucaju je rupa za vijak savrseno sjela da se u nju zalemi zica i dobije taman prostor da stanu oklopi - stalo je niti 0.5mm mjesta:

N7_61.jpg

Evo i oklopa na njihovom mjestu. Jos je potrebno par detalja pa da ozicenje bude kompletno - odvajac mase i misteriozni elektroliti od 22uF izmedju dvije tocke mase koje su inace spojene zicom samo malo naokolo, spojiti sekundare glavnih trafoa na plocu ispravljaca, te jednu od zica primara na prednju plocicu gdje se koristi za tinjalicu u prekidacu napajanja:

N7_62.jpg

Odvajac mase je za nijansu promijenjen, osim po jedan otpor izmedju mase svakog kanala i sasije (koja je spojena na uzemljenje), dodane su svakom otporu dvije antiparalelno spojene silicijeve diode, po prilici slicne 1N4001 - u formi adekvatno spojenog integriranog greca:

N7_63.jpg

A evo i spoja sekundara glavnih trafoa na plocu ispravljaca, i misterioznih elektrolita. Na slici se vidi po jedan primjer svakog, drugi na drugom kanalu je zrcalno simetrican:

N7_64.jpg

[ilimzn]

Vrijeme je za pozabaviti se sa izlaznim stupnjevuma. Prlicno zanimljiva izvedba 3 komplementarna para bipolarac-VFET kaskoda je rasporedjena na 4 plocice i jedno povece hladilo, skupa sa emiterskim otporima za bipolarce. Tu je naravno i cetverostruka dioda koja sluzi kao bias servo (termo senzor), te PTC otpor za iskljucivanje opterecenja kod pregrijavanja hladila. Na plocicama su jos i gate otpori za VFET-ove, te lokalni decoupler kondenzatori za svaki par:

N7_65.jpg

N7_66.jpg

N7_67.jpg

NAravno, kad se vec sve mijenjalo drugdje, onda ista stvar i ovdje. Pogotovo kad se radi o gate stopperima za VFET - to su oni notorni osigurac-otpori koji se znaju otvoriti sami od sebe. U tom slucaju originalni izlazni bipolarci koji izdrze cca 30V C-E, dobiju puni napon napajanja, cca 66V. Rezultat nije tesko pretpostaviti:

N7_68.jpg

Prije nastvka radova, svi VFET-ovi su provjereni na traceru. Na zalost, pokazalo se da je na kanalu na kojem se radilo, nije na kraju prezivio niti jedan P-kanalni VFET 2SJ18 - dva smo vec eliminirali prilikom rastavljanja, cisto mjerenjem koristeci 'dioda test' mod multimetra. Ovako izgledaju karakteristike ispravnog 2SJ18 s drugog kanala:

N7_69.jpg

A ovo se dobije kad se spoji preostali 2SJ18 koji na dioda test izgleda OK:

N7_70.jpg

Na zalost, to se poklapa i sa situacijom sa bipolarcima koje je neki naivni serviser ugurao unutra umjesto originala - iako imaju iste oznake, PNP tip je ocigledni fake. Svi do jednog su bili u kratkom spoju. Sto se dogodilo? Kada se preko njih pojavio bilo kakav napon, otisli su u kratki spoj, sto je dovelo sav napon naopajanja i maksimalnu struju kroz sva tri 2SJ18. U pokusaju da se izlaz odrzi na nuli, druga strana je radila isto, no tamo je disipacija podijeljena na bipolarce i VFET-ove. Pravi bipolarci su na kraju otisli u prekid, automatski iskljucivsi sve 2SK60. Rezultat - 2SK60 su prezivjeli, 2SJ18 nisu. Nakon podosta mjerenja rezervi iz ladice, uspio sam sloziti uparena tri 2SJ18.

Sa kompletnim setom VFET-ova, moze se napokon sloziti cijeli izlazni dio. U startu NE stavljam originalne bipolarce, niti njihove direktne zamjene, jer su inace problematicni (dozivljavaju relativno visoke Uce - potencijalno daleko preko maksimuma - ali s vrlo limitiranom strujom, prilikom clippinga ili strujnog ogranicenja, radi cega s vremenom degradiraju). Umjesto njih idu vrlo zanimljiv par D44H11 i D45H11:

N7_71.jpg

Evi i spomenutih tranzistora. Radi se tranzistorima koji su prvenstveno za uporabu kao brzi prekidaci. Minimalni Ft im je 50-80MHz, sto je vise nego dovoljno brzo za ovu aplikaciju (tesko dostizivo i najbrzim SANKEN LAPT-ovima), no imaju jos jednu izuzetno pozeljnu karakteristiku - gotovo konstantno pojacanje, bez obzira na struju i napon Uce. Tipicno se razlikuje za svega 10% od Ic reda milimapera do 8A, i od napona od svega koji volt pa do maksimuma od 80V. Na zalost, nemoguce je optimizirati tranzistor za sve ovo a ne zrtvovati neku drugu pozeljnu karakteristiku - a ovdje je to tzv SOA, tj. safe operatig area. Radi se o tome da unatoc limitu maksimalne disipirane snage, nije moguce rabiti bipolarce s bilo kojom kombinacijom struje i napona koji pomnozen daje istu tu snagu. Od nekog napona Uce na dalje, maksimalna struja nagloi pada ispod one koju bi davala snaga disipacije, djeljeno s tim Uce. To je radi pojave tzv. sekundarnog proboja, bez da puno duljim, ta pojava ima u sebi inherentnu pozitivnu povratnu vezu koja zavrsava termickim unistenjem strukture tranzistora. Kod ovih tranzistora taj je napon oko 30V. Medjutim, usporedimo to s originalima, kojima je MAKSIMALNI Uce 30V! Koristenjem rada kaskode, napon Uce e relativno nizak (tipicno do 25V) i raste iznad tog napona tek kod clippinga ili strujne zastite - ali u tim uvjetima je struja vrlo limitirana (do nekoliko desetaka mA). Medjutim, za razliku od originalnih tranzistora, maksimalni je napon Uce veci od maksimuma koji se uopce u sklopu moze pojaviti, cime nema vise problema degradacije:

N7_72.jpg

Sve skupa slozeno izgleda ovako:

N7_73.jpg

A sada, po prvi puta igdje na netu, izmjerene karakteristike ovakvog kompozitnog elementa. Mjerena je jedna 'NPN' strana, shema je u gornjem desnom kutu. Skala je za relativno niske napone (1V/div) i 200mA/div. Sto se vidi iz grafa?
Za pocetak, crvena linija pokazuje da postoji prilican naponski gubitak kroz ovakav element, cca 6V pri 2A emiterske struje. Zelena linija je doprinos emiterskog otpora od 0.47 ohma. Ostatak je sam VFET. Kako to? Radi se o tome da je sklop sam po sebi strujno samo-limitirajuci. Minimalni napon G-S VFET-a bi teoretski mogao biti 0V kada ne bi bilo pada napona na tom otporu i kad bi napon zasicenja na bipolarcu bio prakticno nula - a upravo pri Ugs=0, je struja kroz VFET maskimalna. Porast struje kroz sklop povecava negativni prednapon na VFET-u cime se strujs smanjuje. Uz to i sam VFET ima relativno veliki Rdson, malo preko 1 ohm. No, treba voditi racuna da je ovo mjerenje samo jednog para, dakle sa tri u paralelu, potrebno je 6A kroz izlazni stupanj da se pogubi 6V. Ujedno je ovo i razlog zasto je glavni napon napajanja znacajno visi od napajanja drivera - tocnije 12V visi. Ta razlika osigurava da naponski clipping nikada ne udje u valovitost napajanja, a sam karakter elementa omogucava da je clipping raltivno 'mekan' - rubovi su zaobljeni.
Osim toga, vidi se da je element ekstremno linearan. Iako s ovim malim tracerom mogu mjeriti do dvega 2A, treba uzeti u obzir da je maksimalna struja VFET-a 5A, a karakteristike D$$H11 pokazuju da je i daleko iznad te struje pojacanje nepromjenjeno. Pojacanje (beta) se moze izracunati iz razmaka linija, cinjenica da je razmak prakticno konstanta, ukazuje i konstantno pojacanje - iznosi cca 150. Ovakva se situacija pokazuje za struje od svega par mA kao i za napone od 200V! Zanimljivo je reci da ovakav kompozitni element moze podnjeti vece napone Ude nego svaki od elementat u njemu posebno - bipolarac izdrzi 80V, VFET 160V. Za male struje - prakticne i za izradu pojacala! - moze se raditi sa Ude od 200V.
Dakle, ovakav kompozitni element daje nesto sto se ponasa kao gotovo idealni bipolarac, s minimalnim ulaznim kapacitetom, bez pojave sekundarnog proboja, uz izuzetnu linearnost:

N7_74.jpg

[Master of disaster]

Pitam se, ako je to pojačalo toliko dobro (ili npr, Yamaha B1 i B2) koliko se isplati otkrivati toplu vodu "brljaveći" po kojekavim konstrukcijama ( Pri tome mi nije nikako namjera omalovažavati! Čisto se pitam, kada vidim koliko truda i vremena i znanja; je uložio npr dadod u svoja CFA pojačala (što nikako nije loše)) Nebi li bilo "najekonomičnije" sa inžinjerske strane, klonirati ova pojačala. Sigurno nebi bila jeftina za izgradnju, ali ni mnoge samogradnje iovako nisu jeftine...
Na primjer, bilo bi interesantno jedno ovakvo pojačalo usporediti sa nekom samogradnjom poput dadodove, dakle ne neki diy klon nečega nego neko pojačalao koje je netko uz velik ulog vremena i energije napravio sam.
Dakle ne mislim reć da se ne isplati konstruirati, dapače, treba konstrurirati, nego mislim sa aspekta da sam na internetu našao na puno mjesta kako su Yamahe B1 i B2 najbolje zvučeća tranzistoeska pojačala (što naravno ne znači da jesu) a koliko vidim iz ilimzinovih refresheva, ima nešto u tim VFETovima, pa bi to recima bila igra na sigurno.

[pinco]

Teško da se može išta kad nema odavno više VFET-ova, sve ako se šta nađe je reciklaža. Kolko se na tome isplati razvijat neku shemu ili sl., možda neko ko ima u zalihi koji komad, a onda ih je bolje utrošit ka ilimzn oživit jedan ovaki primjerak.

[moljac]

Pitam se, ako je to pojačalo toliko dobro (ili npr, Yamaha B1 i B2) koliko se isplati otkrivati toplu vodu "brljaveći" po kojekavim konstrukcijama ( Pri tome mi nije nikako namjera omalovažavati! Čisto se pitam, kada vidim koliko truda i vremena i znanja; je uložio npr dadod u svoja CFA pojačala (što nikako nije loše)) Nebi li bilo "najekonomičnije" sa inžinjerske strane, klonirati ova pojačala. Sigurno nebi bila jeftina za izgradnju, ali ni mnoge samogradnje iovako nisu jeftine...
Na primjer, bilo bi interesantno jedno ovakvo pojačalo usporediti sa nekom samogradnjom poput dadodove, dakle ne neki diy klon nečega nego neko pojačalao koje je netko uz velik ulog vremena i energije napravio sam.
Dakle ne mislim reć da se ne isplati konstruirati, dapače, treba konstrurirati, nego mislim sa aspekta da sam na internetu našao na puno mjesta kako su Yamahe B1 i B2 najbolje zvučeća tranzistoeska pojačala (što naravno ne znači da jesu) a koliko vidim iz ilimzinovih refresheva, ima nešto u tim VFETovima, pa bi to recima bila igra na sigurno.

To se i ja onak laicki pitam, zasto recimo kakvi kinezi nisu to vec isklonirani.
No cini mi se da bilo kakvo kloniranje ima jedan mali problem - dostupnost VFETova

[Master of disaster]

Nisam mislio na kineze i masovno, praktički industrijsko kopiranje. Manja količina tranzistora bi se možda (znam, znam, predpostavka je majka svih zaheba) mogla nabavit. Zar je moguće da danas ne postoje/ne proizvode se, tranzistori koji bi bili zamjena ovima?

[deleted user]

Logicno pitanje nakon ovih pretpostavki je zasto je uopce napustena proizvodnja VFET-ova??? Ekonomska neisplativost? Bolja arhitektura novi(ji)h tranzistora? Sva me ta prica oko VFET-ova neodoljivo podsjeca na hype vezan uz cijevi u odnosu na tranzistore nakon sto je masovna proizvodnja "vakuuma u staklu" prestala prije kakvih 50-ak godina...

[davidbraco]

Sve što je previše dobro treba uništiti. Čovac koji je izmislio brzu i jeftinu elektrolizu vode je ubijen 1998, jer bi svu igru oko nafte učinio bezvrijednom.Zamisli
samo natočiš malo vode u auto(o brodovima neču ni pričat) i on napravi na brzaka vodika i kisika baš kolko treba i potroši svega par miliampera struje za
tu elektrolizu(caka je navodno u rezonantnoj frekvi molekule vode pa potrošiš recimo 200 miliampera a ne 10 ampera za par litri vodika i kisika).

[Master of disaster]

Ok, znači VFETova nema. To mi se čini kao valjan razlog da se više ne razmišlja o tome.

Zašto su ih prestali proizvodit neznam, ovako kada čitam ilimzinov tekst pitam se; zbilja, zašto?

[Khadgar2007]

Ako se ne varam jedan od razloga(možda jedini) je ekonomska neisplativost. Proizvodnja košta ko svetog Petra kajgana.