2SK134 и 2SJ49: обзор и применение популярных MOSFET-транзисторов — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Каковы основные характеристики MOSFET-транзисторов 2SK134 и 2SJ49. Где они обычно используются. Какие есть современные аналоги этих транзисторов. Как правильно подобрать и заменить эти MOSFET в аудиоусилителях.

Содержание

Основные характеристики 2SK134 и 2SJ49

2SK134 и 2SJ49 — это комплементарная пара MOSFET-транзисторов, разработанная компанией Hitachi в 1980-х годах специально для применения в аудиотехнике. Давайте рассмотрим их ключевые параметры:

2SK134 — N-канальный MOSFET
2SJ49 — P-канальный MOSFET
Максимальное напряжение сток-исток: 160 В
Максимальный ток стока: 7 А
Рассеиваемая мощность: 100 Вт
Крутизна характеристики: 4-8 С/В
Корпус: TO-3

Какие особенности делают эти транзисторы популярными в аудиотехнике? Во-первых, это низкий уровень искажений при работе в линейном режиме. Во-вторых, хорошая линейность характеристик. В-третьих, малый уровень шумов. Все это позволяет создавать на их основе высококачественные усилители мощности.

Применение 2SK134 и 2SJ49 в аудиоусилителях

Где чаще всего можно встретить эти MOSFET-транзисторы? Основная сфера их применения — выходные каскады аудиоусилителей мощности. Вот несколько примеров популярных усилителей, в которых использовались 2SK134 и 2SJ49:

Hafler DH-220
Hafler DH-200
Adcom GFA-535
Adcom GFA-545
NAD 3020

Почему разработчики выбирали именно эту пару транзисторов? Основные причины:

Низкие искажения при работе в классе AB
Хорошая линейность характеристик
Высокая надежность и стабильность параметров
Возможность получить высокую выходную мощность

Типичная схема включения этих MOSFET в выходном каскаде — параллельное соединение нескольких пар транзисторов для увеличения выходного тока. При этом важно обеспечить хорошее согласование параметров используемых транзисторов.

Современные аналоги 2SK134 и 2SJ49

Поскольку оригинальные 2SK134 и 2SJ49 уже давно сняты с производства, возникает вопрос — какие современные транзисторы можно использовать для их замены? Вот несколько популярных вариантов:

2SK135 и 2SJ50 — прямые аналоги от Hitachi
2SK1058 и 2SJ162 — улучшенные версии от Toshiba
2SK1530 и 2SJ201 — современные MOSFET от Renesas
IRFP240 и IRFP9240 — мощные MOSFET от International Rectifier

При выборе замены важно учитывать не только электрические параметры, но и особенности конструкции конкретного усилителя. Например, в некоторых схемах может потребоваться подбор транзисторов по коэффициенту усиления или пороговому напряжению.

Особенности подбора и замены 2SK134/2SJ49

Если вы решили заменить оригинальные 2SK134 и 2SJ49 в своем усилителе, обратите внимание на следующие моменты:

Проверьте совместимость по напряжению и току. Параметры замены должны быть не хуже оригинала.

Учитывайте разброс параметров. Желательно подбирать транзисторы попарно.
Обратите внимание на корпус. Не все современные MOSFET доступны в корпусе TO-3.
Возможно, потребуется коррекция схемы смещения из-за отличий в пороговом напряжении.
После замены обязательно проверьте режимы работы усилителя и при необходимости проведите подстройку.

Правильно подобранная современная замена позволит не только восстановить работоспособность старого усилителя, но и потенциально улучшить его характеристики за счет более совершенных параметров новых транзисторов.

Измерение параметров MOSFET-транзисторов

Для правильного подбора и замены MOSFET важно уметь измерять их ключевые параметры. Какие методы и приборы для этого используются?

Измерение порогового напряжения Vgs(th) с помощью специализированного тестера

Определение крутизны характеристики gfs путем снятия передаточной характеристики
Проверка сопротивления канала в открытом состоянии Rds(on)
Измерение токов утечки затвора и стока

Важно помнить, что обычные мультиметры не подходят для полноценного тестирования MOSFET. Для точных измерений требуется специальное оборудование — характериографы, анализаторы полупроводников и т.п.

Схемотехнические особенности применения 2SK134/2SJ49

При проектировании усилителей на базе этих MOSFET разработчики часто используют следующие схемотехнические решения:

Параллельное включение нескольких пар транзисторов для увеличения выходной мощности
Применение схем термокомпенсации для стабилизации тока покоя
Использование истоковых резисторов небольшого номинала для выравнивания токов
Защита затворов от перенапряжений с помощью стабилитронов
Оптимизация цепей обратной связи для улучшения линейности

Правильная реализация этих решений позволяет максимально раскрыть потенциал 2SK134 и 2SJ49 и получить высококачественный усилитель с отличными параметрами.

Перспективы применения MOSFET в современной аудиотехнике

Несмотря на то, что 2SK134 и 2SJ49 были разработаны более 30 лет назад, MOSFET-транзисторы до сих пор широко применяются в аудиотехнике. Каковы перспективы их использования?

Разработка новых типов MOSFET с улучшенными параметрами
Применение SiC и GaN транзисторов в мощных усилителях
Использование MOSFET в цифровых усилителях класса D
Создание гибридных схем на основе MOSFET и биполярных транзисторов

Можно с уверенностью сказать, что MOSFET-транзисторы и дальше будут играть важную роль в развитии аудиотехники, обеспечивая высокое качество звучания и надежность работы усилителей.

Замена на 2sk134/2sj49 ? | diyAudio

13.01.2017 9:12

13-01-2017 9:12

обычно не проблема заменить оригинальные 2SK134/2SJ49 на 2SK135/2SJ50. Но будет еще одна проблема, которую нужно решить. Насколько мне известно, Хафлер сделал предварительный выбор этих полевых транзисторов Угсом. Видно, что оригинальные полевые транзисторы пронумерованы от 2 до 5, в зависимости от Ugs. Особенно на DH-220 и DH-200, где два FET находятся в параллельной конфигурации.

Да, 2sk135/2sj50 являются отличными запчастями, но здесь есть еще одна проблема: схема
DH-220 показывает, что имеется 2 пары выходных МОП-транзисторов на канал, подключенных параллельно без резисторов источника, что означает, что необходимо точное согласование между МОП-транзисторами.

той же полярности. В противном случае следует ожидать субоптимальной работы.

13-01-2017 11:18
#4
13-01-2017 11:18

Если вам трудно найти оригинальные детали TO-3, вы можете также рассмотреть возможность использования деталей 2SJ160/1/2 и 2SK1056/7/8 TO-3P, если я правильно помню, они физически совместимы с TO-3 и можно вставить прямо в пространство для ног, расстояние от одного из монтажных отверстий точно такое же, как у TO-3, просто согните внешние ножки и припаяйте их на место, а среднюю ножку можно подключить через другое монтажное отверстие.
который остался от ТО-3.

13-01-2017 19:52
#5
13-01-2017 19:52

schillg11 сказал:
Привет,
обычно не проблема заменить оригинальные 2SK134/2SJ49 на 2SK135/2SJ50. Но будет еще одна проблема, которую нужно решить. Насколько мне известно, Хафлер сделал предварительный выбор этих полевых транзисторов Угсом. Видно, что оригинальные полевые транзисторы пронумерованы от 2 до 5, в зависимости от Ugs. Особенно на DH-220 и DH-200, где два FET находятся в параллельной конфигурации.
Мне кажется, что предложений по 2SK135/2SJ50 в сети больше, но остерегайтесь подделок.
Нажмите, чтобы развернуть…
Не знаком с ugs, но вы правы, 134 отмечены 3, 49 — 4 (на другом хорошем канале напротив). Я предполагаю, что это какая-то форма соответствия, такая как Hfe? На самом деле не имеет значения, 3 это или 4, по-видимому, пока они одинаковы. Я не сомневаюсь, что получу/найду подходящую пару, даже если бы у меня был какой-то способ определить, что это ugs. Итак, вопрос в том, что для неспециалиста (а не для профессионального аудиофила, который может определить разницу между искажениями 0,1% и 0,01%), действительно ли будет заметен непревзойденный набор, или это что-то более практичное, что измеряет только оборудование?
Если вам трудно найти оригинальные детали TO-3, вы можете также рассмотреть возможность использования деталей TO-3P 2SJ160/1/2 и 2SK1056/7/8, если я правильно помню, они физически совместимы с TO-3 и могут можно вставить непосредственно в пространство для ножек, расстояние от одного из монтажных отверстий точно такое же, как у TO-3, просто согните внешние ножки и припаяйте их на место, а среднюю ножку можно подключить через другое монтажное отверстие, которое осталось от ТО-3.
Ugs или Vgs (напряжение между затвором и истоком) управляет током между стоком и истоком MOSFET (Id или Ids). Сопоставление — это процесс, который вы выполняете для выбора частей с одинаковым идентификатором при применении одного и того же Vgs.
Если вы запараллеливаете несогласованные части без истоковых резисторов, один из запараллеленных МОП-транзисторов всегда будет проводить больший ток, чем другой, и это оказывает заметное влияние на производительность усилителя. Вам придется либо подобрать полевые МОП-транзисторы, либо изменить схему, введя резисторы истока (что также заметно изменит характеристики усилителя).
Лучше всего покупать подходящие пары из надежного источника.
Учитывая, что я вряд ли найду две пары *совпадающих* (до сих пор не видел, чтобы кто-то искал их таким образом), я понимаю, что это повлияет на производительность, но вопрос возвращается к тому, действительно ли неспециалист сможет сказать ?
Учитывая, что я вряд ли найду две пары *совпадающих* (до сих пор не видел, чтобы кто-то искал их таким образом), я понимаю, что это повлияет на производительность, но вопрос возвращается к тому, действительно ли неспециалист сможет сказать ?
Итак, если я всех понимаю — использую ли я exicon, AFL, Sj55/SK175, sj50/sk135 и т. д., это не имеет значения с точки зрения равного объема, соответствующего оригиналам другой стороны sj49/sk134, независимо от того, установлена ли громкость на 1, 5 или 10, оба канала будут равны, и мне не нужно будет увеличивать какие-либо предохранители или вносить какие-либо изменения в схему (исключение AFL, поскольку он переходит от двух частей к одному). Это важный момент, который, я думаю, не был четко сформулирован до сих пор.
обычно не проблема заменить оригинальные 2SK134/2SJ49 на 2SK135/2SJ50. Но будет еще одна проблема, которую нужно решить. Насколько мне известно, Хафлер сделал предварительный выбор этих полевых транзисторов Угсом. Видно, что оригинальные полевые транзисторы пронумерованы от 2 до 5, в зависимости от Ugs. Особенно на DH-220 и DH-200, где два FET находятся в параллельной конфигурации.
Сюжет становится гуще, когда я узнаю об этом больше.
Поскольку на клеммах динамика было постоянное напряжение, я «предположил», что один или несколько канальных транзисторов закорочены. Я поместил их на свой тестер транзисторов B&K 520, «предполагая», что он идентифицирует NPN и PNP, короткие замыкания и т. д. Когда это произошло, я не смог окончательно определить, какой это тип (в этой модели вы случайным образом подключаете все три провода и циклически повторяете swith, и он идентифицирует различные контакты, к которым вы подключены), но поскольку он показал две настройки, где обычно был бы только один, и при каждой настройке показывал утечку тока, я «предположил», что это плохо. Не менее 3 из 4.
Оказывается — совершенно неподходящий тест для мосфета. Теперь я понимаю подход мультиметра (например, построить быструю зарядку на затворе, увидеть его на стоке и прийти к выводу, что два 2SK134, кажется, в порядке, и это два SJ49 (один из которых я «предполагал, что он в порядке», что плохие. Я сделал еще несколько сравнительных чтений со старым тестером транзисторов с хорошими канальными (оба типа) и теперь почти убежден, что моя проблема заключается только в SJ49. Что для меня не имеет смысла, так это то, что они не показывают короткое замыкание (если это не происходит при каком-то высоком напряжении), как я мог получить постоянное напряжение на клеммах динамика?0005
, поскольку у вас есть только две дополнительные пары, выходное сопротивление слишком велико для использования с громкоговорителями,
, но вы можете использовать их для усилителя для наушников, если хотите.
Если вы пропускаете 20 мА через драйвер, вам даже не нужно включать их в цепь NFB, если она у вас есть.
Не нужно так быстро сдаваться. Покопайтесь в дизайне Elektor прошлых лет. Некоторые из дизайнов, которые приходят на ум, — это дизайны AXL, Mini Crescendo и Crescendo. Предполагается, что последний имеет репутацию генератора, но с моим собственным дизайном печатной платы у меня было очень мало проблем с запуском этого усилителя. Тогда есть конструкция Elektor мощностью 1 кВт, но тогда вам понадобятся четыре пары мосфетов.
В качестве альтернативы, взгляните на статью Рассела Брендена под названием «Класс B в новом классе» в журнале Electronics World за 2000 год (точно не помню, в каком месяце). Используйте ту же схему и замените мосфеты, предложенные автором, на имеющиеся у вас. Я могу заверить вас, что у него блестящий звук. Это конструкция класса B с модифицированной петлей обратной связи, которая делает звук усилителя похожим на несимметричный усилитель класса A. Я использовал пару 2SK1058/2SJ162 с этой конструкцией с большим успехом.
Еще одна замечательная конструкция, в которой используется точно такая же пара МОП-транзисторов, что и у вас, — это Electronics World, разработанная Джоном Линсли Худом. Он появился где-то в 1995, 1996 годах. По словам Дж. Л. Худа, такой дизайн звучит очень открыто и наименее оскорбительно. У Electronics World есть служба старых выпусков, и они могут помочь вам с фотостатическими копиями оригинальных статей.
Боюсь, вы путаете статьи. Статья Рассела Брендена была озаглавлена «Новая топология класса B мощностью 100 Вт» и появилась в EW в июне 2000 г. Статья «Класс B в новом классе» была написана Майком Ренардсоном и опубликована в EW в апреле 1998 г. Подробную информацию об этом усилителе можно найти здесь. на веб-сайте Майка:
, и дизайн усилителя Hitachi по-прежнему актуален сегодня . … просто обновите его с помощью текущих источников и добавьте несколько устройств с каскодом и немного начальной загрузки, и у вас есть усилитель хорошего качества, который превосходит большинство так называемых Hi-Fi. ресивер/усилители доступны сегодня.
Кстати, в этой статье автор говорит об использовании вертикальных полевых транзисторов, а не о тех, которые используются в схеме латеральных типов. Если я правильно помню, именно Helix на этом форуме упомянул, что он использовал в этой конструкции последние Mosfets от Exicon. Я успешно использовал 2SK1058/2SJ162 после того, как сжег пару IRF9.540/540.
вертикальные МОП-транзисторы (также известные как шестигранники) в основном предназначены для переключения и поэтому могут иметь более высокие искажения …. но они также имеют более высокую крутизну и более низкие значения Rds (on), что является плюсом, и они обычно стоят менее 1/5 боковых видов.
Ничего себе, это был быстрый ответ, через несколько минут после моего сообщения. Кстати, в мартовском номере журнала Electronics World за 1999 год было несколько статей на звуковую тематику. Можно ли получить копии этих статей (в печатном или электронном виде). Я готов заплатить за них.
Единственная статья, которую я имею от EW за март 1999 года, — это статья Колина Вонфора «Класс A до 300 Вт». Напишите мне, если хотите копию. Если в этом выпуске есть другие статьи, которые вас интересуют, дайте мне знать, какие, и я схожу в (относительно) местную библиотеку и получу копию. Хотя мне может понадобиться несколько недель, чтобы добраться туда.