Thermal runaway?

[spuncut]

Kære forum
Lidt forstærkersnak og jeg er i tvivl om jeg har valgt at placere dette indlæg i det rette emne, men jeg går ud fra at der nok skal være en flink redaktør der kan flytte til det rette sted, hvis det er.
Indledning
I traditionelle AB-udgange ser man typisk en transistor der er koblet parallelt med Bias-potentiometeret og som er termisk koblet til - skruet fast på kølepladen. Denne transistor har til formål at forhindre Termisk Runaway idet den "skruer" ned for bias når temperaturen på kølepladen stiger. Denne konfiguration er nødvendig fordi spændingen over et silicium diodestræk falder med 2 mV/Grad, hvilket vil sige at den faste spænding der måtte ligge over transistorens base-emitter kommer til at resultere i en højere strøm, hvilket resulterer i en højere effekt, hvilket resulterer i en højere temperatur, hvilket resulterer i en lavere spænding over BE, ... højere strøm ... højere effekt ... temperatur... og vi har "thermal runaway".
En af årsagerne til at "vi holder af" Hafler-forstærkerene er at Mosfetterne der er anvendt stiger i Vgs (ved en given strøm) ved stigende temperatur. Forstærkeren er således selv i stand til at finde et ækvilibrium mellem bias og temperatur uden brug af ekstern sensortransistor og jo simplere et kredsløb er desto højere bliver den resulterende MTBF.
Men er der forstærkere baseret på BJT's der har selvstabiliserende bias?
Michael Beeny er en YT-guy:
https://www.youtube.com/@MichaelBeeny
som er god til at finde små "Hi-Fi-perler" på Ebay og han har kastet sin energi på en fiks lille og billig forstærker, ved navn "L12", hvor den seneste version (5) har nogle stabilitetsproblemer, men det er en anden snak.
https://www.ebay.com/itm/286183162577?v ... d_source=1
Her er et diagram:

L12 Diagram 01.png

Kilde:
https://www.youtube.com/watch?v=sWFeOsim0Wg
Og det er så her det springer mig i øjnene at denne forstærker IKKE har nogen biasstabilisator.
Det skulle det typisk være Q12 som ville være monteret på kølepladen, her er den termisk koblet til Q13, men ikke til kølepladen.
Forstærkeren er baseret på parret: NJW0302G/NJW0281G og her er databladet:
https://www.onsemi.com/download/data-sh ... 0281-d.pdf
Spørgsmålet lyder således: Hvordan slipper man afsted med en BJT-udgang UDEN ekstern termisk stabilisering?
Er det de anvendte udgangsbolsjer der der har nogle særlige egenskaber eller hvad er dit bud?
MVH Henning

[Skorpio]

Fordi bias transistoren er termisk forbundet med driveren, der givetvis ikke er på den store køleplade hvor udgangene sidder

[spuncut]

Fordi bias transistoren er termisk forbundet med driveren, der givetvis ikke er på den store køleplade hvor udgangene sidder

Hej Skorpio
Siger du man "tror på" at driverens (Q13) temperatur er ligefrem proportional med udgangstransistorenes temperatur?
Ellers må du lige bukke det i neon.
MVH Henning

[tctla]

Måske diagramfejl ift. Ver5.

Dette her er nok en ældre udgave, og her ser det ud til, at begge drivere plus bias stab. transistoren er monteret tæt, med printet som køleplade. Det vil formentlig give een eller anden form for bias stabilisering, men hvor effektiv den er, står hen...
Se:
https://www.ebay.com/itm/285647169356


Mvh,

/Torben

[Skorpio]

Fordi bias transistoren er termisk forbundet med driveren, der givetvis ikke er på den store køleplade hvor udgangene sidder

Hej Skorpio
Siger du man "tror på" at driverens (Q13) temperatur er ligefrem proportional med udgangstransistorenes temperatur?
Ellers må du lige bukke det i neon.
MVH Henning

Når udgangen er et komplementært par (driver og udgang), er det driverens VBE der styrer hvilestrømmen. Derfor er det også driveren der skal være i termisk kontakt med bias transistoren.
På en emitterfølger udgang er der udgangstransistorens VBE der styrer og derfor skal biastransistoren monteres på kølepladen.

Nu ligner diagrammet ikke helt et komplementært par (hedder også CFP eller Sziklai-kobling), men tror det har været tanken bag. På CFP skulle Q11s smitter vare tilsluttet på oversiden af R24.

Ikke et kredsløb jeg ville tilslutte højttalere

[Nillerviborg]

Spuncut..:

SI har en negativ Temperaturkoefficient på ca. 1.95 mV pr Deg. C - ikke 9mV.
Det er Grundstoffet's egenskab, og er fast.

Mvh. Lars

[spuncut]

Hej Lars
Tak for at få det på plads.
MVH Henning

[spuncut]

Fordi bias transistoren er termisk forbundet med driveren, der givetvis ikke er på den store køleplade hvor udgangene sidder

Hej Skorpio
Siger du man "tror på" at driverens (Q13) temperatur er ligefrem proportional med udgangstransistorenes temperatur?
Ellers må du lige bukke det i neon.
MVH Henning

Når udgangen er et komplementært par (driver og udgang), er det driverens VBE der styrer hvilestrømmen. Derfor er det også driveren der skal være i termisk kontakt med bias transistoren.
På en emitterfølger udgang er der udgangstransistorens VBE der styrer og derfor skal biastransistoren monteres på kølepladen.

Nu ligner diagrammet ikke helt et komplementært par (hedder også CFP eller Sziklai-kobling), men tror det har været tanken bag. På CFP skulle Q11s smitter vare tilsluttet på oversiden af R24.

Ikke et kredsløb jeg ville tilslutte højttalere

Det kan jeg godt få øje på. Desuden er der vel også nøje sammenhæng mellem strømmen i driveren og udgangstransistorene og grundet kollektorkoblingen er der jo ikke meget strømforstærkning i udgangen.
Jeg har engang anvendt en lidt lignende kaskadekobling på nogle strømforsyninger der var lavet til 1A, men skulle ombygges til at kunne levere 3A. En modstand i serie med det originale serieelement og en kraftigere transistors BE-stræk hen over modstanden, det var således meningen at den kraftigere transistor skulle "overtage" strømmen når den mindre transistor nærmede sig grænsen for hvad den kunne levere. Desværre var strømforsyningen ustabil ved lavere strømme, så der skulle brændes minimum 100 mA i en bleedermodstand før den blev stabil.
Et forsigtigt bud på hvorfor kollektorkoblingen er valgt kunne måske være at man ikke behøver at parre udgangstranserne mht. strømforstærkning?
MVH Henning

[Nillerviborg]

Skorpio; Spuncut ,

Vi skal vist lige have ryddet op i nogen begreber og lidt omkring Matching. ..:

Komplementært par = en NPN og en PNP der er "ens" .
Det er fx. 2sc5200 og 2sa1943 , BC639 og BC640, BC546 og BC556 - OG der er _Masser_ andre. Det har ikke noget med Driver og Udgang og gøre.

På en "traditionel" udgangsforstærker kan der sagtens være flere emitterfølgere i måsen af hindanden, tænk fx. PreDriver, Driver og Udgangstransistorer , alt sammen for at opnå en høj nok Strømforstærkning. I princippet skal alle disse Emitterfølgere være montere på samme køleplde, og være kompenseret "Af noget der holder Thermal Runaway i skak" Det er dog ikke usandsynligt / usædvanligt, at PreDriver trækker så lidt strøm pga. den samlede strømforstærkning at den ikke umiddelbart bliver varm, og der er heller ikke usandsynligt at man har en vBE Multiplier til at styre BIAS, der måske kompenserer flere gange pr. periode end der er Emitterfølgere til for netop at modvirke en ikke-køleplade-monteret PreDriver's RunAway. Kigger man i nogen gamle Pioneer diagrammer vil man måske finde nogen hvor det eneste der er til at modvirke er nogen STV2H eller 3H ( Dobbelt eller Trippel - Diode ) der sidder parallelt med samme antal B-E stræk i perioden, + måske en bette modstand for at spænding trods alt skal være høj nok til at transistorer bliver forspændt istedet for at ligge i CrossOver området . ( <-- = 1:1 kompensering )
Men har man en EmitterFølger i en udgang skal der kompenseres, ellers stikker det af.

På min Facebook Firma-side ligger et passende album omkring en Luxman M02, hvor vBE Multiplier' BIAS Styring samt erstatning af STV2H er ret godt beskrevet, samt lidt fix med "Kiks" af et brændt print, hvis man vi se lidt skåret ud i Pap omkring emnet, med farver og streger tegnet på Diagrammet.

Mhp. Matching af udgangstransistorer, har det i Udgangsforstærkere sjældent noget med Strømforstærkning at gøre, men i højere grad matching af vBE, således at sidder der flere parallelle Transistorer, så arbejder de alle sammen samtidig. Små forskelle udviskes af Emittermodstandene + Basismodstandende, store forskelle kan være Dræbende for forstærkerne, et godt eksempel er Luxman M6000 , hvor igen på min FB Firma-side ligger temperaturmålinger af resultatet af dårligt matchede transistorer, og begyndende Thermal RunAway som følge. ...
Det er sjældent man støder på kredsløb hvor funktion er betinget af Matchet strømforstærkning; man sætter for det meste ydre komponenter op for at styre systemforstækningen, så men netop ikke er afhængig af perfekt ens HFE på Transistorer - Jeg vil gå så langt som at kalde det dårligt design og gøre sig afhængigt af at HFE er ens. Bevares, der er steder hvor man forventer en given HFE for at have forstærkning nok i et trin, da er typisk valgt // specificeret i dokumentation at det er nødvendigt; Det kan fx. være NAD208 og 218, der er fx. steder hvor "Små Effekttransistorer" skal være E selektivitet i HFE, for at få ordentlig funktion ( fx. 2SC3503e som erstatning for den org., jeg ikke kan huske typen på ). ...

/ Lars