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Lançamento de Novos Projetos => Amplificadores transistorizados => Tópico iniciado por: Guilherme em 02 de Março de 2013, as 17:54:55



Título: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 02 de Março de 2013, as 17:54:55
Esse artigo, de um eng. de aplicaçoes da IR, dá conta de um amp que parece ser legal e utiliza mosfets tipo hexfet, certamente mais em conta do que os carissimos verticais/laterais V-MOS.

abraços

(http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_1.jpg) (http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_1.jpg)

(http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_2.jpg) (http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_2.jpg)

(http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_3.jpg) (http://www.audiolink.com.br/audiolink/imagens/mosfet32_3.jpg)


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 02 de Março de 2013, as 19:32:18
Não veio um layout nesse artigo?


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 03 de Março de 2013, as 07:53:17
Não veio um layout nesse artigo?

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-948.pdf


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Nefi em 03 de Março de 2013, as 08:56:28
Esse amplificador se sairia bem para guitarra?


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 04 de Março de 2013, as 19:18:38
Sem duvida Nefi, um otimo power para guitarras e contrabaixo.

Faria um bom par com o preamplificador TSW.

Todavia, não se engane com a simplicidade do circuito. Estagios de saida com mosfet em geral auto-oscilam, seja dentro da faixa de audio seja mais para cima.

Portanto é fundamental contar com um osciloscopio (pode ser um basico mesmo) e outros instrunentos de medição.

Normalmente é facil eliminar por completo esse problema, mas às vezes dá uma baita dor de cabeça....

Se você for tenta-lo, evite placa de circuito impresso. Faça a montagem com pontes de terminais aparafusadas diretamente no dissipador e 
faça tudo extremamente compacto, principalmente os componentes ligados nos mosfets.
Sendo um circuito com poucos componentes, duas pontes de 10...12 terminais, com os mosfets no meio, dá e sobra.

Atenção com os dissipadores, área de sobra nunca é demais, e só teste em 4 ohms depois de avaliar muito bem em 8.

O pdf que o Xformer postou é mais completo que o artigo que eu postei.

abraços

Guilherme






Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: guitar_luthier em 04 de Março de 2013, as 19:56:46
Interessante! quem sabe vamos ter um novo amplificador ai! Parabéns! pela postagem Guilherme.  :tup


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 04 de Março de 2013, as 21:14:20
Luthier, vou ver se arrumo um  tempo para fazer uma aranha desse cara. Se tudo correr bem é claro que vem praquí.
 
Alguem sabe onde encontrar, no Brasil, o par IRF532/9532 ?

Acho que a IR já terceirizou esses mosfets, talvez Vishay ?

abraços

Guilherme


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 04 de Março de 2013, as 21:48:04
O 532 tem na compomil e na eletronicaelshaddai.com... o 9532 não. Não consegui achar o 9532...
Será que da pra usar o par IRF530 / 9530? São mais faceis de se achar...


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 05 de Março de 2013, as 06:58:57
No próprio documento PDF eles usam o IRF530 e o IRF9530.  Agora é bom comprar várias peças a mais, porque eles queimam fácil fácil. E precisam de um bom dissipador (graaaaande) e serem isolados deles (a carcaça do encapsulamento é ligada ao dreno).


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 05 de Março de 2013, as 10:18:40
O bom é que eles são BEM baratos... com R$4,00~5,00 você compra os 2...
Para a fonte, usando transformadores comerciais, o indicado seria um 24+24V 5A, certo?
Mas para o capacitor da fonte, 2200uF não é pouco?
Melhor usar um 4700uF?
E Guilherme, você acha que mesmo com o PCB proposto, o risco de oscilação é grande?


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 05 de Março de 2013, as 17:45:51
Kem não fique tão contente, o problema desses mosfets é que eles foram feitos para aplicações onde eles trabalham como chaves (ou cortado ou saturado em plena condução), situação em que eles dissipam pouca potência (= esquentam muito pouco) e não como elementos amplificadores na região linear (onde eles esquentam barbaridade). Como eles sofrem de colapso térmico facilmente, qualquer abuso na carga ou alimentação e/ou subdimensionamento na refrigeração (pra piorar o encapsulamento TO220 deles é pequeno para a potência que eles tem que suportar nesse caso), e eles pifam.  Ao contrário dos 2SK1058/2SJ162 que foram feitos pra áudio e tem coeficiente térmico negativo (ou seja não precisam de reajuste de bias com a mudança de temperatura).  
Eu já montei amplificador (estéreo, mas outro esquema mais elaborado) com os IRF530/IRF9530 e já troquei várias vezes os mosfets (até reduzir pra metade a tensão de alimentação). Mas o som é ótimo.
Como eles pecam pela confiabilidade, eu não aconselho o IRF530/9530 em montagens pra áudio.


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 05 de Março de 2013, as 18:40:11
xformer, você sempre me cortando o barato...  :D
Brincadeira...
Mas a montagem de um ampli desses seria apenas por curiosidade. Pra mim, para uso com guitarras, o TDA7293/4 ainda é imbativel no quesito custo/beneficio/potencia.
Mas ja alertado, não vou forçar os mosfets.
E sobre oscilação no PCB... o que acha? Da pra montar nesse PCB sugerido?
Abraços.


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 05 de Março de 2013, as 19:02:17
Kem, o Xformer não está cortando o barato, ele está dando infos sobre os problemas que podem ocorrer e que ocorrem frequentemente até as coisas se ajustarem.

Para 60W em 4 ohms o dissipador deve ter no minimo 200x100mm com aletas de 40mm de altura, o que daria mais ou menos 0,5°C/W

O lado bom e´que se queimar meia duzia você não se joga pela janela  :D

Eu tentaria um layout tipo aranha antes de investir tempo em pci's.

A Vishay só tem o 530/9530, que foi o par utilizado no projeto original.

abraçao

Guilherme


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 05 de Março de 2013, as 19:15:52
Kem não fique tão contente, o problema desses mosfets é que eles foram feitos para aplicações onde eles trabalham como chaves (ou cortado ou saturado em plena condução), situação em que eles dissipam pouca potência (= esquentam muito pouco) e não como elementos amplificadores na região linear (onde eles esquentam barbaridade).
Não concordo com a última parte.  O comportamento do MOSFET depende mais do sistema do que do componente.  Na minha opinião, a falta de resistor de fonte é um grande vício de projeto nos estágio de saída simplificados utilizando MOSFET.
O resistor de fonte funciona como realimentação regenerativa, com tensão de polarização de gate constante, aumentando a robustez do circuito quanto á deriva térmica e queima instantânea em caso de curto-circuito.
Antigamente se poupava em número de componentes num projeto para ficar mais barato.  hoje em dia o maior custo é mão de obra. Então para funcionar melhor não deveria se poupar em componentes, já que a própria troca de um pode custar o preço de todos que estão na placa.

Costurando tudo: O problema é no projeto barato, não no transistor.

Inclusive, a maior sensibilidade do MOSFET utilizado em chaveamento , na minha opinião facilita o projeto analógico do estágio de saída e não dificulta.   Para um buffer, isso seria um ótima característica.  Inclusive, o 2SK1058 tem uma curva de transferência bem aguda, como os seus colegas de trabalho.

.... Como eles sofrem de colapso térmico facilmente, qualquer abuso na carga ou alimentação e/ou subdimensionamento na refrigeração (pra piorar o encapsulamento TO220 deles é pequeno para a potência que eles tem que suportar nesse caso), e eles pifam.  Ao contrário dos 2SK1058/2SJ162 que foram feitos pra áudio e tem coeficiente térmico negativo (ou seja não precisam de reajuste de bias com a mudança de temperatura).  

Veja que a vantagem de um 2SK1058 é a baixa corrente onde a estabilidade de IDss X VGSth  com a temperatura ocorre: em torno de 100mA.  Se estiver polarizado em classe AB naquela faixa de corrente trabalha bem, diferente de um IRF530 onde a faixa de estabilidade com a temperatura está nos 6A.

Também temos que tomar cuidado com qualquer amplificador de potência sem proteção contra curto-circuito na saída se o falante é comutado com jack ou externo ao amplificador.  Um deslize de ms e sai fumaça dos transistores de saída.

Abraços, T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 06 de Março de 2013, as 00:13:56
Guilherme, não se preocupe... o xformer é um amigo pessoal. Ele ja deve ter visto uns 200 projetos meus... hahaha De vez em quando ele "tosa" alguns...  :D
E eu sabia que já tinha visto esse par em outro projeto... foi num post meu mesmo...
http://www.handmades.com.br/forum/index.php?topic=1743.0
Até que tem bastante coisa deles na internet pra audio... quero ver é se funcionam bem sem queimar a toa.
Abraços.


Ps. E esse aqui: http://www.redcircuits.com/Page100.htm ? Que tal?


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 06 de Março de 2013, as 11:40:41
Vale a pena dar lida nesse artigo:

http://sound.westhost.com/articles/hexfet.htm

"Now you know why International Rectifier and other vertical MOSFET manufacturers don't recommend HEXFETs or their equivalent for linear applications - they are simply not designed for the purpose. Yes, they most certainly will work, but just be aware of the limitations. I suggest that high voltage, relatively low current devices are preferable to the reverse, as they will have an inherently higher RDS(on), and therefore a lower inflection point."


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 06 de Março de 2013, as 15:11:14
Resumo da ópera: laterais mosfets (V-MOS) funcionam linearmente mesmo em baixos Vgs e baixos Id, isso está claro nas curvas de saida. Já os Hex só são "mais lineares" em altos Vgs altos ID.

Mas porque, então, o Nelson Pass, da Pass Labs, só usa mosfeticos industriais em seus amps, isso desde inicio da decada de 1990, e são amps de 6k..10k para cima.....

Seu par preferido é o IRFP240/9240. Na PassLabs existe uma divisão climatizada selecionando esses mosfets o ano inteiro.

Falando de modo pratico, os verticais são muito mais indicados para audio, mas certamente existem bons pontos de operação para os Hexfets.

Kem, por 6 reais de mosfets e mais um punhado de componentes baratos, exceto transfo e dissipador, vale a pena brincar com esse circuito. Peça ajuda ao Xformer, que já tem experiencia com circuitos semelhantes, para quando você for testa-lo com os verticais 2SK1058/2SJ162, que tambem pode funcionar nesse circuito mas são bem mais caros.

Procure na rede e você vai ver esse circuito, exatamente como ele é, publicado na Haut Parleur e na japonesa MJ Magazine. 

Abraços

Guilherme



Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 06 de Março de 2013, as 19:17:31
Pra desfazer uma confusão sobre a terminologia sobre a estrutura dos mosfets (excertos dos AN9010 e AN558 da Fairchild):

(http://img833.imageshack.us/img833/6605/mosfet1.jpg)

(http://img845.imageshack.us/img845/4385/mosfet3.jpg)

(http://img20.imageshack.us/img20/1048/mosfet2.jpg)

(http://img708.imageshack.us/img708/6825/mosfet4.jpg)

Hexfets são mosfets verticais, onde as células são em formato hexagonal.





Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 06 de Março de 2013, as 19:37:50
Mas e esse circuito aqui? O que acharam dele? Viavel?
Usa os IRFP240/9240... 60E em 8ohms e 90W em 4ohms...

(http://www.redcircuits.com/Amp60.GIF)


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 06 de Março de 2013, as 21:24:05
Mas e esse circuito aqui? O que acharam dele? Viavel?
Usa os IRFP240/9240... 60E em 8ohms e 90W em 4ohms

O ruim é que esses mosfets já são mais caros (R$5 e R$8 cada), mas tem encapsulamento maior (TO247) e o circuito tem uns melhoramentos (fontes de corrente), além disso o texto do esquema diz que esses mosfets são bem resistentes.  Agora pra saber, só montando.
Agora se tiver que selecionar os transistores como o Guilherme citou que a Pass faz, então estamos na desgraça pois aqui no Brasil chegam o refugo dos rejeitos dos refugos em termos de componentes.
Vide o exemplo que alguns colegas tiveram com os TIPs em outro tópico aqui do fórum.



Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 06 de Março de 2013, as 23:56:52
Mas e esse circuito aqui? O que acharam dele? Viavel?
Usa os IRFP240/9240... 60E em 8ohms e 90W em 4ohms...
Estas fontes de correntes dele funcionam bem em CIs, mas com transistores discretos dão uma ruidama danada.  Não use.
Para aquele esquema, pode usar a fonte de corrente 3 desta figura:
(http://www.4qdtec.com/images/csm.png):
Pode também colocar um zener ou um diodo em série com TL341 + capacitor...  sendo preciosista.


Toda essa coisa de selecionar transistor é pra cobrir furo de projeto mal feito.   Como aquele projeto sem compensação de temperatura na polarização  utilizando os Tip41 e TIP42.  E a culpa ainda era do "transistor falsificado".

T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 07 de Março de 2013, as 09:28:02
Kem, vamos fazer uma montagem desse:

(http://img221.imageshack.us/img221/5671/p101f1.gif)

Tem toda explicação e especificações aqui:
http://sound.westhost.com/project101.htm

Eu vou desenhar o layout da placa, enquanto você compra os componentes (fáceis de achar).


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 07 de Março de 2013, as 11:22:43
Po xformer, não podia achar um com uns mosfets mais baratos?!?  :D
E que tal esse aqui? http://i224.photobucket.com/albums/dd161/hact4283/Sodo.jpg
Ja tem layout pronto... http://vnav.vn/forum/viewtopic.php?f=19&t=10246
Tem mais informações sobre ele aqui: http://320volt.com/160w-hifi-amfi-devresi-mosfet-irf240-irf9240/
Mas de qualquer forma... quinta da semana que vem (ou quem sabe antes) me torno indisponivel para qualquer projeto a curto prazo... ;)
Assim que eu estiver liberado por mim podemos montar os 2...


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 12:31:07
Po xformer, não podia achar um com uns mosfets mais baratos?!?  :D
Tem mais informações sobre ele aqui: http://320volt.com/160w-hifi-amfi-devresi-mosfet-irf240-irf9240/
Dou força.  Este acho que está bem legal!
Com essa configuração, aceita diversas tensões para a fonte, respeitando a tensão dos transitores.

T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 07 de Março de 2013, as 14:04:29
Dou força.  Este acho que está bem legal!
Com essa configuração, aceita diversas tensões para a fonte, respeitando a tensão dos transitores.
Patines, qual você achou legal?
O que o xformer postou ou o que eu postei?
160W com os IRFP240/9240 não é muito?


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 14:29:45
Dou força.  Este acho que está bem legal!
Com essa configuração, aceita diversas tensões para a fonte, respeitando a tensão dos transitores.
Patines, qual você achou legal?
O que o xformer postou ou o que eu postei?
160W com os IRFP240/9240 não é muito?
Sim a potência é muita.  160W só com bom dissipadores e instalação com pouca pasta térmica.  Mas dá pra usar em menor potência, com pouca ou nenhuma alteração.
Esse do link: http://320volt.com/160w-hifi-amfi-devresi-mosfet-irf240-irf9240/  é melhor projetado, não que seja o meu ideal de amplificador.  Mas como todos dizem, quer bem feito: faz tu mesmo.

O outro que o Xformer postou eu não gostei pelos motivos que já falei.  falta de resistor de fonte e pela fonte de corrente ruidosa utilizada...  Além de FET mosca branca.

T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 07 de Março de 2013, as 14:54:58
Patines... os 3 links que postei são do mesmo amplificador.
Mas ele da 90W em 8ohms... então melhor manter assim do que os 160W dos 4ohms...


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 15:27:38
Patines... os 3 links que postei são do mesmo amplificador.
Mas só olhei um link.


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: kem em 07 de Março de 2013, as 16:33:38
Patines... os 3 links que postei são do mesmo amplificador.
Mas só olhei um link.
Da uma olhada nesse aqui: http://vnav.vn/forum/viewtopic.php?f=19&t=10246
O PCB / Layout / esquema aparecem de cara.
Dei uma traduzida com o google e o cara disse que vai aposentar os Lm3886 e TDA7294 graças a esse amplificador...


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Guilherme em 07 de Março de 2013, as 16:58:20
Bem, o circuito postado pelo Xformer já não é um "circuitinho" é um "circuitão" !

Já tem transistores e V-MOS mais escolhidos na jogada. É um bom meio-termo entre os "circuitinhos" e os que pendem para o lado do Hi-Fi de alto  nivel.

Achei o preço do 2SJ162, na Multicomercial, muito barato, R$10,00. Esse mosfet está em torno de 7 euros em boas lojas na europa.

Já soube de pares "fake" desses mosfets", com Rds no nivel dos Hex, quer dizer, só testando.

Apenas como sugestão, um par TO3, tipo BUZxxx, talvez fosse melhor no lugar do 1058/162.

Xformer, grato pelas infos sobre as diversas estruturas MOS .

abraços

Guilherme



Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 17:24:45
Da uma olhada nesse aqui: http://vnav.vn/forum/viewtopic.php?f=19&t=10246

Sim..  foi esse que olhei.  O porém é que o LED, como outros semicondutores, varia a tensão nos seus terminais confrme muda a temperatura, o que vai fazer com que a corrente de polarização no circuito mude.

Gostei da maneira como a saída utiliza o Vbe dos transitores, não a tensão de gate dos FETs para derivar corrente, semelhante a um circuito darlington.  A variação dos transistores bipolares é bem conhecida, por isso é bem mais fácil fazer a compensação de temperatura neste circuito.

Abraços, T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 07 de Março de 2013, as 18:46:43

O outro que o Xformer postou eu não gostei pelos motivos que já falei.  falta de resistor de fonte e pela fonte de corrente ruidosa utilizada...  Além de FET mosca branca.

T+

No livro "High Power Audio Amplifier Construction Manual - 50W to 500W"  do G. Randy Slone (morto em 2010) ele explica sobre as vantagens dos mosfets laterais 2Sk1058/2SJ162, entre as quais a desnecessidade de resistores de fonte (mesmo para balancear a corrente em dispositivos em paralelo) e também não os usa em alguns projetos de amplificadores hi-end disponibilizados no livro (um dos melhores livros que eu tenho sobre amplificadores). Da mesma forma em dois projetos do livro, são usados o circuito de fonte de corrente que segundo você é ruidoso (o 4 da sua tabela). Eu gostaria de saber qual a razão e uma explicação para tal configuração de fonte de corrente ser ruidosa (por favor uma explicação simples para novato, sem entrar em física quântica ou coisa do gênero). Eu realmente não sei e não estudei a fundo sobre fontes de corrente com transistores.

Apesar deles serem caros, segundo ele, esses mosfets simplificam o projeto (na polarização, na proteção, no estágio de amplificação de tensão) e dão uma confiabilidade grande ao amplificador (ele chega a afirmar que eles são praticamente indestrutíveis e que mesmo nos raros casos de falha, não danificam os estágios anteriores).


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 21:03:27

No livro "High Power Audio Amplifier Construction Manual - 50W to 500W"  do G. Randy Slone (morto em 2010) ele explica sobre as vantagens dos mosfets laterais 2Sk1058/2SJ162, entre as quais a desnecessidade de resistores de fonte
A não necessidade de resistor de fonte, acho que tu é que deve nos explicar, já que não tenho acesso a este livro.   Se tu pudesse fazer este favor a todos e explicar o porque, eu ficaria feliz.  Respeito a opinião de meus colegas(Sr. Slone ou Sr Xformer), mas não é por respeitar que concordo sempre.  Neste caso, gostaria de saber o motivo, para existir a possibilidade de mudança de opinião.  Veja que minha opinião sobre o resistor de fonte é porque ele tem efeito de realimentação regenerativa, o que facilita a polarização.  A colocação ou não desse resistor depende do circuito, não depende pura e simplesmente do dispositivo(FET).

Da mesma forma em dois projetos do livro, são usados o circuito de fonte de corrente que segundo você é ruidoso (o 4 da sua tabela). Eu gostaria de saber qual a razão e uma explicação para tal configuração de fonte de corrente ser ruidosa (por favor uma explicação simples para novato, sem entrar em física quântica ou coisa do gênero). Eu realmente não sei e não estudei a fundo sobre fontes de corrente com transistores.
Este tipo de fonte de corrente é utilizado em CIs, que pressupõem transistores construídos em condições bem controladas e na mesma pastilha.  Seu bom funcionamento é somente uma teoria.  No mundo real, principalmente em transistores diferentes é de dificil utilização.  Eu diria que o uso deste tipo de fonte de corrente é característico de pessoa acadêmica.
O fato da junção base-emissor estar diretamente colocado no emissor do transistor que controla a corrente e de lá para o GND, faz com que no coletor deste, exista amplificação de ruído...  que passa novamente á base do transistor controlador de corrente.  Para evitar isso, no mundo real,  seria melhor colocar um resistor entre o emissor do transistor controlador de corrente e a base do transistor de referência, incluindo também um capacitor entre base e coletor do segundo.  De qualquer forma, existe uma grande variação do Vbe destes transistores, causando uma grande variação na corrente fornecida...  que ao meu ver, é ainda pior que ter ruído.
Monte um fonte de corrente destas, aplique num resistor e escute amplificada que tu saberá do que falo.  Compare com outra de zener na base do transistor com a mesma corrente.  O Zener, por ser geralmente de tensão bem maior que o Vbe do transistor, diminui as variações percentuais de tensão e por conseguinte, corrente.

Apesar deles serem caros, segundo ele, esses mosfets simplificam o projeto (na polarização, na proteção, no estágio de amplificação de tensão) e dão uma confiabilidade grande ao amplificador (ele chega a afirmar que eles são praticamente indestrutíveis e que mesmo nos raros casos de falha, não danificam os estágios anteriores).
Nem me apavorei tanto assim com o preço dos transistores...  o caso é que não se encontram de balaio por aí, o que pode dificultar sua reposição, coisa muito importante para a maioria dos handmakers.  Indestrutível nenhum componente é, mas os FETs geralmente aguentam melhor atrocidades que bipolares.

A etapa de impulso do power a mosfet, por ser de baixa potência e por utilizar fontes de correntes, neste tipo de "amplificadores operacionais" gigantes antes da etapa de potência são bastante difíceis de serem arrastados com os transistores de saída..  mas isso não é característica somente deste par, sim da configuração de amplificador que participa.

Não sei se é obvio o que vou dizer: estas são minhas opiniões baseadas nas minhas vivências, estudos e reflexões, mas acho que "acredite se quiser", pode estar tudo errado!

Abraços, T+


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: xformer em 07 de Março de 2013, as 21:49:49
A não necessidade de resistor de fonte, acho que tu é que deve nos explicar, já que não tenho acesso a este livro.   Se tu pudesse fazer este favor a todos e explicar o porque, eu ficaria feliz.  Respeito a opinião de meus colegas(Sr. Slone ou Sr Xformer), mas não é por respeitar que concordo sempre.  Neste caso, gostaria de saber o motivo, para existir a possibilidade de mudança de opinião.  Veja que minha opinião sobre o resistor de fonte é porque ele tem efeito de realimentação regenerativa, o que facilita a polarização.  A colocação ou não desse resistor depende do circuito, não depende pura e simplesmente do dispositivo(FET).

Bom eu traduzo (pode haver algum erro de tradução) então a parte que ele explica as características desses mosfets específicos, e de fato nos projetos em que a etapa só tem um par complementar, ele não usa os resistores de fonte (source), ele só usa nos que tem muitos pares em paralelo (para dividir melhor a corrente entre os mosfets - apesar de dizer o contrário), talvez a estabilidade do circuito de polarização explique a desnecessidade dos mesmos resistores de fonte:

Citar
1 - Mosfets laterais tem uma característica de transição de coeficiente de temperatura positiva para negativa em baixas correntes de dreno, tipicamente de 200mA ou menos. Em outras palavras, os mosfets laterais começam com um coeficiente de temperatura positivo como os transistores bipolares (BJT), mas logo que a corrente de dreno se torna significativa (maior do que 200mA), os mosfets laterais ficam com coeficiente de temperatura negativo, automaticamente limitando a corrente de dreno com o aumento da temperatura. Isso é uma característica ideal para aplicações de áudio de potência que elimina muito das complicações existentes em estágios de saídas com BJTs relacionadas à temperatura. Primeiro a tensão de polarização (Vbias) não precisa mais monitorar termicamente os dispositivos de saída. Isso elimina o transistor de polarização (i.e. o circuito do multiplicador de diodo) e preocupações com o monitoramento térmico preciso. Se for mais conveniente, os dispositivos de saída mosfets  laterais não precisam nem mesmo ser colocados no mesmo dissipador já que o monitoramento térmico não é mais necessário. Depois não é mais necessário incorporar resistores de fonte (i.e. análogos aos resistores de emissor nos circuitos com BJTs) com o objetivo de assegurar a correta divisão de carga ao dispositivos de saída em paralelo. O coeficiente de temperatura negativo dos mosfets laterais automaticamente corrigem os desbalanceamento de correntes.

2- Os mosfets laterais são imunes ao breakdown secundário. Essa característica não somente melhora as expectativas de confiabilidade mas também acaba com as necessidades de circuitos complexos de proteção de sobrecarga que existem nos BJTs. Os circuitos de proteção podem ser reduzidos a simples limitadores de tensão e corrente.

3- Os mosfets laterais não exibem características análogas aos efeitos de queda de beta do transistores de potência BJTs. Esta característica elimina um dos três maiores mecanismos de distorção inerentes  aos estágios de saída de potência.

4- Os mosfets laterais são definitivamente mais resistentes e tolerantes. Os dispositivos 2SK1058/2SJ162 que eu recomendo para os projetos deste livros  são literalmente indestrutíveis. Eles são intrinsecamente protegidos por diodos contra descarga de estática, imunes ao breakdown secundário e limitam automaticamente a corrente. (Fusíveis comuns de rápida fusão vão proteger realmente os mosfets laterais contra danos de sobrecorrente. Em contraste os BJTs sempre irão proteger os fusíveis). Pra concluir, é quase impossível destruir um desse dispositivos por acidente. A confiabilidade de qualquer amplificador de potência incorporando um estágio de saída com mosfets laterais será muito superior  a qualquer projeto utilizando BJTs no estágio de saída, mesmo se o estágio com BJTs for extensivamente protegido.

5- Os mosfets laterais, como todos dispositivos mosfets, são dispositivos de tensão. Isto é, eles não necessitam de uma corrente de drive maior do que a necessária para carregar suas capacitâncias de gate relativamente grandes. Consequentemente o efeito de carga sobre o estágio amplificador de tensão é mínimo. Essa característica ajuda a reduzir (ou eliminar) a distorção de carregamento do estágio amplificador de tensão e ajuda a simplificar o projeto do amplificador de tensão.

6- Não há efeito de carga-armazenamento nos mosfets laterais. Portanto são imunes a distorção por chaveamento.

7- Nos raros casos de falha, os mosfets geralmente falham de modo suave, significando que o gate curto-circuita para o source. Nos cenários de pior caso, o canal irá curto-circuitar, mas desses modos, muito raramente um mosfets pifado irá causar uma cadeia de destruição nos estágios anteriores (este tipo de destruição retroativa é chamada de destruição colateral).

8- A precisão da tensão de polarização necessária para o desempenho ótimo de um estágio de saída com mosfets laterais é muito menos crítica que para estágios comparáveis com BJTs. Isso significa que um estágio de saída com mosfet lateral será mais fácil de ajustar e vai manter melhor estabilidade da tensão de polarização no longo prazo.

9- Os mosfets laterais tem uma banda de resposta muito maior que os BJTs de potência. Eles são capazes de um chaveamento mais rápido que os BJTs devido à ausência de portadores de carga minoritários, que é a razão pela qual os mosfets são imunes à distorção de chaveamento. Porém, é debatível se uma banda mais larga é mais vantajosa no mundo real dos projetos de amplificadores. De qualquer forma, uma banda mais larga ajuda a manter a compensação do amplificador de ser instável.

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Este tipo de fonte de corrente é utilizado em CIs, que pressupõem transistores construídos em condições bem controladas e na mesma pastilha.  Seu bom funcionamento é somente uma teoria.  No mundo real, principalmente em transistores diferentes é de dificil utilização.  Eu diria que o uso deste tipo de fonte de corrente é característico de pessoa acadêmica.
O fato da junção base-emissor estar diretamente colocado no emissor do transistor que controla a corrente e de lá para o GND, faz com que no coletor deste, exista amplificação de ruído...  que passa novamente á base do transistor controlador de corrente.  Para evitar isso, no mundo real,  seria melhor colocar um resistor entre o emissor do transistor controlador de corrente e a base do transistor de referência, incluindo também um capacitor entre base e coletor do segundo.  De qualquer forma, existe uma grande variação do Vbe destes transistores, causando uma grande variação na corrente fornecida...  que ao meu ver, é ainda pior que ter ruído.
Monte um fonte de corrente destas, aplique num resistor e escute amplificada que tu saberá do que falo.  Compare com outra de zener na base do transistor com a mesma corrente.  O Zener, por ser geralmente de tensão bem maior que o Vbe do transistor, diminui as variações percentuais de tensão e por conseguinte, corrente.

Ok. Obrigado pela explanação.

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Não sei se é obvio o que vou dizer: estas são minhas opiniões baseadas nas minhas vivências, estudos e reflexões, mas acho que "acredite se quiser", pode estar tudo errado!

Mas as suas experiências e estudos com esses tipos de circuitos e sabe o comportamento real deles, é importante saber seu relato. Eu tenho o livro, mas o comprei pra montar os projetos que vieram nele. Mas eu não sou projetista de amplificadores e apenas os monto. Então sua opinião e experiência podem ajudar a identificar e escolher o melhor projeto a ser montado.

abs


Título: Re: MOSFET 2x32W mais em conta
Enviado por: Patines em 07 de Março de 2013, as 23:03:09
Obrigado pela tradução.  Concordo com grande parte do que foi escrito, e tenho bem consciência da estabilidade com a temperatura em baixas correntes..  citando a eu mesmo:
Veja que a vantagem de um 2SK1058 é a baixa corrente onde a estabilidade de IDss X VGSth  com a temperatura ocorre: em torno de 100mA.  Se estiver polarizado em classe AB naquela faixa de corrente trabalha bem, diferente de um IRF530 onde a faixa de estabilidade com a temperatura está nos 6A.

E no mesmo tópico:
Também temos que tomar cuidado com qualquer amplificador de potência sem proteção contra curto-circuito na saída se o falante é comutado com jack ou externo ao amplificador.  Um deslize de ms e sai fumaça dos transistores de saída.
Já queimei MOSFETs indestrutíveis quando era técnico porque o chefão disse que podia "ver se eram indestrutíveis". porém não posso afirmar que MOSFET era pois o meu buffer é curto.   O "Veio" Nunca mais pediu pra eu tentar queimar nada...  Mas queimei os dedos e também tive que consertar(o amplificador) depois.  Realmente só queimou um FET e quase saiu fogo do falante depois.  Concordo com o Sr Slone, é necessário colocar proteção contra sobrecorrente.  na minha opinião, mais quando o falante é comutado, pois geralmente é assim que queima o amplificador...  Pelo mesnos os que consertei.

Da  minha experiência, vejo que os FETS tem diferenças de corrente para uma mesma tensão entre gate e Source.  Essa pequena diferença, faz uma grande diferença na corrente, de maneira que um dispositivo pode queimar após o outro se estiverem em paralelo...  dependendo da diferença de corrente, algum sempre sai prejudicado.
Além disso, é de dificil ajuste a tensão para um baixa corrente no MOSFET, por exemplo 20mA, longe dos 100mA de estabilidae, caso não existam resistores de fonte.
Resumindo: estamos amarrados a uma corrente de polarização igual ou próxima da corrente de estabilidade do MOSFET.  Somos barcos levados pela corrente, o projeto nos manda!  Ainda é bom lembrar: 100mA X 60V = 6W.  Já vai amornando o bicho, imagina agora com uns 4 transistores...um classe AB bem desaforado.

Com resistor de fonte, podemos utilizar uma ampla gama de MOSFETs..  mas para isso temos que usar circuitos de compensação: um preço que estou disposto a pagar.

Continuo opinando que é necessário resistor de fonte para estes amplificadores que apareceram aqui,..  a não ser aquele último do KEM, onde realmente é dispensável...  mas a polariza é por Vbe de transistor bipolar.

-----------------------------XX-----------------------------Outro dia:

Li um interessante artigo, e considero o ultimo esquema(o 3 até agora), muito próximo do que eu considero ideal, a não ser a corrente de  polarização da etapa de saída, que acho muito alta(200mA).  Mas esse projeto agrada a todos, já que na saída está o famigerado par 2sk1058/2SJ162.  porém, este tipo de esquema não exclui a utilização de outros pares de FETs.  Mas pra botar defeito: não gostei que não tem multiplicador de diodos pra acoplar no dissipador.
O interessante é que mudou gradativamente o amplificador, sempre melhorando a fonte de corrente(última é com zener) e o último esquema tem espelhos de corrente e não bootstrap.

http://mosfetaudio-didik.com/jfet-mosfet-power-amplifier/ (http://mosfetaudio-didik.com/jfet-mosfet-power-amplifier/)

O esquema:
(http://mosfetaudio-didik.com/wp-content/uploads/2011/09/Fig-4.png)

A configuração global da saída(bipolar+FET) é seguidor de emissor, similar a este feito com bipolares:
(http://i.cmpnet.com/audiodesignline/2008/01/self_ch19_fig3at.jpg)

Eu usaria no amplificador a FET, os resistores de emissor como está na figura acima.

Abraços, T+


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