dissipazione diffusa...una tecnica concettualmente sbagiata

[doc elektro]

Erano gli anni 70,molti anni fa.

I transistor di potenza erano pochi,rari e costosi. E avevano prestazioni di emme.

SE noi osserviamo un qualunque schema di amplificatore PRO a transistor vediamo una grande quantità di finali in parallelo per suddividere corrente e dissipazione. Bene la stessa tecnica applicata a transistor molto più piccoli.

Una tecnica che ha trovato pochissimi estimatori sebbene non desse cattivi risultati era la dissipazione diffusa. Ossia realizzare la parte "critica" del finale ossia la coppia complementare con tanti piccoli transistor in parallelo. Transistor di modesta potenza come i BD 135-136 oppure addirittura i microscopici BC 337-327

Vediamo qualche datasheet

https://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC337-D.PDF

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/BD135-D.PDF

I primi parlano chiaro,possono dissipare un massimo di 0,5 W in condizioni ideali. In teoria troppo poco per costruire qualunque cosa sia diverso da un modesto finale per cuffia o al massimo un "classe AB" vicino al watt

Tuttavia vediamo cosa succede se ne mettiamo una ventina in un parallelo con resistenze di compensazione.
Se è vero che Pd = Pd(sing) x 20 ....una decina di watt

Considerando una tensione singola compresa tra 12 e 24 volt (insomma....un giradischi amplificato anni 70) si può tirare fuori un finale vicino ai 15 watt con componenti di costo ridicolo e sopratutto considerando ZERO la tolleranza costruttiva che si compensa tra tutti e 20.

In un periodo dove i più "tabbozzi" dei transistor,ossia quei cessi più piccoli del TO3 ma con la stessa forma (AD 161 e similari) avevano dei HFE di 8 o 10 qui staremo sui 100....insomma non c'è n'è! Inoltre avendo a disposizione un guadagno più elevato si complicava meno la parte di pilotaggio.

Come dico sempre è tutto oro quello che luccica?

Ovviamente no.
-Se statisticamente le tolleranze erano compensate in realtà si sarebbe verificato comunque che il transistor più elevato avrebbe fatto passare dal suo interno una quantità di corrente maggiore e si sarebbe avvicinato pericolosamente ai suoi limiti costruttivi .
-la dissipazione di una ventina di piccoli transistor affiancati o comunque molto vicini avrebbe aumentato la temperatura dell'aria in quella zona e quindi la temperatura di lavoro del transistor,anche qui rischio fusione.
-avere a che fare con piste lunghe anche 20 cm con sopra il segnale audio di uscita avrebbe portaro SICURAMENTE rogne capacitive,dal taglio superiore che non sarebbe stato quello "calcolato" al più palpabile rischio di autoscillazioni

E la domanda sarebbe questa ossia ....avrebbe avuto senso costruire un amplificatore 4 volte più grosso,con pochissimi vantaggi in campo timbrico,e sopratutto molto più costoso e delicato per risparmiare l'uso (e le complicanze) di transistor tabbozzi con scarse prestazioni?

La risposta è ovviamente NO,in un periodo nel quale per i costruttori contava solo il guadagno e poco tutto il resto nessun "stereorama" o compattone del periodo era uscito con questa soluzione.

Qualora (e poco importa se è un autocostruttore o una fabbrica) realizzasse una cosa del genere sarebbe un suicidio economico,specialmente con l'arrivo dei primi integrati di potenza,si pensi alla serie TDA

Veniamo ora a utilizzare nella nostra simulazione o prova i più muscolosi BD 135 .
Qui c'è un grande vantaggio ossia il fatto che di fatto è già un transistor di potenza vero e proprio anche se piccolo.

Il nostro presunto accoppiamento di 20 unità avrebbe avuto qualche vantaggio in più.
Essendo un transistor in grado di dissipare una dozzina di watt avremmo potuto raggiungere i dati dei primi transistor di potenza (si pensi ai 2SA909 e 1307 usati nei giapponesoni) con un guadagno più elevato e più facilità di pilotaggio.

Ma i vantaggi sarebbero comunque finiti qui,in quanto la realizzazione di un dissipatore complesso e bucato come uno scolapasta avrebbe portato via tutto. Inoltre il montare a mano una sfilza di 40 transistor avrebbe fatto salire alle stelle il costo ,considerando che il TO 126 è uno dei più ostici per il montaggio della mica isolante . Servono manine da orologiaio e precisione

Tiriamo quindi le conclusioni .

Sebbene la tecnica di mettere in parallelo molti transistor su dissipatori complessi viene usata in campo h-end si va un pò oltre quello che è l'essenza pura dell'amplificatore.
Difatti molta roba "da portafogli gonfio" ha si tanti transitor in parallelo ma con complessi circuiti di controllo e pilotaggio.

Inoltre il problema GENERALE ossia lo stabilizzare la corrente di riposo sentendo la temperatura riesce più complesso con grossi dissipatori e quasi irrisolvibile con piccoli transistor in aria libera.

In campo pro si viaggia un pò meglio in quanto la ripartizione tra più transistor è fatta per motivi di corrente e poco importa delle capacità parassite. Difatti nessun ampli pro serio (a parte rari casi ad alto prezzo) supera i 30K

[PrandiniFabio]

Interessante spunto per nuove idee,
Grazie Doc Electro
Fabio

[Sandrelli]

Più che altro mi viene da pensare che mettere assieme tanti bjt in parallelo sia spiacevole solo nel caso si usi taanta controreazione d'anello...nel caso in cui non si usi, ben venga il parallelo.

[doc elektro]

all'epoca era solo per motivi economici e tecnici. Obbiettivamente dei transistor finali con guadagno inferiore alla decina sono dei cessi e vogliono potenze di pilotaggio dello stesso ordine di grandezza dell'uscita.

Rimane inoltre e ben presente la non linearità dei transistor bipolari in condizione di minima conduzione.

Restando obbiettivi esistono transistor come la coppia 2SA1943 e 2SC5200 che hanno già prestazioni tali e costo minimo da mettere nel dimenticatoio una soluzione così.

Anche se per una timbrica molto "ignorante" che tanto fa piacere a chi suona una chitarra elettrica può essere piacevole...