О нелегкомъ выборѣ между лампою и транзисторомъ

Инте­рес­но ино­гда почи­тать подоб­ную ста­рую лите­ра­ту­ру.

Пред­ставь­те себе — на дво­ре 1960й год. Тран­зи­сто­ры серий­но про­из­во­дят­ся толь­ко око­ло деся­ти лет. Вы — моло­дой, толь­ко что выпу­стив­ший­ся из ВУЗа инже­нер, получ­шив­ший рабо­ту в круп­ной фир­ме по раз­ра­бот­ке элек­тро­ни­ки. У фир­мы десят­ки лет опы­та рабо­ты с радио­лам­па­ми, и прак­ти­че­ски нет опы­та рабо­ты с тран­зи­сто­ра­ми. На осно­ве каких ком­по­нен­тов раз­ра­ба­ты­вать новую элек­тро­ни­ку, на лам­пах? Или всё же на тран­зи­сто­рах?

На эти вопро­сы даёт отве­ты бро­шю­ра «Tubes and Transistors: a Comparative Study».

Бро­шю­ра была выпу­ще­ная кон­сор­ци­у­мом ком­па­ний, заин­те­ре­со­ван­ных в про­да­же радио­ламп, поэто­му они пода­ют мате­ри­ал несколь­ко одно­бо­ко и тен­ден­ци­оз­но, с явным пере­ве­сом в сто­ро­ну радио­ламп. Кое-какие аргу­мен­ты уже явно уста­ре­ли, но неко­то­рые до сих пор явля­ют­ся прав­дой.

В част­но­сти, бро­шю­ра аги­ти­ру­ет за радио­лам­пы сле­ду­ю­щи­ми аргу­мен­та­ми, хотя бы отча­сти не поте­ряв­ши­ми прав­ди­во­сти:

1. Коэф­фи­ци­ент уси­ле­ния радио­ламп более линей­ный. Это до сих пор прав­да. Бета бипо­ляр­но­го тран­зи­сто­ра (а дру­гих тогда осо­бо и не было) силь­но зави­сит от тока, про­те­ка­ю­ще­го через базу. Поэто­му если собрать стан­дарт­ный уси­ли­тель с зазем­лён­ным эмит­те­ром, кото­рый во все книж­ки по элек­тро­ни­ке пиха­ют, полу­чит­ся ерун­да, так как коэф­фи­ци­ент уси­ле­ния будет пры­гать в зави­си­мо­сти от сиг­на­ла. В этом плане уси­ли­тель на лам­пе про­ще — не надо ком­пен­си­ро­вать эффек­ты от тако­го рода осо­бен­но­стей.
2. Лам­пы не боят­ся ради­а­ции (это они на пол­ном серьё­зе, да). Это хотя и прав­да, но инте­рес­но исче­за­ю­ще мало­му коли­че­ству инже­не­ров. Я вот даже не пред­став­ляю, кому это инте­рес­но, кро­ме людей, кото­рые что-то шиб­ко кос­ми­че­ское выпус­ка­ют, или что-то шиб­ко воен­ное. В любом слу­чае, даже в кос­ми­че­ских аппа­ра­тах выяс­ни­лось, что за раз­ни­цу в весе тран­зи­сто­ров и радио­ламп про­ще тран­зи­сто­ры заэкра­ни­ро­вать по самое не балуй­ся, чем муд­рить. Да и тран­зи­сто­ры теперь дела­ют в воен­но-кос­ми­че­ском испол­не­нии, со зна­чи­тель­но боль­шей устой­чи­во­стью к ради­а­ции.
3. Пара­мет­ры ламп сла­бо зави­сят от окру­жа­ю­щей тем­пе­ра­ту­ры. Чистая прав­да. Лам­пы рабо­та­ют при высо­кой тем­пе­ра­ту­ре, и +30 очень сла­бо отли­ча­ет­ся от +100 с точ­ки зре­ния лам­пы — лам­пы с кера­ми­че­ским бал­ло­ном рабо­та­ют при тем­пе­ра­ту­рах до 400С, так что ей пофи­гу. Пара­мет­ры полу­про­вод­ни­ков от тем­пе­ра­ту­ры зави­сят намно­го боль­ше, на чём и осно­ва­на рабо­та такой дета­ли как тер­ми­стор.
4. Лам­пы очень слож­но пере­греть. Тоже чистая прав­да. Из боль­шин­ства полу­про­вод­ни­ков при пре­вы­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры в при­мер­но в 100С выхо­дит весь вол­шеб­ный дым, на кото­ром они рабо­та­ют. Лам­пе пофиг, хотя если увле­кать­ся пере­гре­вом, то срок служ­бы лам­пы будет силь­но сокра­щать­ся.
5. Лам­пам не страш­на крат­ко­вре­мен­ная пере­груз­ка. Тоже чистей­шая прав­да. Если нако­рот­ко замкнуть выход полу­про­вод­ни­ко­во­го уси­ли­те­ля зву­ка, то в луч­шем слу­чае выши­бет защи­ту (если она там есть), а в худ­шем из уси­ли­те­ля опять же, вый­дет вол­шеб­ный белый дым. Лам­па же усмех­нёт­ся и про­дол­жит рабо­тать даль­ше (хотя здо­ро­вья ей это, конеч­но, не при­ба­вит).
6. У ламп мень­ше раз­брос пара­мет­ров. Тоже чистей­шая прав­да. Берём жме­ню бипо­ляр­ных тран­зи­сто­ров типа 2N2222 и начи­на­ем у них мерять бету — раз­брос будет от 150 до 340 лег­ко. Но это хотя и прав­да, на это начхать. Вме­ня­е­мый инже­нер стро­ит схе­му так, что­бы она рабо­та­ла при любой (в пре­де­лах, ука­зан­ных в дата­ши­те) бета тран­зи­сто­ра. Да, так из тран­зи­сто­ра не выжи­ма­ет­ся мак­си­маль­ная эффек­тив­ность, но зато при серий­ном про­из­вод­стве тебе не надо мучать­ся на пред­мет отбо­ра радио­де­та­лей с нуж­ны­ми пара­мет­ра­ми.

А теперь — аргу­мен­ты, кото­рые поте­ря­ли свою акту­аль­ность:

1. Радио­лам­пы дешев­ле сто­ят. По состо­я­нию на 2019 год — три раза ХА, конеч­но. За цену радио­лам­пы выход­но­го кас­ка­да типа 6L6, даже если брать рус­ский «Совтек», мож­но купить ДЕСЯТЬ тран­зи­сто­ров MJE15028, име­ю­щих при­мер­но такие же харак­те­ри­сти­ки.
2. Радио­лам­пы луч­ше рабо­та­ют на высо­ких часто­тах. Теперь это не про­бле­ма, есть тран­зи­сто­ры, лег­ко уме­ю­щие в УВЧ.
3. Тран­зи­сто­ры не надёж­нее ламп. Без ком­мен­та­ри­ев.

В‑общем, инте­рес­ная, конеч­но, книж­ка, вполне отра­жа­ю­щая реа­лии 1960-го года. А ещё меня силь­но поза­ба­ви­ло сле­ду­ю­щее рас­суж­де­ние: «Вот мно­гие гово­рят, что тран­зи­сто­ры цели­ком заме­нят радио­лам­пы. Ну, то же самое мы слы­ша­ли про флю­о­рес­цент­ное осве­ще­ние, что оно пол­но­стью заме­нит лам­пы нака­ли­ва­ния. Тем не менее, лам­пы нака­ли­ва­ния про­дол­жа­ют про­да­вать­ся нарас­хват.» И вот это, блин, даже до сих пор почти прав­да — флю­о­рес­цент­ное осве­ще­ние где-то в 2000х ста­ло попу­ляр­ным, когда радио­де­та­ли поде­ше­ве­ли настоль­ко, что ста­ло воз­мож­но встра­и­вать одно­ра­зо­вый элек­трон­ный бал­ласт в КЛЛ, одна­ко как толь­ко све­то­ди­од­ное осве­ще­ние поде­ше­ве­ло, народ мас­со­во стал от КЛЛ отка­зы­вать­ся.

Я пару раз смот­рел на пред­мет соби­ра­ния чего-нибудь типа лам­по­во­го уси­ли­те­ля, но после изу­че­ния лите­ра­ту­ры, раз за разом решал, что «дану­нах». Слож­ный мно­го­вы­ход­ной блок пита­ния, рабо­чие напря­же­ния на пла­те в сот­ни вольт — и, самое глав­ное, чего ради? Даже недо­ро­гой полу­про­вод­ни­ко­вый «уси­лок» будет иметь на поря­док луч­шие харак­те­ри­сти­ки.