Radi se o konverziji novijih tranzistora u plastika-metal kucistu poznatom pod imenom TO3P (zapravo postoji nekoliko slicnih verzija) tako da se mogu koristiti u uredjajima koji inace rabe metalne TO3 tranzistore, kavi su bili u cestoj uporabi prije 30-ak godina.
Tokom godina se metalno TO3 kuciste gotovo posve izbacilo iz upotrebe radi relativno skupog postupka proizvodnje, no isto tako i dva problema s pouzdanoscu tog kucista u uporabi. Jedan se tice rasporeda sila kod montaze kucista - radi dva vijka na nasuprotnim stranama kucista, kod pritezanja dolazi do deformacije metala koja se moze prenjeti u unutrasnjost kucista na spoj silicija i metala, sto tokom vremena moze prouzrociti radi ciklusa zagrijavanja i hladjenja, kvar tranzistora. Ova je pojava s razvojem tranzistora za velike snage postajala sve cescom jer originalna specifikacija kucista od celika ili aluminija nije bila dovoljna za adekvatni prenos tpoline, pa su se pocela proizvoditi kucista kod kojih je kontaktna povrsina izmedju rupa za ucvrscenje od bakra, koji ja puno meksi i lakse savitljiv. Neki su proizvodjaci to pokusavali rijesiti podebljanjem plosnatog dijela kucista, s mjesovitim uspjehom ali znacajno povecanom cijenom. Kako su se tokom godina pojavile plastika-metal konstrukcije, s vremenom se doslo na ideju da plastika posluzi kao ujednacivac sila, i pojavile su se konstrukcije plastika-bakar s samo jednim vijkom. Jedan vijak je smjesten u zonu gdje su dozvoljene minimalne deformacije a ostatak se radi plasticnog pokrova deformira puno ravnomjernije. Ta su kucista dimenzijama upravo bazirana na starijem TO3 kucistu, sto znacajno olaksava konverziju.
Drugi problem se pojavio radi toga sto je sam metal kucista istovremeno i jedna od elektroda (u 99% slucajeva, kolektor). Radi toga su u upotrebu usla podnozja, te razni kompleti izolatora i usica, sto sve znacajno komplicira pricvrscenje na hladilo i poskupljuje ga, a istovremeno smanjuje pouzdanost kontakta. Kada se preslo na plastika-metal kombinaciju, ti su tranzistori dobili i treci izvod, koji se normalno lemi i potencijalni problem prekida kontakta radi korozije (razliciti metali vijka i kucista), odvijanja vijka ili pucanja izolatora (termicko cikliranje) su otklonjeni.
Vintage uredjaji sve do ranih 1980-ih najcesce rabe TO3 tranzistore u stupnjevima snage. Ironije je da su danasnji izlazni tranzistori uglavnom tek fino doradjene tehnologije koje su razvijene do prelaska s TO3 kucista na modernija, no nama, kao restauratorima, to daje odlicno rijesenje kada originalni tranzistori u nekom starijem uredjaju otkazu. Poznavanje generacija istih tranzistora cesto pomaze da se nadju vrlo slicni noviji tipovi, cak gotovo identicni u najbitnijim karakteristikama, cesto poboljsanih u smislu da se optimalne karakteristike postizu u puno sirem radnom podrucju, i to nerijetko uz povecanu robusnost i pouzdanost. Odabirom takvih dijelova (uz, naravno, sigurnost da smo dobili prave dijelove a ne falsifikate - sto je opet sasvim drugi problem), moguce je ozivjeti razne vintage uredjaje s zaista specificnim konstrukcijama izlaza - no, na kraju uvijek ostaje problem mehanike, i slijedi opis jednog od nekoliko nacina kako ga rijesiti.
Kad bi se sudilo po prvom pogledu lijeve strane slike, covjek bi pomislio da izmedju metalnog TO3 kucista (lijevo) i plasticnog TO3P (desno) nema nikakve slicnosti. No, desna strana slike pokazuje put - ovako kako su postavljeni, ti tranzistori tocno pasu po izvodima ako se plasticnom kucistu prvi i zadnji izvod savinu prema gore, a srednji se spoji na 'nedostajuci' vijak originalnog metalnog kucista, recimo pomocu lemne usice.
- TO3_08.jpg (52.74 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Evo kako to izgleda u praksi - pocinjemo od originalnog TO3 kucista, posve netaknutog. Pazljivo ce oko primijetiti da je gornji dio koji odgovara dijelu metala TO3 originala, pravokutan, dok je kod originala suzen i zaobljen. U vecini slucajeva, ovo ne predstavlja problem, no postoje profili hladila na kojima se TO3 stavlja do samog rebra jednom od svojih 4 ravnih strana (dakle malo zakrenuto u odnosu na os izmedju rupa za vijke). U ovom konkretnom slucaju se upravo radilo o takvom hladilu...
- TO3_00.jpg (33.29 KiB) Pogledano 5923 put/a.
...radi toga je treba izvesti dodatni korak, brusenje jednog kuta plasticnog kucista. Valja napomenuti da je tek 'poklopac' plastican, a podloga je oko 2mm debeli bakar, koji je jos deblji unutar samog kucista ispod kristala. Radi toga brusenje ide znacajno lakse nego sto bi se na prvi pogled ocekivalo, i treba malo paznje da se ne pretjera. Oblik plastike je dobra vodilja, i nije slucajno takav.
U slucaju da nije potrebno brusenje kuteva, moguc je jos jedan dodatni korak, koji ovisi o nacinu uporabe samog originala. Ako se original lemio, tada nije potrebno dalje komplicirati - izvodi se savinu da odgovaraju originalnim provrtima u hladilu, i prelazi se na dodavanje kontakta za kolektor. No, ovdje se radi o kompliciranijem slucaju, tranzistor se upotrebljava u podnozju. Da stvar bude jos kompliciranija, kontakti podnozja su dvostrani 'na noz' tako da je obavezno postici da izvodu budu okrugli kao kod originala. Postoje i podnozja s plosnatim i visestranim kontaktima, koja sasvim dobro rade i s originalnim kvadratnim bakrenim izvodima TO3P kucista, dovoljno ih je savinuti kao i za slucaj kada se tranzistor lemi. No, upravo zato jer se radi o najkompleksnijoj konverziji, ovo je odlicna prilika da se ide u detalje.
Problem naizgled nije lako rijesiv, no zapravo uz malo kreativnosti, moze se postici i bolje od originala! Ponovno,m pazljivo ce oko primijetiti da su prosireni dijelovi izvoda tik uz kuciste probuseni, i to vanjski - oni koji se poklapaju s originalnim TO3. Promjer rupe je 1.5mm i zahtijeva prilicno pazljivo 'ciljanje', zato je najbolje zatockati mjesto za njih ostrim tockalom, sto nije neki problem s obzirom da se radi o mekanom bakru:
- TO3_01.jpg (25.97 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Evo i razloga za rupice - one se nalaze tocno na mjestima gdje bi bili izvodi originalnog kucista, i u njih se zaleme pozlaceni pinovi. Siguran sam da se u ovom trenu pojavljuju veliki upitnici iznad glava, otkud ovakvi pinovi. Rijesenje je srecom jednostavnije nego sto bi se ocekivalo. Mnostvo elektronskih komponenti se bazira na istim standardima. Tako je 'slucajno' debljina TO3 pina jednaka debljini pina u muskom DB konektoru
Konkretno, uzme se DB konektor s pinovima za lemljenje na zicu (kabel). Pri tome treba malo truda naci starije izvedbe s tokarenim pinovima, koji su idealni za ovu namjenu - kada se konektor rastavi (izbuse se zakovani dijelovi oko rupa), dio pina koji se lemi na kabel ima vanjski promjer 1.5mm i nalazi se odvojen od aktivnog dijela (gdje se uspostavlja kontakt) jednim prosirenim dijelom koji idealno odredjuje kako fiksirati pin u rupicu na TO3 pinu. To je, dok sam ovo radio, bilo tocno sirina vrha klijesta s kojim sam ga umetao u rupu. S druge strane, prosireni dio tocno odredjuje dubinu ulaska u podnozje. Za razliku od 99.9% svih TO3 kucista, ovi su pinovi pozlaceni i pod uvjetom da je podnozje u dobrom stanju, tesko da se moze imati trajniji kontakt.
Ipak, potrebno je i malo opreza kod odabira. U opcoj pomami za pojeftinjenjem troskova proizvodnje svega i svacega, vec dugo se rade DB konektori s pinovima koji nisu tokareni, vec su savijeni od tankog lima. I oni se mogu koristiti ali je onda metoda lemljenja na pinove TO3P tranzistora drugacija, i ne bas ovako jednostavna:
- TO3_02.jpg (29.54 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Slijedece se odsjece visak izvoda i sad vec cijela stvar poprima sve vecu slicnost s originalom. Dapace, u vecini slucajeva ce se vec ovako pripremljeni TO3P moci utaknuti u TO3 podnozje, sto ce odlicno posluziti za slijedeci korak, a to je lemljenje usice za kontakt kolektora:
- TO3_03.jpg (23.82 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Evo i zadnjeg koraka - usica za kontakt kolektora se treba nalaziti nasuprot postojecoj rupi na plastici, naravno na mjestu gdje je rupa na originalnom TO3 kucistu. Ovdje ipak ima par detalja na koje treba obratiti paznju:
Za razliku od originala, rupa na postojecem kucistu se u pravilu NE koristi za kolektorski kontakt. Radi toga treba provjeriti kako je konstruirano podnozje, jer kod nekih oba vijka nemaju spoj na kolektorski izvod na podnozju. To je relativno lako provjeriti ohm-metrom, tako da se provjeri jesu li navoji za vijke spojeni medjusobno. U najvecem broju slucajeva je to tako, no ima izuzetaka. Ovisno o tome sto se pronadje, postoje dvije varijante konverzije - jedna je prikazana u nastavku, i izvodi se tako da se tranzistor stavi u podnozje no prethodno se na srednji (kolektorski izvod, koji j eujedno spojen i na metal i originala i TO3P zamjene) navede lemna usica. U navoj nasuprot onom koji drzi kuciste se obavezno treba staviti izolacijska podloska kako se usica ne bi doticala hladila, te se ona lagano vijkom fiksira na svoje mjesto u podnozje. Ovdje slijedi jos jedan detalj - radi izolacijske podloske, lemna usica ce biti malo udaljenija od povrsine hladila nego sto je srednji izvod TO3P kucista. Ovisno o vrsti usice, moze se okrenuti usica tako da oko bude iznad nivoa izvoda, ili se izvod po potrebi formira tako da usica dodje na pravo mjesto. Ovaj zadnji pristup je rabljen u ovoj konverziji s obzirom da su usice prilicno masivne:
- TO3_04.jpg (32.68 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Na slikama ispod su 4 para tranzistora, konvertirana i spremna za upotrebu. No, prije nego zavrsim, potrebno je jos napomenuti dvije bitne stvari.
Iznad sam spomenuo da postoje podnozja kod kojih oba navoja za dva vijka koja drze originalno metalno TO3 kuciste, nisu spojena dalje na izvod podnozja za kolektor. U slucaju da navoj koji je koristen na ovim slikama nije spojen, kao i u slucaju da se radi konverzija za lemljenje na plocu, srednji se izvod TO3P kucista presavije preko samog kucista tako da usica dodje tocno zinad rupe u plastici, dakle izvod se spaja na suprotni vijak od onog koristenog za ovu konverziju. Ako se koristi podnozje, vrlo je vazno da se onaj drugi, sada nekoristeni vijak, OBAVEZNO iskoristi za pricvrscenje, jer osim tranzistora on drzi i podnozje. U suprotnom, kod zatezanja tranzistora, moze puknuti podnozje. NAravno, vijak bi idealno trebalo zaviti koristeci vecu podlosku koja 'glumi' materijal originalnog metalnog kucista oko rupe za montazu, i isto tako staviti i izolaciju. Moze postaviti pitanje cemu izolacija ako navoj nije nikamo spojen, a odgovor nije u elektricnom spoju vec mehanickim karakteristikama spoja - podloska daje odredjenu dozu elasticnosti, koja kompenzira deformacije i promjene dimenzija prilikom ciklusa grijanja i hladjenja.
Druga bitna stvar je obratiti paznju na duljinu vijaka. Kod ovakvih konverzija gotovo uvijek treba stavljati nove dulje vijke za pricvrscenje TO3P kucista. Za pricvrscenje usice se najcesce mozemo izvuci s originalima ako su u dobrom stanju, no s obzirom da ih se koristi samo pola u odnosu na prije, uvijek se odaberu oni u dobrom stanju. Uz ovu napomenu ide i fusnota o koristenommaterijalu za izolaciju, ciju debljinu i karakteristike elasticnosti takodjer treba uzeti u obzir. Ako se koristi liskun ili kapton, vijak za pricvrscenje TO3P svakako treba imati neku vrstu elasticne podloske - inace ce biti podlozan (u nesto malnoj mjeri od originala) odvijanju usljied termickih ciklusa, ili olabavljivanju radi bijega termovodljive masti kad se razrijedi prilikom prvih par termickih ciklusa. Normalna je stvar da dio masti izadje van ispod tranzistora i izolatora, ukoliko nema elasticnog elemenat, treba dotegnuti vijke, no to ne pomaze kod problema odvijanja uslijed termickih ciklusa, imajte to na umu.
- TO3_06.jpg (64.28 KiB) Pogledano 5923 put/a.
- TO3_07.jpg (46.55 KiB) Pogledano 5923 put/a.
Na kraju jos jedan detalj. TO3P kuciste ima u odnosu na vecinu standardnih TO3 kucista znacajno bolje termicke karakteristike jer je cijela povrsina u dodiru s hladilom namjenjena prenosu topline, i izradjena je od bakra (najcesce s tankim slojem nikla radi sprecavanja korozije). Zanimljivo je ponovno pogledati prvu sliku s originalnim TO3 kucistem, konkretno lijevu stranu.
Oko izvoda se vidi prsten unutar kojeg je nesto grublji metal. Ova izvedba TO3 je gotovo vrhunac razvitka tog kucista - postojala je samo jos jedna verzija s boljim termickim, ali na zalost losijim mehanickim karakteristikama, ciji je plosnati dio posve izveden od bakra debljine cca 2.5mm. Ta izvedba je preteca danasnjih kucista s oznakom MT200, s dvije rupe za fiksiranje. Kuciste na slici je kompozitno, celik-bakar konstrukcija. Radi se o celicnom plosnatom nosacu u koji je ustancana 'tableta' od bakra, i to je ovaj grublji metal unutar kruga. Celik sluzi kao mehanicki noseci element i radi puno vece krutosti sprecava pretjeranu deformaciju bakra kod stezanja vijaka. Na zalost, niti jedna od tih naprednih inacica TO3 nije uspjela rijesiti problem hermeticnosti oko staklenog izolatora pinova. Kompleksnost koristenja raznih metala, stakla i silicija u unutrasnjosti je na kraju postala znacajno preskupa u odnosu na termicke karakteristike novijih kucista i 'plastika' je na kraju odnjela pobjedu. Danas je ipak jos uvijek moguce neke tranzistore dobiti u TO3 kucistu ali je izbor minimalan.
