Erste und frühe Transistorradios. Kleinstes deutsches Transistorradio. Transistortechnik
2014 gab es 60 Jahre Serien-Transistor-Radio zu feiern!
Die Grundlagen: Die Transistoren wurden um 1947 in den USA (bei Bell: W. Shockley, J. Bardeen und W. Brattain) * entwickelt und führten dort 1954 zum ersten Volltransistorradio (von Regency). In Deutschland kamen um 1952 erste Transistoren auf den Markt. Erste Verkaufsangebote von deutschen Volltransistorgeräten gab es um 1957. Vorführ-Modelle gab es aber schon auf den Funkausstellungen 1953 / 1955, aber eben keine Serien-Produktionen (mehr dazu weiter unten).
* = Auch in Europa gab es in diesen Jahren aber Entwicklungen in Richtung Transistor durch die Deutschen Herbert Mataré und Heinrich Welker in Paris, die später zur Gründung von Intermetall (Düsseldorf) führten. Letztlich hat es aber schon um 1925 ein Vorläuferpatent von Julius Edgar Lilienfeld gegeben.
Transistorradios konnten kleiner und leichter gestaltet werden und verbrauchten weniger Strom als Röhrengeräte, wurden nicht heiß, waren sofort nach dem Einschalten empfangsbereit.
In den Übergangsjahren von der Röhrentechnik zur Transistortechnik gab es auch sogenannte Hybridradios, also Geräte in denen sowohl Röhren (Miniaturröhren wie z.B. DL96) als auch Transistoren verwendet wurden. Der Grund dafür: Die frühen Transistoren waren nur gut im Niederfrequenzbereich zu verwenden. HF-Aufgaben und UKW konnten sie (noch) weniger gut umsetzen.
Einige Beispiele für solche Hybrid-Radios aus den Jahren 1956 / 57:
- Akkord Trifels
- Akkord Transola
- Akkord Transola E
- Grundig Transistor-Boy L
- Grundig Transistor-Boy T
- Grundig Drucktasten-Boy T
- Philips Babette LD472BT
- Schaub-Lorenz Bamby 9050
- Braun Transistor 1
| Regency. Erstes Volltransistor-Radio (Serienradio): Erstes Transistorradio der Welt |
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 Im Jahr 1954 (Oktober) kam in den USA das erste Volltransistor-Radio auf den Markt. Das Gerät hatte vier Texas Instruments Transistoren: TI223, 2*TI222, TI210 und eine Diode. Betriebsspannung 22.5 V! Mittelwelle (b.c. band). Kopfhöreranschluss. Der Preis lag bei 49.95 USD.Es gab der TR-1 in vier Farben: Schwarz, elfenbein, rot, grau.
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Die NF-Ausgangsleistung war recht knapp bemessen, da nur eine Stufe zur Verfügung stand, allerdings brachte die hohe Betriebsspannung von 22,5 Volt hier eine gewisse Reserve.
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Das Gerätchen kostete damals $ 49.95. Die Batterie konnte für ca 20 Stunden bei moderater Lautstärke Empfang bieten.
rechts: Foto des Regency 1. (Foto von "Regency" aus dem WGF).
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Das war nicht viel, mit ein Grund, dass in der Geräteschaltung versucht wurde, mit allen "Tricks" den Strom gering zu halten, so auch die besondere Basisvorpannungserzeugung des zweiten ZF-Transistors (siehe weiter unten).
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Richard C. Koch (andere Quellen Dick Koch (deutsche Wurzeln?) gilt als Entwickler des TR-1 bei Regeny Electronics Inc. aus Indianapolis, Indiana, USA. Er hatte wohl auch Patente im Bereich von Transistorradios.
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Superhet mit additiver Mischstufe und zwei ZF-Verstärkerstufen, Diodengleichrichtung und Regelspannungsrückführung zur ersten ZF-Stufe. Die ZF-Stufen (Resonant bei 262 kHz!!!) sind doppelt kompensiert und stabilisiert durch Neutralisation und HF-Emitterstrom-Verkopplung. Einstufiger NF-Verstärker, von dessem Emitter ein Basisvorspannungssignal zum 2. ZF-Verstärker-Transistor geführt wird. Es handelt sich hier um NPN-Germanium-Transistoren (Pfeil am Emitter zeigt nach aussen).
Mehr Details zur Schaltung hier
Der Regency im Wumpus-Online-Museum
Die originale Service-Unterlage zum Regency TR-1 in englischer Sprache (externer Link)
Das Radio verfügte über 8 Transistoren (ebenfalls von Raytheon hergestellt). Es sind einige Besonderheiten der Schaltung hervorzuheben:
Das Hochfrequenzteil arbeitet mit zwei Transistoren, einer für den Mischer, einer für den Superhet-Oszillator. Später sparte man gern den Oszillatortransistor ein und nutzte den Hf-Transistor zur Mischung UND Oszillation.
Das ZF-Teil hatte 2 Stufen mit Selektionsmitteln und Neutralisationen. Beide ZF-Stufen erhalten eine Regelspannung zum Schwundausgleich. Geliefert wird diese Spannung von der ZF-Demodulatorstufe.
Auch die ZF-Demodulation ist für eine Superhetschaltung eher ungewöhnlich (man war damals noch am Experimentieren, wie ein Transistorradio am besten arbeiten konnte). Es wurde keine Germanium-Diode verwendet, sondern ein Transistor als Klasse-B-Detektor geschaltet. So wurde sogar noch eine gewisse NF-Verstärkung und Regelspannungs-Erzeugungsverstärkung möglich.
Das Niederfrequenzteil verfügt über eine Gegentaktendstufe und nutzt einen Treibertransformator und einen Gegentakt-Lautsprecher-Transformator. Ein Gegenkopplungswiderstand von der Sekundärseite des Ausgangstrafos verbessert den Klirrgrad der Schaltung. Lautsprecherimpedanz 3,2 Ohm. Betriebsspannung 6 Volt.
Schaltung des Raytheon 8TP1:
- anklicken -
Dieses MW-Radio hatte 5 Transistoren und 5 Kreise, arbeitete als Superhet. Die weiteren Daten sind hier im Wumpus-Online-Museum zu finden.
Damals noch unter dem Firmennamen Tokyo Tsushin Kogyo Kabushiki Kaisha, wurde beim TR-55 der Name Sony genutzt.
Das Gerät hatte fünf Kreise. Neben vier NPN-Transistortypen war ein PNP-Typ in der Endstufe eingebaut. Damals war es üblich, die Leistungsankopplung von der NF-Vorstufe zur Endstufe trafo-gekoppelt zu gestalten.
* Es gab Anfang 1955 von Sony schon ein Laborgerät: TR-52. Dieses Modell schaffte aber nicht die Markteinführung.
Schaltbild des Sony TR-55:
- anklicken - Neben der Ferritantenne kann eine Drahtantenne agesteckt werden. Selbstschwingende Misch- / Oszillator-Stufe. Die beiden ZF-Stufen (2 x 2T52) sind neutralisiert. Die erste ZF-Stufe erhält von der Demodulator-Diode D1 eine Regelspannungs-Komponente, die Diode D2 greift ebenfalls in das Regeln mit ein. NF-Vorstufe mit NF-Endstufe transformatorgekoppelt. Endstufentrafo mit drei Wicklungen, eine davon als Gegenkopplungswicklung zur Klirrgrad- und Frequenzgangbeeinflussung. Der eingebaute Lautsprecher ist ab/umschaltbar bei Nutzung eines Ohrhörers.
Zwei Jahre später gab es auch diesen Nachfolger: Sony TR-63. |
Raytheon 8TP1: Schon kurze Zeitspäter (1955) brachte Raytheon mit dem Raytheon 8TP1 ein größeres und leistungsstärkeres Volltransistorradio heraus. Das Gerät wird 
| Die ersten deutschen Volltransistorradios als Labor-, Vorserien- und Serien-Modelle in Deutschland: |
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Es gibt Hinweise, dass schon Herbert Mataré und Heinrich Welker um 1952/53 bei Intermetall * Labormuster für Volltransistorradios entwickelt und sogar schon auf der der Funkausstellung in Düsseldorf 1953 vorgestellt haben. Das wird auch durch einen Artikel in der "Funktechnik" von 1953, Heft 21, Seite 668, 669 bestätigt:
".. auf der Funkausstellung ... von Intermetall wurden zwei Versuchsempfänger für den Mittelwellenbereich gezeigt, die ausschließlich mit Transistoren bestückt waren."
Es handete sich dabei um zwei Audions mit 3 oder 4 NF-Stufen, eines batteriebetrieben, das andere netzbetrieben.
* = Die Firma Intermetall war deutscher Transistor-Pionier und stellte schon um 1953 Transistoren selbst her.
Weiter wird in der "Funktechnik" 1956, Heft 5, Seite 124 ein Schaltbild des damaligen TR1 gezeigt und auf Sommer 1954 als Produktionsbeginn einer internen Kleinserie verwiesen. Dieses Schaltbild zeigt 5 x OC602 und 1x Oc604 in der Endstufe.
Erste Serienmodelle:
Nimmt man das komplette Jahr 1957 und bezieht auch Geräte mit ein, die auch für den deutschen Markt gebaut wurden, so muss auch die schon erwähnte Philips Evette (L3X71T) aus den Niederlanden genannt werden. Die Evette hatte 8 Kreise, LW / MW und folgende 7 Transistoren: OC44, OC45, OC45, OC71, OC71, OC72, OC72.
Telefunken "Partner", 1957 (erstes deutsches Serienmodell) Transistoren: OC613, 2*OC612, OC604, OC604spez. MW. -- Anklicken --
Schaltbild vom Telefunken Partner. Superhet (5 Kreise) mit additiver Mischstufe mit zwei ZF-Stufen, Diodengleichrichtung und Regelspannungserzeugung für erste ZF-Stufe, zweistufiger NF-Verstärker. ZF-Stufen jeweils neutralisiert und kompensiert (stabilsiert). Es handelt sich hier um PNP-Germaniumtransistoren. Das Gerät verfügt über einen zweistufigen NF-Verstärker. Die Kopplung von NF-Vorstufe zur NF-Endstufe erfolgt per "Widerstandskopplung". Kein Kopfhöreranschluß. Batterien 4 x 1,5 Volt.
Akkord "Peggie" (hier Variante B), 1957. Das Gerät ist in mehren Versionen erschienen (A, B, S). Einige Quellen nennen dieses Gerät als erstes deutsches Seriengerät, wegen früherer Präsentation.
-- Anklicken --
Schaltbild vom Akkord Peggie. Superhet mit additiver Mischstufe mit zwei ZF-Stufen, Diodengleichrichtung und Regelspannungserzeugung für erste ZF-Stufe, zweistufiger NF-Verstärker. ZF-Stufen jeweils neutralisiert (1 kOhm / 47 pF, 1 kOhm / 39 pF) und kompensiert (stabilisiert). Arbeitspunkt des ersten ZF-Transistors einstellbar. Pegel-Begrenzer-Schaltung durch Diode OA70 am T1. Durch D3 in Verbindung mit der Ausgangstrafo-Wicklung wird die Stufe dynamisch gegengekoppelt. Der Lautsprecher ist per Spartrafo angekoppelt. Eine eher seltene Schaltung, da hier auch ein wenig Gleichstrom durch den Lautsprecher fließt. Kein Kopfhöereanschluß.
Die Schaltungen vom TR10 und Peggie sind teilweise recht ähnlich.
Nachtrag 10/2015: Weitergehende Informationen zum Akkord Peggie: Zeitschrift "Funkgeschichte" der GFGF, Ausgabe 223, Seite 186 u. folgende.
Schon 1959 kamen erste Volltransistorradios mit UKW-Teil auf den deutschen Markt: Grundig Teddy Transistor-Boy, Philips Colette L4D91T, Schaub Lorenz T400, Südfunk Portable K986, Telefunken Bajazzo UKW Transistor 3991, Tonfunk Trans 60 UKW.
VEB Stern Sonneberg, später Berlin "Sternchen". 1959.
- anklicken -
Schaltbild (Version 1, ohne Pegelbegrenzer-Diode in HF/ZF-Teil) vom Sternchen Superhet mit additiver Mischstufe und PNP-Transistoren. Das "Sternchen" hat schon einen zweistufigen NF-Verstärker, wobei die Lautsprecherendstufe im Gegentaktbetrieb arbeitet und 60 mW liefern kann. Die Kopplung von NF-Vorstufe zur Endstufe erfolgt über Transformator. Lautsprecher abschaltbar beim Einsteckern eines Ohrhörers.
Das Gerät nutzt eine ZF-Neutralisierung (10 pF und die Anzapfung der ZF-Schwingkreise mit gleichzeitiger Impedanzanpassung an den Arbeitswiderstand des Transistors)) aus. Die NF-Vorstufe kommt ohne Basisvorspannungs-Teiler aus, arbeitet also mit automatischer Vorspannungserzeugung. Die gemeinsame Basisvorspannung der Endstufentransistoren wird temperatur-geregelt (100 Ohm). Die 9 Volt-Batterie sollte ca 50 Betriebstunden sicherstellen.
Schaltbild Sternchen (Version 2, mit Pegelbegrenzer-Diode in HF/ZF-Stufe). Diese Diode verstärkte die Wirkung der Regelspannung, die von der Demodulator-Diode auf die erste ZF-Stufe gegeben wurde.
Transistor-Portable mit Plattenspieler (Phono)
Braun PT 1, 1959. Designer Dieter Rams Transistor-Radio (LW-MW-KW) mit Plattenspieler |
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Die kleinsten deutschen Transistorradios der frühen sechziger Jahre:
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Davon war der Solo-Boy das kleinste Radio und gehörte zur Gruppe der Subminiaturradios. Erst 1963 bot Tokyo mit dem Candle MTR-716 und 1964 Standard mit dem Micro Ruby noch kleinere Geräte. |
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Eine kleine Einführung in die Transistor-Technik:
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Röhren haben aber gewisse Nachteile: So benötigen sie eine eingebaute Heizung, um Elektronen aus der glühenden Kathode austreten lassen zu können. Dadurch wird viel Hitze im Radio erzeugt und Strom verbraucht. Weiter brauchen die meisten Röhren hohe Betriebsspannungen, die auch Stromschlaggefahren für die Benutzer bringen. Weiter waren Röhren Verbrauchsartikel, die von Zeit zu Zeit ersetzt werden mussten.
Allerdings mußten damals auch nunmehr sehr kompakte weitere Bauteile für diese kleinen Radios entwickelt werden. Erst so wurden echte Miniaturradios und Subminiaturradios Realität.
Ein Einblick in die Transistor-Geschichte hier.
Transistoren werden aus Halbleitermaterial, wie Germanium (bei den frühen Transistoren) oder Silizium aufgebaut. In komplizierten technischen Verfahren werden die Halbleitermaterialien so beeinflußt, dass sich von der Basis aus zwei Dioden in Richtung Emitter und Collector ausbilden.
Aus dem Emitter treten Elektronen zum Collector über, wenn eine geeignete Steuerspannung an die Basis angelegt wird. Allerdings fließt ein Strom nur in Abhängigkeit eines schwachen steuernden Stroms, der über die Basis zufließt. Damit stellt der Transistor ein gutes Verstärker- und / oder Gleichrichter-Element dar. Grundprinzip: Ein sehr kleiner Basis-Steuerstrom ruft einen großen Emitter-Collector-Strom hervor --> Verstärkerwirkung.
Es gibt: PNP-Transistoren (oft Germanium-Transistoren). Hier muß der Collector eine negative Versorgungsspannung gebenüber dem Emitter haben. Es gibt weiterhin: NPN-Transistor (oft Silizium-Transistoren). Hier ist es umgekehrt: Der Collector muß eine positive Versorgungsspannung gegenüber dem Emitter haben. PNP-Transistoren erkennt man so: An dem in das Transistorsymbol hineinzeigende Pfeil-Zeichen am Emitter. Beim NPN zeigt dieser Emitter-Pfeil aus den Transistor heraus.
Germanium-Transistoren hatten gegenüber Silizium-Transistoren den Nachteil, daß sie erheblich temperaturempfindlicher waren, Erhitzungen von größer 60 Grad konnten schnell zu immer stärkeren Stromfluß bis hin zur Zerstörung des Transistors führen. Deshalb waren frühe Transistorradios schon gefährdet, wenn ein Radio zu lange in der Sonne stand. Man versuchte über recht hohe Emitterwiderstände oder möglichst niederohmige Basisvorspannungs-Spannungsteiler und temperaturabhängige Widerstände und / oder Dioden eine automatische Temperaturkompensation zu erreichen.
Nochmal zum Regency TR-1:
An Hand des folgenden Beispiels eines frühen Transistorradios (Regency TR-1) sollen die Transistoren und deren Umgebung im Radio beschrieben werden:
Erstes Transistorradio der Welt: Regeny TR-1 (mehr dazu weiter oben)
Dieses Transistor-Radio (Regancy TR-1) hat vier NPN-Transistoren und eine Diode. Die Transistoren sind im Schaltbild an den Kreissymbolen zu erkennen. Dabei kommt von links der Anschluß zur Basis, von unten der Anschluß zum Emitter und von oben der zum Collector. Die Gleichrichter-Diode ist das kleine Dreieck neben den 20 nf-Kondensator. Betriebsspannung: Ein kleiner 22,5 Volt Batterieblock. (Spätere Transistorradios kamen mit Spannungen von 4,5 - 9 Volt aus.)
Das gezeigte Transistorradio ist ein Superhetempfänger mit additiver Mischstufe. Da dieses Radio keine NF-Vorstufe hat, ist die erreichbare Lautstärke bei Lautsprecherempfang doch begrenzt. Es setzten sich folglich später nur Transistorradios durch, die eine solche NF-Vorstufe hatten und später auch mit Gegentakt-Endstufen arbeiteten.
Der linke Transistor (TI223) bildet die kombinierte Hochfrequenz-Mischstufe und gleichzeitig Oszillatorstufe. Darauf folgen die beiden Transistoren TI222 als Zwischenfrequenzverstärker. Schließlich folgt der Transistor TI210 als Niederfrequenzverstärker und Lautsprecherverstärker. Das Signal vom ZF-Verstärker wird mit der Diode gleichgerichtet und dem Lautsprecherverstärker-Transistor TI210 zugeführt.
Von der Gleichricher-Diode wird der entstehende Gleichspannungsanteil als Regelspannung über den 2,7 kOhm Widerstand zur Basis des ersten ZF-Transistors geleitet und somit schwankende Senderfeldstärken ausgeglichen.
Sehen wir uns die Lautsprecher-Stufe mit dem Transistor TI210 genauer an: Über den Lautsprecher-Transformator wird der positive Teil der Betriebsspannung (22,5 Volt) zum Collector zugeführt. Der Emitter des NPN-Transistors (mit Pfeilsymbol nach aussen) liegt über den Widerstand 1 kOhm zum negativen Teil der Betriebsspannung (22,5 Volt). Dieser 1 kOhm-Widerstand ist mit einem Elko 40 uF für den NF-Wechselstrom überbrückt. Der 1 kOhm Widerstand dient als Strombegrenzer und soll bei Erwärmung des Transistors dem zu starken Anstieg des Stroms durch den Transistor entgegen wirken. Weiter dient dieser Widerstand zur Basisvorspannungserzeugung des zweiten ZF-Transitors (Stromeinsparung und Stabilisierung)
An der Basis des Transistors liegt ein Spannungsteiler (3,9 und 33 kOhm), der die Basisvorspannung erzeugt. Diese geringe Basisorspannung stellt den Arbeitspunkt des Transistors auf A (Mitte des linearen Teils der Transistor-Kennlinie) ein. Das bedeutet: Der Transistor kann so das NF-Signal vom ZF-Gleichrichter gut und unverzerrt verstärken.
Der 2 uF- Koppel-Elko zwischen ZF-Gleichrichter-Diode und Basis des TI210 trennt die Basisvorspannung von der an der Gleichrichter-Diode entstehenden Regelspannung für die Mischstufe ab.
Auch in den Emitterleitungen der anderen Transistoren liegen Begrenzer-Widerstände, die u.a. die temperaturempfindlichen Transistoren vor Überhitzung schützen. Der Arbeitspunkt des zweiten ZF-Transistors wird über die abfallende Spannung am Emitterwiderstand des Lautsprecher-Transistors gebildet und dient so auch u.a. der Stabilisierung der Gesamtschaltung.
Die Reihenschaltungen von 150 pF - Kondensator und 560 Ohm Widerstand im ZF-Teil dienen der Schwinggefahr-Verringerung (Neutralisierung). Das Radio kommt mit einer kleinen Ferrit-Antenne aus, Antenne und Erde werden nicht benötigt. Auch dadurch wird das Transistorradio gut portabel einsetzbar.
Nachtrag: Der damalige Entwicklungs-Ingenieur Koch legte im Detail die Schaltung so aus, daß zumindest teilweise die damals noch bei der Transistorenfertigung entstehenden großen Betriebsparameter- Varianzen kompensiert werden konnten. Dazu zählt die Neutralistion, die HF-mäßige Behandlung der ZF-Stufen-Emitterwiderstände, der NF-Emitter-Widerstand, das Vorhandensein der ZF-Collector-Widerstände, sowie die Basisvorspannungserzeugung des ersten ZF-Transistors über den Emitterwiderstand der NF-Stufe. |
Einige Firmen (z.B. Grundig und Stern Radio Berlin) brachten bald einige recht kleine Transistorradios (teilweise Subminiatur-Radios) auf den Markt:
Über Jahrzehnte (1923 - ca. 1958 mit gleitenden Übergang) dominierten Radioröhren die Verstärker und Gleichrichtertechnik im Radio. (Wie ein Röhrenradio funktioniert, kann 
Transistoren kommen ohne Zusatzheizungen aus und benötigen nur geringe und ungefährliche Spannungen (ca. 2 Volt bis 22,5 Volt. Spannungen bis 60 Volt gelten als ungefährlich). Schließlich sind Transistoren deutlich kleiner als Röhren, sodaß Transistorradios erheblich kompakter als Röhrenradios ausfallen können.
Ein früher Transistor hat zumeist drei Anschlüsse (ausser einem eventuellen Schirmungs-Anschluß). Die drei Anschlüsse werden (1) Emitter (auf Skizze unten rechts mit Pfeil), (2) Basis (auf Skizze links) und (3) Collector (auf Skizze oben) genannt. Im Prinzip arbeitet ein Transistor ähnlich wie eine Röhren-Triode.
1998 / 03.07.2018
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