Ako zvoliť analógový tranzistor

V tomto článku sa budeme venovať téme výberu analógov bipolárnych a poľných tranzistorov. Akým parametrom tranzistora by ste mali venovať pozornosť, aby ste si vybrali vhodnú náhradu?

Na čo je to? Stáva sa, že pri oprave zariadenia, napríklad pri prepínaní napájacieho zdroja, je užívateľ nútený ísť do najbližšieho skladu elektronických komponentov, ale sortiment neobsahuje iba taký tranzistor, ktorý zlyhal v obvode zariadenia. Potom si musíte vybrať z toho, čo je k dispozícii, to znamená, vyberte analóg.

A tiež sa stáva, že vyhorený tranzistor na doske bol jedným z tých, ktoré už boli prerušené, a potom je správne urobiť datasheet dostupný v sieti, kde môžete vidieť parametre a vybrať vhodný analóg z tých, ktoré sú v súčasnosti k dispozícii. Tak či onak, musíte vedieť, aké parametre zvoliť, a to sa bude diskutovať neskôr.

Bipolárne tranzistory

Na začiatok si povedzme bipolárne tranzistory, Hlavné charakteristiky sú:

• maximálne napätie kolektor-emitor

• maximálny prúd kolektora

• maximálny výkon rozptýlený skrz tranzistor,

• medzná frekvencia

• koeficient súčasného prenosu.

Najprv hodnotia schému ako celok. Na akej frekvencii zariadenie pracuje? Aký rýchly by mal byť tranzistor? Najlepšie je, ak je pracovná frekvencia zariadenia 10 alebo mnohokrát nižšia ako medzná frekvencia tranzistora. Napríklad fg je 30 MHz a pracovná frekvencia zariadenia, v ktorom bude tranzistor pracovať, je 50 kHz.

Ak je tranzistor nútený pracovať na frekvencii blízkej hranici, potom má koeficient prenosu prúdu sklon k jednote a na riadenie bude potrebné veľa energie. Preto nechajte hraničnú frekvenciu vybraného analógu väčšiu alebo rovnú hraničnej frekvencii tranzistora, ktorý je potrebné vymeniť.

Nasledujúce kroky venujú pozornosť energii, ktorú tranzistor môže rozptýliť. Tu sa pozerajú na maximálny prúd kolektora a na limitnú hodnotu napätia kolektor-emitor. Maximálny prúd kolektora musí byť vyšší ako maximálny prúd v obvode riadenom tranzistorom. Maximálne napätie kolektor-emitor vybraného tranzistora musí byť vyššie ako limitné napätie v kontrolovanom obvode.

Ak sú parametre vybrané na základe údajového listu pre komponent, ktorý sa má vymeniť, potom by sa mal zvolený analóg z hľadiska obmedzenia napätia a prúdového limitu zhodovať alebo prekročiť vymeniteľný tranzistor. Napríklad, ak tranzistor vyhorí, ktorého maximálne napätie kolektor-emitor je 80 voltov a maximálny prúd je 10 ampérov, potom je ako náhrada vhodný analóg s maximálnymi parametrami prúdu a napätia 15 ampérov a 230 voltov.

Ďalej sa odhaduje koeficient súčasného prenosu h21. Tento parameter udáva, koľkokrát kolektorový prúd prekračuje základný prúd v procese riadenia tranzistora. Je lepšie uprednostniť tranzistory, ktorých hodnota tohto parametra je väčšia alebo rovná h21 pôvodnej zložky, aspoň približne.

Tranzistor nemôžete nahradiť h21 = 30, tranzistor h21 = 3, riadiaci obvod jednoducho nedokáže zvládnuť alebo vyhorieť a zariadenie nemôže normálne pracovať, je lepšie, ak má analóg h21 na úrovni 30 alebo viac, napríklad 50. Čím vyšší je zisk prúd, čím ľahšie je ovládať tranzistor, tým vyššia je účinnosť ovládania, základný prúd je menší, prúd kolektora je väčší.

Tranzistor vstupuje do saturácie bez zbytočných nákladov. Ak má zariadenie, v ktorom je tranzistor zvolený, zvýšenú požiadavku na súčiniteľ prúdového prenosu, mal by užívateľ zvoliť analóg s bližším pôvodným h21, alebo budete musieť vykonať zmeny v základnom riadiacom obvode.

Nakoniec sa pozrite na saturačné napätie, napätie kolektor-emitor otvoreného tranzistora. Čím je menšia, tým menej energie sa rozptýli na puzdro komponentu vo forme tepla.A je dôležité si uvedomiť, koľko bude tranzistor skutočne musieť odvádzať teplo v obvode, maximálna hodnota energie rozptýlenej skrinkou je uvedená v dokumentácii (v údajovom liste).

Vynásobte prúd kolektorového obvodu napätím, ktoré počas prevádzky obvodu klesne na spoji kolektor-emitor a porovnajte s maximálnym tepelným výkonom povoleným pre tranzistorový prípad. Ak je skutočne pridelený výkon vyšší ako limit, tranzistor rýchlo vyhorí.

Takže bipolárny tranzistor 2N3055 môže byť bezpečne nahradený KT819GM ​​a naopak. Pri porovnaní ich dokumentácie môžeme konštatovať, že ide o takmer úplné analógy, a to tak v štruktúre (NPN), ako aj v type prípadu a v základných parametroch, ktoré sú dôležité pre rovnako efektívnu prevádzku v podobných režimoch.

Tranzistory s poľným efektom

Teraz si povedzme tranzistory s poľným efektom, Tranzistory s poľným efektom sa dnes široko používajú, v niektorých zariadeniach, napríklad v invertoroch, takmer úplne nahradili bipolárne tranzistory. Tranzistory s poľným efektom sú riadené napätím, elektrickým poľom hradlového náboja, a preto je riadenie lacnejšie ako v bipolárnych tranzistoroch, kde je riadený základný prúd.

Tranzistory s poľným efektom sa prepínajú oveľa rýchlejšie v porovnaní s bipolárnymi, majú zvýšenú tepelnú stabilitu a nemajú nosiče menšinových nábojov. Aby sa zabezpečilo prepínanie významných prúdov, môžu byť tranzistory s efektom poľa zapojené paralelne vo veľkom počte bez vyrovnávacích odporov, stačí zvoliť vhodný ovládač.

Takže, pokiaľ ide o výber analógov tranzistorov s efektom poľa, je tu algoritmus rovnaký ako pri výbere bipolárnych analógov, s jediným rozdielom, že neexistuje žiadny problém s prúdovým koeficientom prenosu a objaví sa ďalší parameter, ako je kapacitná kapacita hradla. Maximálne napätie zdroja odpadu, maximálny prietok odpadu. Je lepšie zvoliť si okraj, aby pravdepodobne nespálil.

Tranzistory s poľným efektom nemajú taký parameter, ako je saturačné napätie, ale existuje parameter „odpor kanálu v otvorenom stave“. Na základe tohto parametra môžete určiť, koľko energie sa rozptýli v prípade komponentu. Odpor otvoreného kanála sa môže pohybovať od zlomkov ohmu po jednotky ohmu.

U tranzistorov s vysokonapäťovým poľným efektom je odpor otvoreného kanála obvykle viac ako jeden ohm, a to sa musí zohľadniť. Ak je možné zvoliť analóg s nižším odporom otvoreného kanála, potom dôjde k menším stratám tepla a úbytok napätia v spoji nebude v otvorenom stave kriticky vysoký.

Strmosť charakteristiky S tranzistorov s efektom poľa je analógom koeficientu prúdového prenosu bipolárnych tranzistorov. Tento parameter ukazuje závislosť odtokového prúdu na napätí hradla. Čím vyšší je sklon charakteristiky S, tým menšie napätie musí byť privedené k bráne, aby sa prepol významný odtokový prúd.

Pri výbere analógu nezabudnite na prahové napätie hradla, pretože ak je napätie na hradle nižšie ako prahová hodnota, tranzistor nebude úplne otvorený a prepínaný obvod nebude mať dostatok energie, tranzistor sa musí všetok výkon rozptýliť a jednoducho sa prehrieva. Riadiace napätie brány musí byť vyššie ako prahové napätie. Analóg by nemal mať prahové hradlové napätie vyššie ako pôvodné.

Rozptylový výkon tranzistora s poľným účinkom je podobný disipačnému výkonu bipolárneho tranzistora, tento parameter je uvedený v údajovom liste a, podobne ako v prípade bipolárnych tranzistorov, závisí od typu krytu. Čím väčšie je teleso komponentu, tým vyššia je tepelná energia, ktorú môže bezpečne odvádzať.

Kapacita uzávierky. Pretože tranzistory s poľným efektom sú riadené hradlovým napätím a nie základným prúdom, ako sú bipolárne tranzistory, zavádza sa tu taký parameter, ako je kapacita hradla a celkový hradiaci náboj.Pri výbere analógu, ktorý nahradí originál, venujte pozornosť skutočnosti, že uzávierka analógu nie je ťažšia.

Kapacita uzávierky je najlepšia, ak sa ukáže, že je o niečo menšia, ľahšie sa ovláda taký tranzistor s efektom poľa, hrany sa ukážu strmšie. Ak však nezamýšľate spájať hradlové odpory v riadiacom obvode, nechajte kapacitu brány čo najbližšie k originálu.

Preto je veľmi časté pred niekoľkými rokmi, že IRFP460 je nahradený 20N50, ktorý má mierne svetlejšiu uzávierku. Ak sa pozrieme na technické listy, je ľahké si všimnúť takmer úplnú podobnosť parametrov týchto tranzistorov s poľným efektom.

Dúfame, že tento článok vám pomohol zistiť, na aké vlastnosti sa musíte zamerať, aby ste našli vhodný analóg tranzistora.