Cum se alege un tranzistor analogic

În acest articol, vom discuta tema selectării analogilor tranzistoarelor cu efect bipolar și de câmp. La ce parametri ai tranzistorului trebuie să acordați atenție pentru a alege înlocuirea corespunzătoare?

Pentru ce este vorba? Se întâmplă ca atunci când reparați un dispozitiv, să zicem, o sursă de comutare, utilizatorul să fie obligat să meargă la cel mai apropiat magazin de componente electronice, dar sortimentul nu conține doar un astfel de tranzistor care a eșuat în circuitul dispozitivului. Apoi, trebuie să alegeți dintre ce este disponibil, adică să selectați un analog.

Și se întâmplă, de asemenea, că tranzistorul ars de pe placă a fost unul dintre cele care au fost deja întrerupte, iar atunci tocmai este corect să fie foaia de date disponibilă în rețea, unde puteți vedea parametrii și selectați analogul potrivit dintre cele disponibile în prezent. Într-un fel sau altul, trebuie să știți ce parametri să alegeți, iar acest lucru va fi discutat ulterior.

Tranzistoare bipolare

Pentru început, să vorbim despre tranzistoare bipolare. Principalele caracteristici de aici sunt:

• tensiunea maximă a colectorului-emițător

• curent maxim de colector

• puterea maximă disipată de carcasa tranzistorului,

• frecvența de întrerupere

• coeficientul de transfer curent.

În primul rând, ei evaluează schema în ansamblu. La ce frecvență funcționează dispozitivul? Cât de rapid trebuie să fie tranzistorul? Cel mai bine este dacă frecvența de funcționare a dispozitivului este de 10 sau de mai multe ori mai mică decât frecvența de întrerupere a tranzistorului. De exemplu, fg este de 30 MHz, iar frecvența de funcționare a dispozitivului unde tranzistorul va funcționa este de 50 kHz.

Dacă faceți tranzistorul să funcționeze la o frecvență apropiată de graniță, atunci coeficientul de transfer curent va tinde către unitate și va fi necesară multă energie pentru control. Prin urmare, lăsați frecvența de delimitare a analogului selectat să fie mai mare sau egală cu frecvența de graniță a tranzistorului care trebuie înlocuită.

Următorii pași acordă atenție puterii pe care tranzistorul o poate disipa. Aici se uită la curentul maxim al colectorului și la valoarea limită a tensiunii colector-emițător. Curentul maxim al colectorului trebuie să fie mai mare decât curentul maxim în circuitul controlat al tranzistorului. Tensiunea maximă de emisiune a colectorului tranzistorului selectat trebuie să fie mai mare decât tensiunea limită din circuitul controlat.

Dacă parametrii sunt selectați pe baza fișei tehnice pentru componenta care urmează să fie înlocuită, atunci analogul selectat în ceea ce privește limita de tensiune și limita de curent trebuie să corespundă sau să depășească tranzistorul înlocuibil. De exemplu, dacă un tranzistor se arde, tensiunea maximă a colectorului-emițător este de 80 de volți, iar curentul maxim este de 10 amperi, atunci în acest caz, un analog cu parametrii maximi pentru curent și tensiune de 15 amperi și 230 de volți este potrivit ca înlocuitor.

În continuare, este estimat coeficientul de transfer curent h21. Acest parametru indică de câte ori curentul colector depășește curentul de bază în timpul controlului tranzistorului. Este mai bine să acordați prioritate tranzistoarelor cu o valoare a acestui parametru mai mare sau egală cu h21 a componentei originale, cel puțin aproximativ.

Nu puteți înlocui tranzistorul cu h21 = 30, tranzistorul cu h21 = 3, circuitul de control pur și simplu nu poate face față sau arde, iar dispozitivul nu poate funcționa normal, este mai bine dacă analogul are h21 la un nivel de 30 sau mai mult, de exemplu 50. Cu cât este mai mare câștigul. curentul, cu atât este mai ușor să controlați tranzistorul, cu atât este mai mare eficiența de control, curența de bază este mai mică, curentul de colector este mai mare.

Tranzistorul intră în saturație fără costuri inutile. Dacă dispozitivul în care tranzistorul este selectat are o cerință sporită pentru coeficientul de transfer curent, atunci utilizatorul ar trebui să aleagă un analog cu o mai apropiată de h21 inițial sau va trebui să efectuați modificări la circuitul de control al bazei.

În cele din urmă, uitați-vă la tensiunea de saturație, tensiunea colector-emițător a unui tranzistor deschis. Cu cât este mai mică, cu atât puterea mai mică va fi disipată pe carcasa componentelor sub formă de căldură.Și este important să remarcăm cât de mult va trebui tranzistorul să disipeze căldura în circuit, valoarea maximă a puterii disipate de carcasă este dată în documentație (în fișa tehnică).

Înmulțiți curentul circuitului colector cu tensiunea care va cădea la joncțiunea colector-emițător în timpul funcționării circuitului și comparați cu puterea termică maximă admisă pentru carcasa tranzistorului. Dacă puterea alocată efectiv este mai mare decât limita, tranzistorul se va arde rapid.

Astfel, tranzistorul bipolar 2N3055 poate fi înlocuit în siguranță cu KT819GM ​​și invers. Comparând documentația lor, putem concluziona că acestea sunt analogi aproape complete, atât în ​​structură (atât NPN) cât și în tipul cazului și în parametrii de bază, care sunt importante pentru o funcționare la fel de eficientă în moduri similare.

Tranzistoare cu efect de câmp

Acum să vorbim despre tranzistoare cu efect de câmp. Tranzistoarele cu efect de câmp sunt utilizate astăzi pe scară largă, în unele dispozitive, de exemplu la invertoare, înlocuiesc aproape complet tranzistoarele bipolare. Tranzistoarele cu efect de câmp sunt controlate de tensiune, câmpul electric al încărcării porții și, prin urmare, controlul este mai puțin costisitor decât în ​​tranzistoarele bipolare, unde este controlat curentul de bază.

Tranzistoarele cu efect de câmp comută mult mai rapid în comparație cu cele bipolare, au stabilitate termică crescută și nu au purtători minoritari de încărcare. Pentru a asigura comutarea curenților importanți, tranzistorii cu efect de câmp pot fi conectați în paralel în număr mare fără rezistențe de nivelare, este suficient să alegeți driverul adecvat.

Deci, în ceea ce privește selecția analogilor tranzistorilor cu efect de câmp, algoritmul de aici este același ca și pentru selecția analogilor bipolari, singura diferență fiind că nu există nicio problemă cu coeficientul de transfer curent și apare un parametru suplimentar, cum ar fi capacitatea de poartă. Tensiunea maximă a sursei de scurgere, curentul maxim de scurgere. Este mai bine să alegeți cu o marjă, astfel încât să nu se ardă.

Tranzistoarele cu efect de câmp nu au un parametru precum tensiunea de saturație, dar există un parametru „rezistența canalului în stare deschisă”. Pe baza acestui parametru, puteți determina cât de multă putere va fi disipată în cazul componentei. Rezistența canalului deschis poate varia de la fracții ale unui ohm la unități ale unui ohm.

În tranzistoarele cu efect de câmp de înaltă tensiune, rezistența canalului deschis este de obicei mai mare de un ohm și acest lucru trebuie luat în considerare. Dacă este posibil să alegeți un analog cu o rezistență mai scăzută a canalului deschis, atunci va exista o pierdere de căldură mai mică, iar căderea de tensiune la joncțiune nu va fi în mod critic ridicată în stare deschisă.

Abruptul caracteristicii S a tranzistoarelor cu efect de câmp este un analog al coeficientului de transfer curent al tranzistoarelor bipolare. Acest parametru arată dependența curentului de scurgere de tensiunea porții. Cu cât este mai mare panta caracteristicii S, cu atât mai mică tensiune trebuie să fie aplicată pe poartă pentru a comuta un curent de scurgere semnificativ.

Nu uitați de tensiunea de prag a porții atunci când alegeți un analog, deoarece dacă tensiunea de pe poartă este mai mică decât pragul, tranzistorul nu se va deschide complet și circuitul comutat nu va primi suficientă putere, toată puterea va trebui disipată de tranzistor și pur și simplu se va supraîncălzi. Tensiunea de control a porții trebuie să fie mai mare decât pragul. Un analog ar trebui să aibă o tensiune a porții de prag nu mai mare decât originalul.

Puterea de disipare a unui tranzistor cu efect de câmp este similară cu puterea de disipare a unui tranzistor bipolar, acest parametru este indicat în fișa tehnică și, ca în cazul tranzistoarelor bipolare, depinde de tipul de carcasă. Cu cât este mai mare carcasa componentei, cu atât este mai mare puterea termică pe care o poate disipa pentru sine.

Capacitatea obturatorului. Întrucât tranzistoarele cu efect de câmp sunt controlate de tensiunea porții și nu de curentul de bază, ca tranzistoarele bipolare, un astfel de parametru precum capacitanța porții și sarcina totală a porții sunt introduse aici.Când alegeți un analog care să înlocuiască originalul, acordați atenție faptului că obturatorul analogului nu este mai greu.

Capacitatea obturatorului este cea mai bună dacă se dovedește a fi puțin mai mică, este mai ușor să controlați un astfel de tranzistor cu efect de câmp, marginile se vor dovedi mai abrupte. Cu toate acestea, dacă nu intenționați să lipiți rezistențele de poartă în circuitul de comandă, atunci lăsați capacitatea portii să fie cât mai aproape de original.

Deci, foarte frecvent în urmă cu câțiva ani, IRFP460 este înlocuit cu un 20N50, care are un obturator ușor mai ușor. Dacă apelăm la fișele de date, este ușor de observat similaritatea aproape completă a parametrilor acestor tranzistoare cu efect de câmp.

Sperăm că acest articol v-a ajutat să vă dați seama ce caracteristici trebuie să vă concentrați pentru a găsi analogul adecvat al tranzistorului.