Характеристики
Технические свойства этого биполярника на удивление хороши, даже по сегодняшним меркам. К сожалению, в даташит современного производителя КТ315, представлена только основная информация. В них не найти графиков, отражающих поведение устройство в различных условиях эксплуатации, которыми наполнены современные технические описания на другие подобные устройства от зарубежных производителей.
Максимальные характеристики
Максимальные значения допустимых электрических режимов эксплуатации КТ315 до сих пор впечатляют начинающих радиолюбителей. Например, максимальный ток коллектора может достигать уровня в 100 мА, а рабочая частота у некоторых экземпляров превышает заявленные 250 МГц. Его более дорогие современники из серии КТ2xx/3xx, даже имея металлический корпус, не могли похвастаться такими показателями. КТ315 был долгое время своеобразным техническим лидером, пока ему на смену не пришёл усовершенствованный КТ3102. Рассмотрим максимально допустимые электрические режимы эксплуатации КТ315, в корпусе ТО-92, белорусского ОАО «Интеграл». В конце обозначения таких приборов присутствует цифра «1».
Основные электрические параметры
Будьте внимательны, несмотря на свои достаточно хорошие характеристики, КТ315 не может конкурировать с современными устройствами по некоторым параметрам. Так у современной серии КТ315, как и 50 лет назад, относительно небольшой диапазон рабочих температур от — 45 до + 100°C. А коэффициент шума (КШ) достигает 40 Дб, что уже много для современного устройства, предназначенного для усиления в низкочастотных трактах.
Классификация
Кроме основных параметров, в техническом описании можно найти распределение устройств по группам. Таблица классификации дает представление о параметрах всей серии КТ315. Используя её можно подобрать нужное устройство, путем сравнения основных характеристик всей серии.
Комплементарная пара
У КТ315 имеется комплементарная пара – КТ361. Эти устройства довольно часто применялись вместе, особенно в бестрансформаторных двухтактных схемах. Совместное применение данной пары безусловно вошло в историю российской электроники.
Основные отличия двух типов биполярных транзисторов
Главным различием между ними считается то, что дырки являются основными носителями тока для транзисторов PNP, NPN-транзисторы имеют в этом качестве электроны. Поэтому полярности напряжений, питающих транзистор, меняются на обратные, а его входной ток вытекает из базы. В отличие от этого, у NPN-транзистора ток базы втекает в нее, как показано ниже на схеме включения приборов обоих типов с общей базой и общим эмиттером.
Принцип работы транзистора PNP-типа основан на использовании небольшого (как и у NPN-типа) базового тока и отрицательного (в отличие от NPN-типа) базового напряжения смещения для управления гораздо большим эмиттерно-коллекторным током. Другими словами, для транзистора PNP эмиттер является более положительным по отношению к базе, а также по отношению к коллектору.
Действительно, из нее можно увидеть, что ток коллектора IC (в случае транзистора NPN) вытекает из положительного полюса батареи B2, проходит по выводу коллектора, проникает внутрь него и должен далее выйти через вывод базы, чтобы вернуться к отрицательному полюсу батареи. Таким же образом, рассматривая цепь эмиттера, можно увидеть, как его ток от положительного полюса батареи B1 входит в транзистор по выводу базы и далее проникает в эмиттер.
По выводу базы, таким образом, проходит как ток коллектора IC, так и ток эмиттера IE. Поскольку они циркулируют по своим контурам в противоположных направлениях, то результирующий ток базы равен их разности и очень мал, так как IC немного меньше, чем IE. Но так как последний все же больше, то направление протекания разностного тока (тока базы) совпадает с IE, и поэтому биполярный транзистор PNP-типа имеет вытекающий из базы ток, а NPN-типа – втекающий.
История появления транзисторов
На заре прошлых веков конца 19 века ученые физики и практики (Гутри, Браун, Эдисон, Боус, Пикард, Флеминг) разных стран совершили принципиальное открытие и получили патенты на «детектор», «выпрямитель» — так тогда называли диод. Вслед за диодом последовало эпохальное открытие транзистора. Перечисление имен ученых разных стран, приложивших голову и руки к открытию транзистора, заняло бы много строк.
Основными теоретиками считаются Шокли, работавший в Bell Telephone Laboratories, а также его коллеги Бардин и Браттейн.
Слева направо: Шокли, Бардин и Браттейн
В итоге их работ, в 1947 году, получен первый образец работающего точечного германиевого транзистора, и на его основе, в том же году, был разработан первый усилитель, имевший коэффициент усиления 20 дБ (в 10 раз) на частоте 10 Мгц.
Серийный выпуск точечных транзисторов фирмой Western Electric начался в 1951 году и достиг около 10 000 штук в месяц в 1952 году. В СССР первый точечный транзистор был создан в 1949 г. Серийный выпуск точечных транзисторов был налажен в 1952 году, а плоскостных — в 1955 году. Затем последовали следующие открытия в теории и технологиях: транзисторы на выращенных переходах (1950 г.), сплавные транзисторы (1952 г.), диффузные мета-транзисторы (1958 г.), планарные транзисторы (1960 г.), эпитаксиальные транзисторы (1963 г.), многоэмиттерные транзисторы (1965 г.) и т. д.
Как же появился среди них наш герой — транзистор Дарлингтона (далее по тексту ТД)? Дарлингтон (англ. Darlingtone) — город в в Великобритании. Однако и люди могут иметь фамилии по имени городов или наоборот. Таким является сотрудник все той же фирмы Bell — Сидни Дарлингтон
Сидни Дарлингтон
Какие бывают стандарты маркировки
Маркировка, которая наносится на корпус SMD-элементов, как правило, отличается от их фирменных названий. Причина банальная – нехватка места из-за миниатюрности корпуса. Проблема особенно актуальна для ЭРЭ, которые размещаются в корпусах с шестью и менее выводами.
Это миниатюрные диоды, транзисторы, стабилизаторы напряжения, усилители и т.д. Для разгадки “что есть что” требуется проводить настоящую экспертизу, ведь по одному маркировочному коду без дополнительной информации очень трудно идентифицировать тип ЭРЭ. С момента появления первых SMD-приборов прошло более 20 лет.
Несмотря на все попытки стандартизации, фирмы-изготовители до сих пор упорно изобретают все новые разновидности SMD-корпусов и бессистемно присваивают своим элементам маркировочные коды.
Полбеды, что наносимые символы даже близко не напоминают наименование ЭРЭ, – хуже всего, что имеются случаи “плагиата”, когда одинаковые коды присваивают функционально разным приборам разных фирм.
| Тип | Наименование ЭРЭ | Зарубежное название |
| A1 | Полевой N-канальный транзистор | Feld-Effect Transistor (FET), N-Channel |
| A2 | Двухзатворный N-канальный полевой транзистор | Tetrode, Dual-Gate |
| A3 | Набор N-канальных полевых транзисторов | Double MOSFET Transistor Array |
| B1 | Полевой Р-канальный транзистор | MOS, GaAs FET, P-Channel |
| D1 | Один диод широкого применения | General Purpose, Switching, PIN-Diode |
| D2 | Два диода широкого применения | Dual Diodes |
| D3 | Три диода широкого применения | Triple Diodes |
| D4 | Четыре диода широкого применения | Bridge, Quad Diodes |
| E1 | Один импульсный диод | Rectifier Diode |
| E2 | Два импульсных диода | Dual |
| E3 | Три импульсных диода | Triple |
| E4 | Четыре импульсных диода | Quad |
| F1 | Один диод Шоттки | AF-, RF-Schottky Diode, Schottky Detector Diode |
| F2 | Два диода Шоттки | Dual |
| F3 | Три диода Шоттки | Tripple |
| F4 | Четыре диода Шоттки | Quad |
| K1 | “Цифровой” транзистор NPN | Digital Transistor NPN |
| K2 | Набор “цифровых” транзисторов NPN | Double Digital NPN Transistor Array |
| L1 | “Цифровой” транзистор PNP | Digital Transistor PNP |
| L2 | Набор “цифровых” транзисторов PNP | Double Digital PNP Transistor Array |
| L3 | Набор “цифровых” транзисторов | PNP, NPN | Double Digital PNP-NPN Transistor Array |
| N1 | Биполярный НЧ транзистор NPN (f < 400 МГц) | AF-Transistor NPN |
| N2 | Биполярный ВЧ транзистор NPN (f > 400 МГц) | RF-Transistor NPN |
| N3 | Высоковольтный транзистор NPN (U > 150 В) | High-Voltage Transistor NPN |
| N4 | “Супербета” транзистор NPN (г“21э > 1000) | Darlington Transistor NPN |
| N5 | Набор транзисторов NPN | Double Transistor Array NPN |
| N6 | Малошумящий транзистор NPN | Low-Noise Transistor NPN |
| 01 | Операционный усилитель | Single Operational Amplifier |
| 02 | Компаратор | Single Differential Comparator |
| P1 | Биполярный НЧ транзистор PNP (f < 400 МГц) | AF-Transistor PNP |
| P2 | Биполярный ВЧ транзистор PNP (f > 400 МГц) | RF-Transistor PNP |
| P3 | Высоковольтный транзистор PNP (U > 150 В) | High-Voltage Transisnor PNP |
| P4 | “Супербета” транзистор PNP (п21э > 1000) | Darlington Transistor PNP |
| P5 | Набор транзисторов PNP | Double Transistor Array PNP |
| P6 | Набор транзисторов PNP, NPN | Double Transistor Array PNP-NPN |
| S1 | Один сапрессор | Transient Voltage Suppressor (TVS) |
| S2 | Два сапрессора | Dual |
| T1 | Источник опорного напряжения | “Bandgap”, 3-Terminal Voltage Reference |
| T2 | Стабилизатор напряжения | Voltage Regulator |
| T3 | Детектор напряжения | Voltage Detector |
| U1 | Усилитель на полевых транзисторах | GaAs Microwave Monolithic Integrated Circuit (MMIC) |
| U2 | Усилитель биполярный NPN | Si-MMIC NPN, Amplifier |
| U3 | Усилитель биполярный PNP | Si-MMIC PNP, Amplifier |
| V1 | Один варикап (варактор) | Tuning Diode, Varactor |
| V2 | Два варикапа (варактора) | Dual |
| Z1 | Один стабилитрон | Zener Diode |
Драйвер полевого транзистора
Если всё же требуется подключать нагрузку к n-канальному транзистору
между стоком и землёй, то решение есть. Можно использовать готовую
микросхему — драйвер верхнего плеча. Верхнего — потому что транзистор
сверху.
Выпускаются и драйверы сразу верхнего и нижнего плеч (например,
IR2151) для построения двухтактной схемы, но для простого включения
нагрузки это не требуется. Это нужно, если нагрузку нельзя оставлять
«висеть в воздухе», а требуется обязательно подтягивать к земле.
Рассмотрим схему драйвера верхнего плеча на примере IR2117.
Схема не сильно сложная, а использование драйвера позволяет наиболее
эффективно использовать транзистор.
Транзистор
Буквально сразу после появления полупроводниковых приборов, скажем, транзисторов, они стремительно начали вытеснять электровакуумные приборы и, в частности, триоды. В настоящее время транзисторы занимают ведущее положение в схемотехнике.
Начинающему, а порой и опытному радиолюбителю-конструктору, не сразу удаётся найти нужное схемотехническое решение или разобраться в назначении тех или иных элементов в схеме. Имея же под рукой набор «кирпичиков» с известными свойствами гораздо легче строить «здание» того или другого устройства.
Не останавливаясь подробно на параметрах транзистора (об этом достаточно написано в современной литературе, например, в ), рассмотрим лишь отдельные свойства и способы их улучшения.
Одна из первых проблем, возникающих перед разработчиком, — увеличение мощности транзистора. Её можно решить параллельным включением транзисторов (рис.1). Токовыравнивающие резисторы в цепях эмиттеров способствуют равномерному распределению нагрузки.
Оказывается, параллельное включение транзисторов полезно не только для увеличения мощности при усилении больших сигналов, но и для уменьшения шума при усилении слабых. Уровень шумов уменьшается пропорционально корню квадратному из количества параллельно включённых транзисторов.
Защита от перегрузки по току наиболее просто решается введением дополнительного транзистора (рис.2). Недостаток такого самозащитного транзистора — снижение КПД из-за наличия датчика тока R. Возможный вариант усовершенствования показан на рис.3. Благодаря введению германиевого диода или диода Шоттки можно в несколько раз уменьшить номинал резистора R, а значит, и рассеиваемую на нём мощность.
Составной транзистор (рис. 4) имеет повышенное выходное сопротивление и значительно уменьшенный эффект Миллера благодаря каскодному включению полевого и биполярного транзисторов.
За счёт полной развязки второго транзистора от входа и питанию стока первого транзистора напряжением, пропорциональным входному, составной транзистор, изображённый на рис.5, имеет ещё более высокие динамические характеристики.
![Транзисторы: принцип работы, схема включения, чем отличаются биполярные и полевые [амперка / вики]](https://seminar55.ru/wp-content/uploads/2/5/5/255dbcfbae1ba20051c67652e2b37b72.jpeg)
Единственное условие реализации такого транзистора — более высокое напряжение отсечки второго транзистора. Входной транзистор можно заменить на биполярный.
Одна из особенностей транзисторного ключа при изменяющейся нагрузке — изменение времени выключения транзистора. Чем больше насыщение транзистора при минимальной нагрузке, тем больше время выключения. Избежать глубокого насыщения можно путём предотвращения прямого смещения перехода база-коллектор. Наиболее простая реализация этой идеи с помощью диода Шоттки представлена на рис.6. На рис.7 изображён более сложный вариант — схема Бейкера.
https://youtube.com/watch?v=D60LaX9Fza0
Основные технические характеристики
Обычно у транзисторов серии S8050 такие технические характеристики:
- Тип проводимости транзистора NPN;
- Тип корпуса ТО-92 или SOT-23;
- Максимально допустимый коллекторный ток (Maximum Collector Current) IK макс (Ic max) 0,7А или 700мА (mA), при температуре окружающей среды 25 градусов (С);
- Максимальное допустимое напряжение между коллектором и эмиттером (Collector-Emitter Voltage) UКЭ макс (VCE) не более 20 В (V);
- Максимальное допустимое напряжение между эмиттером и базой (Emitter-Base Voltage)UЭБ макс(VЕВО) не более 5 В (V);
- Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе(Maximum Collector Dissipation) PK макс (PC ) 1 Ватт (Watt);
- Граничная частота передачи тока(Current Gain Bandw >
Внимание! Параметры транзистора S8050 у разных производителей могут незначительно отличатся друг от друга
Аналоги и описание
Комплементарной парой для него является S8550. Полные аналоги (не Российские) транзистора s8050 можно считать 9013, 9014 и 2N5551 их смело ставим взамен вышедшему из строя s8050.
- Максимально допустимый коллекторный ток составляет 700 мА (mA), поэтому можно управлять только нагрузками, которые находятся в пределах 0,7 А.;
- Максимальное напряжение, которое этот транзистор может пропустить через контакты коллектора и эмиттера, составляет 20 В (V), поэтому вы можете использовать его только в цепях, которые работают под напряжением 20 В(V);
- Нормальное значение коэффициента усиления по току транзистора равно 110 hFE, а максимальное значение 400 hFE;
- Максимальное значение усиления показывает максимальное усиление сигнала, которое Вы можете получить от транзистора в электронной схеме.
Применение
Транзисторы S8050 чаще всего применяются в качестве усилителя сигналов (обычно в усилителях класса B), двуконтактных схемах с комплементарным транзистором S8550, в качестве электронного ключа для небольших нагрузок, например:
Где и как мы можем использовать ? Транзистор S8050 это идеальный компонент для выполнения небольших и общих задач в электронных схемах. Вы можете использовать его в качестве переключателя в электронных цепях для включения нагрузок до 700 Ма (mA). 700 мА (mA) достаточно для работы с различными незначительными нагрузками. Его также используют в качестве усилителя на малых ступенях усиления или в качестве отдельного усилителя на малых сигналах.
Полевые транзисторы
Так же очень распространенные на сегодняшний день компоненты. Их применяют даже чаще, чем биполярные. К примеру, инверторы теперь в основном только с полевыми, то есть биполярные приборы они уже стеснили. И если у вас возникает вопрос, можно ли заменить полевой транзистор биполярным, то ответ будет положительным. Однако в полевом плюсов намного больше, чем в биполярном.
Полевые усилители поглощают энергии намного меньше, чем биполярные, так как полевые управление фокусируют на напряжении и электрическим полем заряда, в то время когда биполярные же держатся на токе базы. Поэтому их предпочитают больше. Полевые транзисторы даже переключаются в разы быстрее, чем биполярные. К тому же они имеют хорошую термоустойчивость. И для того, чтобы переключить направления электрического тока, полевые транзисторы вправе соединяться параллельно и без резисторов, просто нужен драйвер, подходящий для этого.
Если же говорить о замене полевых триодов, то и здесь есть способ поиска их аналогов. В принципе в поиске с биполярными не сильно отличается, можно сказать даже, что будет практически таким же. Но разница небольшая есть: нет той проблемы с передачей тока, как у биполярного транзистора. Нельзя забывать о сток-исток, нужно помнить о запасе.
К тому же у полевого есть такой параметр, как сопротивление открытого канала. Вот от него легко определить, что будет с мощностью, и как она будет рассеиваться
Ну и, конечно же, очень важно рассчитывать это сопротивление открытого канала, так как можно потерять много энергии и напряжении при переходе не будет слишком высоким
Чем можно заменить полевые транзисторы?
Крутизна S также очень важна при поиске аналога. Данный параметр будет показывать состояние тока стока при напряжении затвора. Это позволит определить, сколько понадобится напряжения для коммутации.
Помните, что выбирать важно и исходя от порогового напряжения затвора, если напряжение будет в разы меньше порогового, то нормального функционирования от вашего аналога ждать не придется. Цепь при получении напряжения не получит нужного и вся мощность, точнее ее рассеивание останется на приборе, а для него этого нежелательно, ведь может случиться перегрев
В даташите еще говорится, что мощность рассеяния обоих приборов одинакова: и зависит это от корпуса. Если корпус большой, то получение тепловой мощности будет безопаснее рассеиваться.
Емкость затвора так же очень важна в случае данного предмета
Очень важно, чтобы затвор не был крайне тяжелым, и необходимо помнить об этом при выборе. Будет очень хорошо, если он будет меньше в разы, так как это принесет удобство и легкость в использовании данного механизма
Однако если вам нет необходимости перепаивать, то спокойно можно выбрать размер, который идеально подойдет, схожий с оригиналом.
К примеру, сейчас довольно часто меняют IRFP460 на более новую и современную 20N50, так как у него затвор крайне легкий. Опять-таки даташит скажет то же самое, указав на массу схожести, несмотря на преимущество второго.
