D1047 транзистор аналог отечественный

Пошаговая инструкция проверки мультимером

Перед началом проверки, прежде всего определяется структура триодного устройства, которая обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Когда направление стрелки указывает на базу, то это вариант PNP, направление в сторону, противоположную базе, обозначает NPN проводимость.

Проверка мультимером NPN транзистора состоит из таких последовательных операций:

Проверяем обратное сопротивление, для этого присоединяем «плюсовой» щуп прибора к его базе.
Тестируется эмиттерный переход, для этого «минусовой» щуп подключаем к эмиттеру.
Для проверки коллектора перемещаем на него «минусовой» щуп.

Результаты этих измерений должны показать сопротивление в пределах значения «1».

Для проверки прямого сопротивления меняем щупы местами:

«Минусовой» щуп прибора присоединяем к базе.
«Плюсовой» щуп поочередно перемещаем от эмиттера к коллектору.
На экране мультиметра показатели сопротивления должны составить от 500 до 1200 Ом.

Данные показания свидетельствуют о том, что переходы не нарушены, транзистор технически исправен.

Многие любители имеют сложности с определением базы, и соответственно коллектора или эмиттера. Некоторые советуют начинать определение базы независимо от типа структуры таким способом: попеременно подключая черный щуп мультиметра к первому электроду, а красный – поочередно ко второму и третьему.

База обнаружится тогда, когда на приборе начнет падать напряжение. Это означает, что найдена одна из пар транзистора – «база – эмиттер» или «база – коллектор». Далее необходимо определить расположение второй пары таким же образом. Общий электрод у этих пар и будет база.

Сравнение IGBT с MOSFET

Структуры обоих транзисторов очень похожи друг на друга. Что касается протекания тока, важным отличием является добавление слоя подложки P-типа под слой подложки N-типа в структуре модуля IGBT. В этом дополнительном слое дырки вводятся в слой с высоким сопротивлением N-типа, создавая избыток носителей. Это увеличение проводимости в N-слое помогает уменьшить общее напряжение во включенном состоянии в IGBT-модуле. К сожалению, это также блокирует поток электроэнергии в обратном направлении. Поэтому в схему добавлен специальный диод, который расположен параллельно с IGBT чтобы проводить ток в противоположном направлении.

Характеристики биполярного транзистора.

Выделяют несколько основных характеристик транзистора, которые позволяют понять, как он работает, и как его использовать для решения задач. И первая на очереди — входная характеристика, которая представляет из себя зависимость тока базы от напряжения база-эмиттер при определенном значении напряжения коллектор-эмиттер:

I_{б} = f(U_{бэ}), \medspace при \medspace U_{кэ} = const

В документации на конкретный транзистор обычно указывают семейство входных характеристик (для разных значений U_{кэ}):

Входная характеристика, в целом, очень похожа на прямую ветвь . При U_{кэ} = 0 характеристика соответствует зависимости тока от напряжения для двух p-n переходов включенных параллельно (и смещенных в прямом направлении). При увеличении U_{кэ} ветвь будет смещаться вправо.

Переходим ко второй крайне важной характеристике биполярного транзистора — выходной. Выходная характеристика — это зависимость тока коллектора от напряжения коллектор-эмиттер при постоянном токе базы

I_{к} = f(U_{кэ}), \medspace при \medspace I_{б} = const

Для нее также указывается семейство характеристик для разных значений тока базы:

Видим, что при небольших значениях U_{кэ} коллекторный ток увеличивается очень быстро, а при дальнейшем увеличении напряжения — изменение тока очень мало и фактически не зависит от U_{кэ} (зато пропорционально току базы). Эти участки соответствуют разным .

Для наглядности можно изобразить эти режимы на семействе выходных характеристик:

Участок 1 соответствует активному режиму работы транзистора, когда эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. Как вы помните, в данном режиме незначительный ток базы управляет током коллектора, имеющим бОльшую величину.

Для управления током базы мы увеличиваем напряжение U_{бэ}, что в соответствии со входными характеристиками приводит к увеличению тока базы. А это уже в соответствии с выходной характеристикой в активном режиме приводит к росту тока коллектора. Все взаимосвязано.

Небольшое дополнение. На этом участке выходной характеристики ток коллектора все-таки незначительно зависит от напряжения U_{кэ} (возрастает с увеличением напряжения). Это связано с процессами, протекающими в биполярном транзисторе. А именно — при росте напряжения на коллекторном переходе его область расширяется, а соответственно, толщина слоя базы уменьшается. Чем меньше толщина базы, тем меньше вероятность рекомбинации носителей в ней. А это, в свою очередь, приводит к тому, что коэффициент передачи тока \beta несколько увеличивается. Это и приводит к увеличению тока коллектора, ведь:

I_к = \beta I_б

Двигаемся дальше

На участке 2 транзистор находится в режиме насыщения. При уменьшении U_{кэ} уменьшается и напряжение на коллекторном переходе U_{кб}. И при определенном значении U_{кэ} = U_{кэ \medspace нас} напряжение на коллекторном переходе меняет знак и переход оказывается смещенным в прямом направлении. То есть в активном режиме у нас была такая картина — эмиттерный переход смещен в прямом направлении, а коллекторный — в обратном. В режиме же насыщения оба перехода смещены в прямом направлении.

В этом режиме основные носители заряда начинают двигаться из коллектора в базу — навстречу носителям заряда, которые двигаются из эмиттера в коллектор. Поэтому при дальнейшем уменьшении U_{кэ} ток коллектора уменьшается. Кроме того, в режиме насыщения транзистор теряет свои усилительные свойства, поскольку ток коллектора перестает зависеть от тока базы.

Режим насыщения часто используется в схемах ключей на транзисторе. В одной из следующих статей мы как раз займемся практическими расчетами реальных схем и там используем рассмотренные сегодня характеристики биполярного транзистора.

И, наконец, область 3, лежащая ниже кривой, соответствующей I_{б} = 0. Оба перехода смещены в обратном направлении, протекание тока через транзистор прекращается. Это так называемый режим отсечки.

Все параметры транзисторов довольно-таки сильно зависят как друг от друга, так и от температуры, поэтому в документации приводятся характеристики для разных значений. Вот, например, зависимость коэффициента усиления по току (в зарубежной документации обозначается как h_{FE}) от тока коллектора для биполярного транзистора BC847:

Как видите, коэффициент усиления не просто зависит от тока коллектора, но и от температуры окружающей среды. Разным значениям температуры соответствуют разные кривые.

Как проверить транзистор Дарлингтона

Самый простой способ проверки составного транзистора заключается в следующем:

Эмиттер подсоединяется к «минусу» источника питания;
Коллектор подсоединяется к одному из выводов лампочки, второй её вывод перенаправляется на «плюс» источника питания;
Посредством резистора к базе передаётся плюсовое напряжение, лампочка светится;
Посредством резистора к базе передаётся минусовое напряжение, лампочка не светится.

Если всё получилось так, как описано, то транзистор исправен.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.

просмотров

Основные технические характеристики

У транзисторов серии C945 представлены такие технические характеристики (при температуре окружающей среды +25 °C,):

принцип действия – биполярный;
корпус ТО-92, SOT-23;
материал корпуса – пластмасса;
материал транзистора — аморфный кремний (amorphous silicon) Si;

электрические:

проводимость – обратная (n-p-n);
максимально допустимый коллекторный ток (Maximum Collector Current) I_{K макс} (I_{c max}) 0,15 А или 150 мА (mA);
максимальное допустимое напряжение между коллектором и эмиттером (Collector-Emitter Voltage) U _{КЭ макс.} (V_CE_max) не более 50 В (V);
максимально допустимое обратном напряжении на коллекторном переходе, между коллектором и базой (Collector-Base Voltage) U_{КБ макс.} (V_CB_max) не более 60 В (V);
максимальное допустимое напряжение между эмиттером и базой (Emitter-Base Voltage) U_{ЭБ макс} (V_ЕВ_max) не более 5 В (V);
напряжение насыщения коллектор-эмиттер (Collector-emitter saturation voltage) U_КЭ_.нас. (V_CE_sat) не более 0.3 В (V);
граничная частота передачи тока (Current Gain Bandw >Классификация по H_fe

Наименование	Коэффициент Hfe
С945-Y	120-240
С945-O	70-140
С945-R	90-180
С945-Q	135-270
С945-P	200-400
C945-K	300-600
C945-G	200-400
C945-GR	200-400
C945-BL	350-700
C945-L (SOT-23)	120-200
C945-H (SOT-23)	200-400

Точное значение H_fe смотрите в даташите производителя, предварительно посмотрев буквы находящиеся в конце маркировки транзистора. Например у c945O Electronic Manufacturer H_fe характеристика находится в пределах от 70-140, а у С945R Stanson Technology от 90-180.

Устройство и принцип действия

Транзистор — электронный полупроводник, состоящий из 3 электродов, одним из которых является управляющий. Транзистор биполярного типа отличается от полярного наличием 2 типов носителей заряда (отрицательного и положительного).

Отрицательные заряды представляют собой электроны, которые высвобождаются из внешней оболочки кристаллической решетки. Положительный тип заряда, или дырки, образуются на месте высвобожденного электрона.

Устройство биполярного транзистора (БТ) достаточно простое, несмотря на его универсальность. Он состоит из 3 слоев проводникового типа: эмиттера (Э), базы (Б) и коллектора (К).

Эмиттер (от латинского «выпускать») — тип полупроводникового перехода, основной функцией которого является инжекция зарядов в базу. Коллектор (от латинского «собиратель») служит для получения зарядов эмиттера. База является управляющим электродом.

Слои эмиттерный и коллекторный почти одинаковые, однако отличаются степенью добавления примесей для улучшения характеристик ПП. Добавление примесей называется легированием. Для коллекторного слоя (КС) легирование выражено слабо для повышения коллекторного напряжения (Uк). Эмиттерный полупроводниковый слой легируется сильно для того, чтобы повысить обратное допустимое U пробоя и улучшить инжекцию носителей в базовый слой (увеличивается коэффициент передачи по току — Kт). Слой базы легируется слабо для обеспечения большего сопротивления (R).

Переход между базой и эмиттером меньший по площади, чем К-Б. Благодаря разнице в площадях и происходит улучшение Кт. При работе ПП переход К-Б включается со смещением обратного типа для выделения основной доли количества теплоты Q, которое рассеивается и обеспечивает лучшее охлаждение кристалла.

Быстродействие БТ зависит от толщины базового слоя (БС). Эта зависимость является величиной, изменяющейся по обратно пропорциональному соотношению. При меньшей толщине — большее быстродействие. Эта зависимость связана с временем пролета носителей заряда. Однако при этом снижается Uк.

Между эмиттером и К протекает сильный ток, называемый током К (Iк). Между Э и Б протекает ток маленькой величины — ток Б (Iб), который используется для управления. При изменении Iб произойдет изменение Iк.

У транзистора два p-n перехода: Э-Б и К-Б. При активном режиме Э-Б подключается со смещением прямого типа, а подключение К-Б происходит с обратным смещением. Так как переход Э-Б находится в открытом состоянии, то отрицательные заряды (электроны) перетекают в Б. После этого происходит их частичная рекомбинация с дырками. Однако большая часть электронов достигает К-Б из-за малой легитивности и толщины Б.

В БС электроны являются неосновными носителями заряда, и электромагнитное поле помогает им преодолеть переход К-Б. При увеличении Iб произойдет расширение открытия Э-Б и между Э и К пробежит больше электронов. При этом произойдет существенное усиление сигнала низкой амплитуды, т. к. Iк больше, чем Iб.

Смотрите это видео на YouTube

Для того чтобы проще понять физический смысл работы транзистора биполярного типа, нужно ассоциировать его с наглядным примером. Нужно предположить, что насос для закачки воды является источником питания, водопроводный кран — транзистором, вода — Iк, степень поворота ручки крана — Iб. Для увеличения напора нужно немного повернуть кран — совершить управляющее действие. Исходя из примера можно сделать вывод о простом принципе работы ПП.

Однако при существенном увеличении U на переходе К-Б может произойти ударная ионизация, следствием которой является лавинное размножение заряда. При комбинации с тоннельным эффектом этот процесс дает электрический, а с увеличением времени и тепловой пробой, что выводит ПП из строя. Иногда тепловой пробой наступает без электрического в результате существенного увеличения тока через выход коллектора.

Кроме того, при изменении U на К-Б и Э-Б меняется толщина этих слоев, если Б тонкая, то происходит эффект смыкания (его еще называют проколом Б), при котором происходит соединение переходов К-Б и Э-Б. В результате этого явления ПП перестает выполнять свои функции.

КТ315 — аналоги отечественные и зарубежные

Но так как главной темой статьи является не КТ315 — аналоги для этого транзистора, то следует уже уделить внимание и основной теме. Итак, вот список аналогов:

Биполярный транзистор BC847B. Относительно дорогой (3 рубля за 1 штуку) маломощный транзистор, имеющий значительный коэффициент усиления. Если сравнивать с КТ315, аналог зарубежный довольно дорогой. Но он имеет то преимущество, что при пайке и перепайке не так быстро выходит из строя (что не в последнюю очередь благодаря его увеличенной и укреплённой конструкции). Максимальная рассеиваемая мощность — 0,25. На направление «коллектор-база» может подаваться до 50 Вольт. На коллектор-эмиттер — до 45 Вольт. Максимальное напряжение для направления эмиттер-база составляет 6 Вольт. Коллекторный переход имеет ёмкость 8. Предельная температура перехода составляет 150 градусов. Статистический коэффициент передачи тока — 200.
Биполярный транзистор 2SC634. Этот импортный аналог КТ315 является довольно сбалансированным относительно характеристик и цены. Значение максимальной рассеиваемой мощности составляет 0,18. Максимально допустимое напряжение на коллектор-базу и коллектор-эмиттер — 40 Вольт. Эмиттер-база — всего 6 Вольт. Ёмкость коллекторного перехода составляет 8. Предельная температура перехода — 125 градусов. Статический коэффициент передачи тока — 90.
Биполярный транзистор КТ3102. Сказать, что он для КТ315 — аналог отечественный будет неверно, ведь исторически так сложилось, что подобные детали изготавливались одного вида, который соответствует всем необходимым запросам и может выполнить возложенные на него функции. Дело в том, что просто КТ3102 не существует, обязательно вслед идёт ещё одна буква. Во избежание конфликтов значения будут указаны для всей группы. Более детальную информацию вы сможете получить, просматривая каждый транзистор. Отечественная разработка является усовершенствованным КТ315. Аналог в этом случае — слово не совсем уместное, скорее, усовершенствованный механизм. Максимальная рассеиваемая мощность КТ3102 составляет 0,25. На коллектор-базу может подаваться максимальное напряжение в 20-50 Вольт. Максимальное напряжение, которое можно подавать на коллектор-эмиттер, тоже составляет 20-50 Вольт. Максимальное напряжение на эмиттер-базу составляет 5 Вольт. Ёмкость коллекторного перехода равняется 6. Предельная температура перехода — 150 градусов. Статический коэффициент передачи тока равняется 100.
Биполярный транзистор 2SC641. Максимальная рассеиваемая мощность — 0,1. Напряжение на направлении коллектор — база не должно превышать 40 Вольт. Максимальное напряжение на направлении коллектор — эмиттер не должно быть больше 15 Вольт. Для направления эмиттер — база это значение не должно превышать 5 Вольт. Ёмкость коллекторного перехода составляет 6 единиц. Предельная температура перехода — 125 градусов. Статический коэффициент передачи тока равен 35.

Цоколёвка и маркировка КТ815

Цоколёвка транзистора КТ815 зависит от типа корпуса прибора. Существует два различных типа корпуса – КТ-27 и КТ-89. Первый случай используется для объёмного монтажа элементов, второй – для поверхностного. По зарубежной классификации, типы данных корпусов имеют, соответственно, следующие обозначения: TO -126 для первого случая и DPAK для второго случая.

Расположение выводов элемента прибора в корпусе КТ-27 имеет следующий порядок: эмиттер-коллектор-база, если смотреть на транзистор с его лицевой стороны. Для элемента в корпусе КТ-89, расположение выводов имеет следующий порядок: база-коллектор-эмиттер, где коллектором является верхний электрод прибора.

На сегодняшний день, применение элементов в корпусе КТ-27 ограничено, в основном, радиолюбительскими схемами и конструкциям. Элементы в корпусах КТ-89 применяются в изготовлении бытовой техники и по сей день.

Для маркировки данного прибора изначально использовали полное его название, например, КТ815А и дополняли маркировку месяцем и годом выпуска транзистора. В дальнейшем обозначения значительно сократили, оставив на корпусе элемента только одну букву, обозначающую тип элемента и цифру, например -5А для прибора КТ815А.

Примеры использования

Вариантов применения транзистора TIP122 и его схем включения достаточно много, их просто невозможно уместить в одну статью. Поэтому рассмотрим только некоторые схемы с его участием. Первая — усилитель звуковой частоты на 12 Вт, вторая — автоматический регулятор скорости вращения вентилятора.

Усилитель низкой частоты

Данный усилитель сделан на микросхеме операционном усилителе TL081 и двух выходных транзисторах TIP122 и TIP127. При нагрузке 8 Ом рассматриваемый усилитель способен обеспечить выходную мощность 12 Вт. Напряжение питания данного прибора должно находиться в пределах от 12 до 18 вольт.

Автоматический регулятор скорости вращения вентилятора

Рассматриваемый регулятор скорости вращения вентилятора можно использовать для предотвращения перегрева различной бытовой аппаратуры, например, компьютера. Его устанавливают в корпус охлаждаемого им устройства. Данная схема позволяет автоматически регулировать скорость вращения вентилятора, в зависимости от температуры воздуха.

Температурный датчик LM335 ориентирован на работу при -40 до +1000 градусов цельсия. Напряжение на нем будет увеличиваться на 10 мВ вместе с ростом вокруг окружающей температуры. Напряжение с него подается на неинвертирующий вход операционного усилителя LM741. Со стабилитрона 1N4733 на инвертирующий вход микросхемы, через потенциометр, подается опорное напряжение 5.1 В.

В данной схеме потенциометр предназначен для регулирования порога срабатывания вентилятора. Транзистор находится в выходном каскаде усилителя и предназначен для непосредственного управления вентилятором.

Графические иллюстрации характеристик

Рис. 1. Зависимость времени задержки t_d и времени нарастания импульса t_r от коллекторной нагрузки I_C.

Характеристика снята при напряжении питания U_CC = 125 В, температуре п/п структуры T_j = 25°C, и соотношении токов I_C/ I_B = 5.

При измерении времени задержки t_d установлено напряжение смещения U_BE₍_OFF₎ = 5 В.

Рис. 2. Зависимость времени сохранения t_s и времени спадания импульса t_f от величины коллекторной нагрузки I_C.

Рис. 3. Зависимость статического коэффициента усиления h_FE транзистора в схеме с общим эмиттером от величины коллекторной нагрузки I_C.

Зависимость снята для различных значений температуры структуры T_j и напряжений коллектор-эмиттер U_CE.

Рис. 4. Изменение падения напряжения на транзисторе U_CE при изменении управляющего тока базы I_B. Зависимости сняты при различных нагрузках I_C и температуре структуры T_j = 25°C.

Рис. 5. Изменение напряжения насыщения на базовом переходе U_BE₍_sat₎ при разных нагрузках I_C и разных температурах структуры T_j. Соотношение токов I_C / I_B = 3.

Пунктиром показано изменение напряжения включения U_BE₍_ON₎ при напряжении на коллекторе U_CE = 2 В.

Рис. 6. Зависимость напряжения насыщения коллектор-эмиттер U_CE(sat) от коллекторного тока I_C при различных температурах и соотношении токов I_C/ I_B = 3.

Рис. 7. Область выключения транзистора. Зависимость коллекторного тока I_C от напряжения база-эмиттер U_BE.

Характеристика снята при разных температурах T_j структуры и напряжении коллектор-эмиттер U_CE = 250 В.

FORWARD – напряжение база-эмиттер приложено в прямом направлении.

REVERS — напряжение база-эмиттер приложено в обратном направлении.

Рис. 8. Зависимости входной емкости C_ib перехода эмиттер-база и выходной емкости C_ob коллекторного перехода от величины обратного приложенного напряжения. Температура структуры T_j= 25°С.

Рис. 9. Область безопасной работы транзистора при резистивной нагрузке.

Предельные токи ограничены: значением максимального постоянного тока I_C = 1,5 А и максимального импульсного тока I_CM = 3,0 А.

При этих значениях тока разрушаются паяные соединения подводящих проводов со слоями п/п структуры. Показано штрихпунктирной линией.

Предельные напряжения ограничены максимальным рабочим напряжением U_CEO₍_SUS₎= 400 В.

Общее тепловое разрушение структуры наступает при превышении ограничений по току и напряжений, показанных пунктирной линией.

Сплошная линия обозначает ограничения, связанные с вторичным необратимым пробоем п/п структуры транзистора. Во всех режимах работы линии нагрузки транзистора (зависимости I_C от напряжения коллектор-эмиттер U_CE) не должны превышать обозначенных ограничений.

Рис. 10. Ограничение величины рассеиваемой мощности (нагрузки) транзистора при возрастании температуры окружающей среды T_a.

Характеристика снята для условий работы на резистивную нагрузку.

Рис. 11. Область безопасной работы транзистора с обратным смещением для случая с введенными ограничениями перенапряжений.

Предельное ограничение по напряжению (перенапряжению) U_CLAMP = 700 В.

Величины напряжений обратного смещения U_BE₍_OFF₎соответственно 9 В, 5 В, 3 В и 1,5 В.

Характеристики построены для температуры структуры в пределах 100°С и при токе базы I_B₁ = 1 А.

Такая ОБР с обратным смещением характерна для схем работы транзистора на индуктивную нагрузку.

В этих режимах работы, линии нагрузки транзистора (зависимости I_C от напряжения коллектор-эмиттер U_CE) не должны превышать обозначенных ОБР ограничений.