Npn транзистор: схема подключения. какая разница между pnp и npn-транзисторами?

Примеры схем включения

Один из вариантов схемы включения TL431 – обычный компаратор. На нём можно построить какие-нибудь пороговые реле – например, реле уровня, реле освещения и т.д. Только источник опорного напряжения у неё встроенный и регулировке не подлежит, поэтому регулируют ток и падение напряжения через датчик.

Как только на датчике упадет 2,5 В, выходной транзистор микросхемы откроется, через светодиод пойдет ток и он загорится. Вместо LED можно использовать маломощное реле или транзисторный ключ, коммутирующий нагрузку. Резистором R1 можно подстроить уровень срабатывания компаратора. R2 служит балластом и ограничивает ток через светодиод.

Но подобное включение не дает возможности использовать все возможности TL431 – компаратор можно построить на любой другой микросхеме, более подходящей для таких реле. Эта же сборка разработана для других целей.

Самая простая схема включения TL431 в режиме параллельного стабилизатора – источника опорного напряжения 2,5 В. Для этого нужен лишь балластный резистор, который ограничит ток через выходной транзистор.

Более полно возможности микросхемы используются в схеме с обратной связью, образованной резисторами R1 и R2.

При подаче питания напряжение на выходе возрастает и стабилизируется в течение нескольких микросекунд (скорость нарастания не нормируется). Uстаб задается делителем, его можно вычислить по формуле Uстаб=2,495*(1+R2/R1). При расчетах надо иметь в виду, что внутреннее сопротивление при таком включении возрастает в (1+R2/R1) раз.

Можно увеличить нагрузочную способность стабилизатора классическим способом, включением дополнительного биполярного транзистора.

Такое включение преобразует схему в параллельный стабилизатор, требующий превышения входного напряжения над выходным. Его КПД не может превышать отношения Uвых/Uвх. Это ухудшает параметры стабилизатора, поэтому лучше применить полевой транзистор, на нём падение напряжения меньше.

Здесь КПД выше за счёт меньшей потребной разницы между входным и выходным напряжением, но понадобится дополнительный источник питания для затвора транзистора – его напряжение должно превышать Uвх.

На TL431 можно собрать стабилизатор тока.

Ток в цепи коллектора транзистора будет равен Iстаб=Vref/R1.

Если эту же схему включить в виде двухполюсника, то получится ограничитель тока.

Ток будет ограничиваться на уровне Io=Vref/R1+Ika. Номинал балластного резистора надо выбирать из условий Rб=Uвх(Io/hfe+Ika), где hfe – коэффициент усиления транзистора. Его можно замерить мультиметром, имеющим такую функцию.

Радиолюбители используют микросхемы и в нестандартных включениях. TL431 имеет склонность к самовозбуждению, что является недостатком. Но это дает возможность её использования в качестве генераторов, управляемых напряжением. Для этого на выход устанавливают конденсатор.

Распиновка

Цоколевка 13003 у большинства производителей выполняется в пластиковым корпусом ТО-126. У компании STMicroelectronics (STM) этот корпус называется SOT-32. Фирменный MJE13003 у компании Motorola имел пластиковый корпус — ТО-225A. Это тот же, немного улучшенный ТО-126, согласно системы стандартизации полупроводниковых приборов Jedec. Три гибких вывода из корпуса ТО-126, если смотреть на маркировку, имеют следующее назначение: самый левый контакт – база; посередине – коллектор; крайний справа – эмиттер.

В статье рассмотрено назначение выводов, встречающееся у большинства производителей, однако бывает и другая – нетипичная распиновка 13003 в ТО-126. У той же STM, если смотреть на прибор как описано выше, эмиттер будет слева, база справа, а коллектор посередине. Аналогичная цоколевка у KSE13003 (Fairchild Semiconductor). Очень редко, но встречаются приборы в корпусе ТО-220. Для наглядности просмотрите рисунок с цоколевкой от разных компаний.

Производители

Daya Electric Group; DCCOM (Dc Components); Futurlec; HTSEMI (Shenzhen Jin Yu Semiconductor); KEXIN (Guangdong Kexin Industrial); Kisemiconductor (Kwang Myoung I.S.); Micro Electronics; NEC; Rectron Semiconductor; SECO (SeCoS Halbleitertechnologie GmbH); Stanson Technology; TGS (Tiger Electronic); UTC (Unisonic Technologies); Weitron Technology; Willas Electronic Corp; Winnerjoin (Shenzhen Yongerjia Industry).

Аналоги транзистор C945

Type	Mat	Struct	Pc	Ucb	Uce	Ueb	Ic	Tj	Ft	Cc	Hfe	Caps
2DC2412R	Si	NPN	0.3	50	0.15	180	180	SOT23
2SC1623RLT1	Si	NPN	0.3	60	50	7	0.15	150	180	3	180	SOT23
2SC1623SLT1	Si	NPN	0.3	60	50	7	0.15	150	180	3	270	SOT23
2SC2412-R	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	180	SOT23
2SC2412-S	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	270	SOT23
2SC2412KRLT1	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	180	SOT23
2SC2412KSLT1	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	270	SOT23
2SC945LT1	Si	NPN	0.23	60	50	5	0.15	150	150	2.2	200	SOT23
2SD1501	Si	NPN	1	70	1	150	250	SOT23
2STR1160	Si	NPN	0.5	60	60	5	1	150	250	SOT23
50C02CH-TL-E	Si	NPN	0.7	60	50	5	0.5	150	500	2.8	300	SOT23
BRY61	Si	PNPN	0.25	70	70	70	0.175	150	1000	SOT23
BSP52T1	Si	NPN	1.5	100	80	5	0.5	150	150	5000	SOT23
BSP52T3	Si	NPN	1.5	100	80	5	0.5	150	150	5000	SOT23
C945	Si	NPN	0.2	60	50	5	0.15	150	150	3	130	SOT23
DNLS160	Si	NPN	0.3	60	1	150	200	SOT23
DTD123	Si	Pre-Biased-NPN	0.2	50	0.5	150	200	250	SOT23
ECG2408	Si	NPN	0.2	60	65	0.3	150	300	300	SOT23
FMMT493A	Si	NPN	0.5	60	1	150	500	SOT23
FMMTL619	Si	NPN	0.5	50	1.25	180	300	SOT23
L2SC1623RLT1G	Si	NPN	0.225	60	50	7	0.15	150	250	3	180	SOT23
L2SC1623SLT1G	Si	NPN	0.225	60	50	7	0.15	150	250	3	270	SOT23
L2SC2412KRLT1G	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	180	SOT23
L2SC2412KSLT1G	Si	NPN	0.2	60	50	7	0.15	150	180	2	270	SOT23
MMBT945-H	Si	NPN	0.2	60	50	5	0.15	150	150	3	200	SOT23
MMBT945-L	Si	NPN	0.2	60	50	5	0.15	150	150	3	130	SOT23
NSS60201LT1G	Si	NPN	0.54	60	4	150	SOT23
ZXTN19100CFF	Si	NPN	1.5	100	4.5	150	200	SOT23F
ZXTN25050DFH	Si	NPN	1.25	50	4	200	240	SOT23
ZXTN25100DFH	Si	NPN	1.25	100	2.5	175	300	SOT23

Маркировка

Транзистор, чаще всего, обозначен на корпусе только цифрами. Цифры “13009” обозначают серийный номер в американской системе JEDEC. Считается, что впервые данный транзистор произвела американская компания Motorola. Символы mje, в начале маркировки транзистора указывали на брэнд именно этой компании. После 1999 года, когда компания Motorola была реструктуризирована, с символов «MJE» начинается маркировка данного транзистора у других производителей, не связанных с этой компанией. В то же время ON Semiconductor, дочерняя компания Motorola, так же продолжает выпускать эти транзисторы с указанием mje13009 на корпусе. Более именитые из производители, вместо MJE, указывают в начале маркировки первые буквы из названия своих компаний: ST13009 (ST Microelectronics), J13009,FJP13009 (Fairchild), PHE13009 (WeEn Semiconductors).

Схема «зарядки» для телефона.

R1 — 1 Ом, 1Ватт. R2 — 20 кОм. R3 — 680 кОм. R4 — 100 кОм. R5 — 43 Ом. R6 — 5,1 Ом. R7 — 33 Ом. R8 — 1 кОм. R9 — 1,5 кОм. C1 — 22 мФ,25в(оксидный). C2 — 1 нФ, 400в. C3 — 3,3 нФ, 1000в. C4 — 2,2 мФ,400в(оксидный). C5 — 100 мФ,25в(оксидный). VD1 — стабилитрон 5,6в. VD2,VD3 — диод 1N407. VD4 — диод 1N4937. VD5 — индикаторный светодиод. Транзистор — MJE13001(13001), MJE13003(13003), самый надежный вариант — MJE13005(13005).

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

13001 – кремниевый, эпитаксильно-планарный биполярный транзистор n-p-n проводимости. Используется в маломощных импульсных блоках питания бытовых приборов, зарядках, энергосберегающих, светодиодных лампах и других высоковольтных устройствах. Так же его можно встретить в схемах низкочастотных усилителей в качестве усилителя звукового сигнала.

Модификации транзистора

Тип	Pc	Ucb	Uce	Ueb	Tj	Cc	Ic	hfe	ft	Корпус
2SA1015	0.4 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	4 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
2SA1015-GR	0.4 W	50 V	50 V		125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
2SA1015-O	0.4 W	50 V	50 V		125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
2SA1015-Y	0.4 W	50 V	50 V		125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
2SA1015K	0.2 W	50 V	50 V	5 V	150 °C		0.15 A	130	80 MHz	SOT23
2SA1015L	0.4 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO92
2SA1015LG	0.4 W	50 V	50 V	5 V	175 °C	7 pf	0.15 A	200	80 MHz	TO92
2SA1015LO	0.4 W	50 V	50 V	5 V	175 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
2SA1015LT1	0.23 W	60 V	50 V	5 V	150 °C		0.15 A	70		SOT23
2SA1015LY	0.4 W	50 V	50 V	5 V	175 °C	7 pf	0.15 A	120	80 MHz	TO-92
2SA1015M	0.3 W	50 V	50 V	5 V	150 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	SOT23
A1015	0.2 W	50 V	50 V	5 V	125 °C		0.15 A	130	80 MHz	SOT23
A1015LT1	0.2 W	50 V	50 V	5 V	150 °C		0.15 A	130	80 MHz	SOT23
A1015S	0.3 W	50 V	50 V	5 V	150 °C	13 pf	0.15 A	70	150 MHz	TO-92S
BTA1015A3	0.4 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
CSA1015	0.625 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
CSA1015GR	0.625 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	200	80 MHz	TO-92
CSA1015O	0.625 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
CSA1015Y	0.625 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	120	80 MHz	TO-92
FTA1015	0.6 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	7 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92
HSA1015	0.4 W	50 V	50 V	5 V	150 °C	7 pf	0.15 A	120	80 MHz	TO-92
KSA1015	0.4 W	50 V	50 V	5 V	125 °C	4 pf	0.15 A	70	80 MHz	TO-92

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.

Производители

Выберите производителя, чтобы ознакомится с его DataSheet на 13009:

Главная

О сайте

Теория

Практика

Контакты

Высказывания: Во время пьянки мы чувствуем себя личностью. Наутро – организмом.

Справка об аналогах биполярного низкочастотного npn транзистора MJE13009.

Эта страница содержит информацию об аналогах биполярного низкочастотного npn транзистора MJE13009 .

Перед заменой транзистора на аналогичный, !ОБЯЗАТЕЛЬНО! сравните параметры оригинального транзистора и предлагаемого на странице аналога. Решение о замене принимайте после сравнения характеристик, с учетом конкретной схемы применения и режима работы прибора.

Можно попробовать заменить транзистор MJE13009 транзистором 2SC2335;

транзистором 2SC3346; транзистором 2SC3306; транзистором 2SC2898; транзистором 2SC3257; транзистором BUL74A; транзистором BUW72; транзистором 2SC3346; транзистором 2SC3306; транзистором 2SC2898; транзистором 2SC3257;

Коллективный разум.

дата записи: 2015-02-14 22:21:29

дата записи: 2016-02-23 16:11:18

дата записи: 2016-02-23 16:13:10

дата записи: 2016-10-12 13:39:27

MJE13005 – функциональный аналог; дата записи: 2017-11-01 08:40:54

2SC3040 – функциональный аналог; дата записи: 2018-07-06 22:01:53

Добавить аналог транзистора MJE13009.

Вы знаете аналог или комплементарную пару транзистора MJE13009? Добавьте. Поля, помеченные звездочкой, являются обязательными для заполнения.

Другие разделы справочника:

Есть надежда, что справочник транзисторов окажется полезен опытным и начинающим радиолюбителям, конструкторам и учащимся. Всем тем, кто так или иначе сталкивается с необходимостью узнать больше о параметрах транзисторов. Более подробную информацию обо всех возможностях этого интернет-справочника можно прочитать на странице «О сайте». Если Вы заметили ошибку, огромная просьба написать письмо. Спасибо за терпение и сотрудничество.

Мощные транзисторы, применяемые в БП. Подбор и замена.

10 Ноя 2007 – 20:13 NMD 1572 >> 68.32

Ремонт Блоков Питания Транзисторы Детали

Вот небольшая подборка транзисторов, использующихся в БП. Михаил.KSC5027- Vceo-800V, Ic- 3A, Icp – 10A, Pd – 50W 2SC4242 – Vceo – 450v, Ic – 7A. Pd – 40W BU508A – Vceo – 700V, Ic – 8A, Icp – 15A, Pd – 50W ST13003 – Vceo-400v, Ic- 1.5A, Icp – 3A, Pd – 40W MJE13003 – Vceo -400v. Ic -1.5A, Icp – 3A, Pd – 40W 2SC3457 – Vceo – 800v, Ic – 3A. P – 50w MJE13005 – Vceo – 400v, Ic – 4A, Icp – 8A, Pd – 75w MJE13006 – Vceo – 300v, Ic – 8A, Icp – 16A, Pd – 80w MJE13007 – Vceo – 400v, Ic – 8A, Icp – 16A, Pd – 80w 2SC2625 – Vceo – 450v, Ic – 10A, Pd – 80w 2SC3306 – Vceo – 500v, Ic -10A, Pd – 100w KSE13006 – Vceo – 300V, Ic – 8A, Icp – 16A, Pd – 80W KSE13007 – Vceo – 400V, Ic – 8A, Icp – 16A, Pd – 80W KSE13009 – Vceo – 400v, Ic – 12A, Icp – 24A, Pd – 130w KSP2222A – Vceo- 40v, Ic – 0.6A, Pd – 0.63w 2SC945 – Vcev – 60v, Ic – 0,1A, Pd – 0.25w 2SA733 – p-n-p Vce – 60v, Ic – 0.1A, Pd – 0.25w 2SA1015 p-n-p Vce – 50v, Ic – 0.15A, Pd – 0.4w 2SA1273 p-n-p Vce – 30v, Ic – 2A, Pd – 1.0w 2SB1116A p-n-p Vce – 80v, Ic – 1.0A, Pd – 0.75w KSC2335F – Vceo-500v, Ic – 7A, Pd – 40w. 2SC2553 – Vceo-500v, Ic – 5A, Pd – 40w. 2SC2979 – Vceo-900v, Ic – 3A, Pd – 40w. 2SC3039 – Vceo-500v, Ic – 7A, Pd – 50w. 2SC3447 – Vceo-800v, Ic – 5A, Pd – 50w. 2SC3451 – Vceo-800v, Ic -15A, Pd – 100w. 2SC3460 – Vceo-1100v, Ic – 6A, Pd – 100w. 2SC3461 – Vceo-1100v, Ic – 8A, Pd – 120w. 2SC3866 – Vceo-900v, Ic – 3A, Pd – 40w. 2SC4106 – Vceo-500v, Ic – 7A, Pd – 50w. 2SC4706 – Vceo-600v, Ic -14A, Pd – 130w. 2SC4744 – Vceo-1500v, Ic – 6A, Pd – 50w. KSC1008 – Vceo-80v, Ic -0.7A, Pd – 0.8w. 2SA928A p-n-p Vceo-20v, Ic – 1A, Pd – 0.25w. ZTX457 – Vceo-300V Ic – 0.5A, Pd – 1,0W

Основные характеристики и параметры транзисторов

Классификация транзисторов. Проводимость, усиление, параметры, определяющие мощность, допустимое напряжение, частотные и шумовые свойства транзистора.

Транзистор, в общем понимании этого слова – это полупроводниковый прибор, как правило, с тремя выводами, способный усиливать поступающий на него сигнал. Выполняя функции усиления, преобразования, генерирования, а также коммутации сигналов в электрических цепях, в данный момент транзистор является основой подавляющего большинства электронных устройств и интегральных микросхем.

На принципиальных схемах транзистор обычно обозначается латинскими буквами «VT» или «Q» с добавлением позиционного номера (например, VT12 или Q12).

В отечественной документации прошлого века применялись обозначения «Т», «ПП» или «ПТ». Преобладающее применение в промышленных и радиолюбительских конструкциях находят два типа транзисторов – биполярные и полевые. Какими они бывают?

ОСНОВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ, ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРОВ.

Основная классификация, определяющая область применения транзисторов, ведётся по: исходному материалу, на основе которого они сделаны, структуре проводимости, максимально допустимому напряжению, максимальной мощности, рассеиваемой на коллекторе, частотным свойствам, шумовым характеристикам, крутизне передаточной характеристики (для полевых) или статическому коэффициенту передачи тока (для биполярных транзисторов) . Рассмотрим перечисленные пункты классификации более детально.

По исходному полупроводниковому материалу транзисторы классифицируются на: — германиевые (в настоящее время не производятся); — кремниевые (наиболее широко представленный класс); — из арсенида галлия (в основном СВЧ транзисторы) и др.

По структуре транзисторы классифицируются на: — p-n-p структуры – биполярные транзисторы «прямой проводимости»; — n-p-n структуры – биполярные транзисторы «обратной проводимости»; — p-типа – полевые транзисторы с «p-типом проводимости»; — n-типа – полевые транзисторы с «n-типом проводимости». В свою очередь, полевые транзисторы подразделяются на приборы с управляющим p-n-переходом (JFET-транзисторы) и транзисторы с изолированным затвором (МДП или МОП-транзисторы).

По параметру мощности транзисторы делятся на: — транзисторы малой мощности (условно Рmах — транзисторы средней мощности (0,3 — мощные транзисторы (Рmах >1,5 Вт). Также косвенным показателем мощности транзистора является параметр максимально допустимого тока коллектора (Iк_max).

По параметру максимально допустимого напряжения Uкэ или Uси транзисторы делятся на: — транзисторы общего применения (условно Uкэ_mах — высоковольтные транзисторы (Uкэ_mах > 100 В). У современных биполярных и полевых транзисторов параметр Uкэ_mах (Uси_mах) может достигать нескольких тысяч вольт!

По частотным характеристикам транзисторы делятся на: — низкочастотные транзисторы (условно Fгр — среднечастотные транзисторы (3 — высокочастотные транзисторы (30 — сверхвысокочастотные транзисторы (Fгр > 300 МГц); Основным параметром, характеризующим быстродействия транзистора, является граничная частота коэффициента передачи тока (Fгр). Косвенным – входная и выходная ёмкости. Для транзисторов, разработанных для использования в ключевых схемах, также может указываться параметр задержки переключения (tr и ts).

По шумовым характеристикам транзисторы делятся на: — транзисторы с ненормированным коэффициентом шума; — транзисторы с нормированным коэффициентом шума (Кш).

Коэффициент передачи тока (h21 – для биполярного транзистора) и крутизна передаточной характеристики (S – для полевого) являются одними из основных параметров полупроводника. От него зависят как качественные показатели транзисторного усилительного каскада, так и требования, предъявляемые к предыдущим и последующим каскадам.

Однако давайте будем считать эту статью вводной, а углубляться и подробно рассуждать о влиянии тех или иных параметров на работу и поведение биполярного или полевого транзистора будем на следующих страницах. Полный перечень статей, посвящённых описанию работы транзистора, а также расчётам каскадов на полевых и биполярных полупроводниках, приведён в рубрике «Это тоже может быть интересно».

Ток коллектора

В начале вопрос: может ли быть ток коллектора бесконечно большим? Теоретически, увеличением тока базы, вы можете свободно увеличивать ток коллектора.

Тем не менее, в той или иной схеме максимальный ток коллектора транзистора только в состоянии насыщении и, главное, не определяется транзистором, а только напряжением питания и сопротивлением нагрузки. При снижении сопротивления нагрузки увеличивается ток.

Как вы догадались, этот ток нельзя увеличивать произвольно. Каждый транзистор имеет максимальный ток коллектора, обозначается в каталогах производителей — ICmax.

Значение этого тока, зависит от конструкций и толщины переходов транзистора.

При протекании тока через сопротивление, выделяется тепло. Вы наверное, догадываетесь, или, может быть, вы видели своими глазами, что связи между слоями кремния транзистора и проводники сделаны из тонкой проволоки. Хотя ее часто делают из золотой проволоки, они при избыточном токе ведут себя как самые обычные предохранители – разогреваются и перегорают.

Не только проводники. Кремниевая структура транзистора так же имеет не большие геометрические размеры. Если пропустить большой ток через эту структуру имеющую малое сечение, мы получим, ток очень большой плотности. Не забывайте, мы имеем дело с чувствительной структурой полупроводника и чрезмерное увеличение плотности тока приводит не только к повышению температуры, а также целый ряд других негативных явлений. Я буду говорить только об уменьшении коэффициента усиления по току (β) с ростом тока коллектора.

Таким образом. Ограничение коллекторного тока производителем обосновано допустимой плотностью тока, и температурой плавления структуры, вы не можете ее превышать.

Если вы думаете о мгновениях, то можно придти к выводу, что если транзистор будет работать в импульсном режиме, открылся, пропустил ток только на короткое мгновение, за это мгновение структура не успевает разогреться и расплавиться. Таким образом, ток в импульсе может быть и больше максимальной ток в не прерывном режиме.

Вы правы! В каталогах часто приводят максимальном токе коллектора при непрерывной работе и максимальный ток коллектора для импульса. Вы можете это увидеть в характеристиках силового транзистора.

Но сейчас, мы не будем связываться с этим вопросом. Как вы думаете или если не превышать ток Icmax каталога, и напряжения UCEmax, ваш транзистор не находится в опасности?

Типы транзисторов

В настоящее время находят применение транзисторы двух видов — биполярные и полевые. Биполярные транзисторы появились первыми и получили наибольшее распространение. Поэтому обычно их называют просто транзисторами. Полевые транзисторы появились позже и пока используются реже биполярных.

В таблице ниже представлена цветовая маркировка транзисторов:

Цветовая маркировка транзисторов

Биполярные транзисторы

Биполярными транзисторы называют потому, что электрический ток в них образуют электрические заряды положительной и отрицательной полярности. Носители положительных зарядов принято называть дырками, отрицательные заряды переносятся электронами.

В биполярном транзисторе используют кристалл из германия или кремния — основных полупроводниковых материалов, применяемых для изготовления транзисторов и диодов. Поэтому и транзисторы называют одни кремниевыми, другие — германиевыми. Для обоих разновидностей биполярных транзисторов характерны свои особенности, которые обычно учитывают при проектировании устройств.

Слово “транзистор” составлено из слов TRANSfer и resISTOR – преобразователь сопротивления. Он пришел на смену лампам в начале 1950-х. Это прибор с тремя выводами, используется для усиления и переключения в электронных схемах.

Для изготовления кристалла используют сверхчистый материал, в который добавляют специальные строго дозированные; примеси. Они и определяют появление в кристалле проводимости, обусловленной дырками (р-проводимость) или электронами (n-проводимость).

Таким образом формируют один из электродов транзистора, называемый базой. Если теперь в поверхность кристалла базы ввести тем или иным технологическим способом специальные примеси, изменяющие тип проводимости базы на обратную так, чтобы образовались близколежащие зоны n-р-n или р-n-р, и к каждой зоне подключить выводы, образуется транзистор.

Классификация биполярных транзисторов.

Одну из крайних зон называют эмиттером, т. е. источником носителей заряда, а вторую — коллектором, собирателем этих носителей. Зона между эмиттером и коллектором называется базой. Выводам транзистора обычно присваивают названия, аналогичные его электродам. Усилительные свойства транзистора проявляются в том, что если теперь к эмиттеру и базе приложить малое электрическое напряжение — входной сигнал, то в цепи коллектор — эмиттер потечет ток, по форме повторяющий входной ток входного сигнала между базой и эмиттером, но во много раз больший по значению.

Для нормальной работы транзистора в первую очередь необходимо подать на его электроды напряжение питания. При этом напряжение на базе относительно эмиттера (это напряжение часто называют напряжением смещения) должно быть равно нескольким десятым долям вольта, а на коллекторе относительно эмиттера — несколько вольт.

Включение в цепь n-р-n и р-n-р транзисторов отличается только полярностью напряжения на коллекторе и смещения. Кремниевые и германиевые транзисторы одной и той же структуры отличаются между собой лишь значением напряжения смещения. У кремниевых оно примерно на 0,45 В больше, чем у герма ниевых.

Как проверить работоспособность микросхемы TL431

Микросхема имеет достаточно сложную внутреннюю структуру, поэтому проверить её одним тестером нельзя. В любом случае придется собирать какую-то схему. Если есть регулируемый источник питания, то потребуется три резистора и светодиод.

Напряжение источника питания должно быть не более 36 В. R1 выбирается так, чтобы при максимальном напряжении ток через светодиод не превысил 10-15 мА. Соотношение R1 и R3 должно быть таким, чтобы при максимальном напряжении источника на R3 падало более 2,5 В, а лучше – больше 3. При повышении выходного напряжения от 0 В до достижения на R3 порога светодиод вспыхнет, а значит микросхема исправна. Светодиод можно не устанавливать, а просто замерить напряжение на катоде – оно должно скачкообразно измениться.

Если регулируемого источника нет, а есть блок питания с постоянным напряжением, придется вместо R3 применить потенциометр. При вращении движка в обе стороны, светодиод должен загораться и гаснуть.

Рынок электронных компонентов предлагает очень широкий спектр интегральных стабилизаторов напряжения. Но и область применения очень обширна, поэтому свою нишу на рынке имеют многие типы микросхем. Включая TL431.

Смотрите это видео на YouTube

Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317

Описание, характеристики и схема включения стабилизатора напряжения КРЕН 142

Режимы работы, описание характеристик и назначение выводов микросхемы NE555

Принцип работы и основные характеристики стабилитрона

Что такое компаратор напряжения и для чего он нужен

Как сделать реле времени своими руками?

Где и как мы можем использовать ?

Максимальная нагрузка, которую может выдерживать этот транзистор, составляет около 150 мА, что достаточно для работы многих устройств в цепи, например реле, светодиодов и других элементов схемы. Напряжение насыщения U_кэ.нас. составляет всего 0.3 В, что также удовлетворяет почти все потребности. Как обсуждалось выше, C945 имеет хороший коэффициент усиления постоянного тока h_FE и низкий уровень шума, благодаря чему он идеально подходит для использования в каскадах схем предусилителя, усилителя звука или для усиления других сигналов в электронных цепях. Напряжение насыщения большинства биполярных транзисторов составляет 0,6 В, но у нашего С945 U_кэ.нас. = 0,3 В, поэтому он может работать в цепях низкого напряжения.

Схемы включения транзисторов

Обычно биполярный транзистор всегда используется в прямом включении – обратная полярность на КЭ переходе ничего интересного не дает. Для прямой схемы подключения есть три схемы включения: общий эмиттер (ОЭ), общий коллектор (ОК), и общая база (ОБ). Все три включения показаны ниже.

Они поясняют только сам принцип работы – если предположить, что рабочая точка каким-то образом, с помощью дополнительного источника питания или вспомогательной цепи установлена. Для открывания кремниевого транзистора (Si) необходимо иметь потенциал ~0,6 В между эмиттером и базой, а для германиевого хватит ~0,3 В.

Общий эмиттер

Напряжение U1 вызывает ток Iб, ток коллектора Iк равен базовому току, умноженному на β. При этом напряжение +E должно быть достаточно большим: 5 В-15 В. Эта схема хорошо усиливает ток и напряжение, следовательно, и мощность. Выходной сигнал противоположен по фазе входному (инвертируется). Это используется в цифровой технике как функция НЕ.

Если транзистор работает не в ключевом режиме, а как усилитель малых сигналов (активный или линейный режим), то при помощи подбора базового тока устанавливают напряжение U2 равным E/2, чтобы выходной сигнал не искажался. Такое применение используется, например, при усилении аудиосигналов в усилителях высокого класса, с низкими искажениям и, как следствие, низким КПД.

Общий коллектор

По напряжению схема ОК не усиливает, здесь коэффициент усиления равен α ~ 1. Поэтому эта схема называется эмиттерный повторитель. Ток в цепи эмиттера получается в β+1 раз больше, чем в цепи базы. Эта схема хорошо усиливает ток и имеет низкое выходное и очень высокое входное сопротивление.

Тут самое время вспомнить о том, что транзистор называется трансформатором сопротивления. Эмиттерный повторитель имеет свойства и рабочие параметры, очень подходящие для пробников осциллографов. Здесь используют его огромное входное сопротивление и низкое выходное, что хорошо для согласования с низкоомным кабелем.

Общая база

Эта схема отличается наиболее низким входным сопротивлением, но усиление по току у нее равно α. Схема с общей базой хорошо усиливает по напряжению, но не по мощности. Ее особенностью является устранение влияния обратной связи по емкости (эфф. Миллера). Каскады с ОБ идеально подходят в качестве входных каскадов усилителей в радиочастотных трактах, согласованных на низких сопротивлениях 50 и 75 Ом. Каскады с общей базой очень широко используются в технике СВЧ и их применение в радиоэлектронике с каскадом эмиттерного повторителя очень распространено.

Аналоги

Для замены могут подойти транзисторы кремниевые, со структурой NPN, эпитаксиально-планарные, предназначенные для использования в импульсных источниках питания, пускорегулирующих устройствах, схемах управления электродвигателями и др., аппаратуре общего применения.

Отечественное производство

Транзисторы, близкие по параметрам к серии 13003 (MJE13003).

Тип	P_C, Вт	U_CB, В	U_CE, В	U_BE, В	I_C, А	U_CE(sat), В	T_j, °С	f_T, МГц	h_FE	t_on/ t_s/ t_f, мкс	Корпус
MJE13003	40	700	400	9	2	0,6	150	4	5…40	— / 3,5 / 1	TO-126
КТ8170А	40	700	400	9	2,25	3	150	4	5…40	1,1 / 4 / 0,7	TO-126
КТ859А	40	800	800	10	3	1,5	150	˃ 3,3	˃ 10	0,35 / 3,3 / 0,35	TO-220AB
КТ841А/В	50	600/800	350	5	10	1,5	150	10	12…45	0,08 / 0,8 / 0,2	TO-3
КТ8118А	50	900	800	—	3	˂ 2,0	150	˃ 15	10…40	—	TO-220
КТ8120А	60	600	450	5	8	1	150	20	˃ 10	— / 2 / 0,2	TO-220
КТ840А/Б/В	60	900/750/800	400/350/375	5	6	0,6	150	8…15	10…60	0,2 / 3,5 / 0,6	TO-3
КТ868А/Б	70	900/750	400/375	5	6	1,5	150	˃ 8	10…100	—	TO-3PML

Зарубежное производство

Аналоги транзистора E13003 (MJE13003).

Тип	P_C, Вт	U_CB, В	U_CE, В	U_BE, В	I_C, А	U_CE(sat), В	T_j, °С	f_T, МГц	h_FE	t_on/ t_s/ t_f, мкс	Корпус
MJE13003	40	700	400	9	2	0,6	150	4	5…40	— / 3,5 / 1	TO-126
3DD1910	40	700	400	9	2,5	1	150	5	15…30	1 / 5 / 0,8	TO-126A
3DD13005A7	40	800	400	9	3	0,6	150	5	15…35	1 / 5 / 1	TO-126F
WBR13005D1	40	700	400	9	4	1	150	4	10…40	— / 3,6 / 1,6	TO-126
BTN3A60T3	40	900	700	9	3	0,6	150	4	10…40	—	TO-126
HLD133D	35	700	400	9	2	1	150	—	5…40	— / 4 / 0,8	TO-126
ST13007DFP	36	700	400	9	8	3	150	4	8…40	— / 2,2 / 0,15	TO-220FP
BUL310FP	36	1000	500	9	5	1,1	150	—	10	— / 1,8 / 0,5	TO-220FP

Аналоги транзисторов 13003BR (MJE13003BR) и 13003T (KSE13003T).

Тип	P_C, Вт	U_CB, В	U_CE, В	U_BE, В	I_C, А	U_CE(sat), В	T_j, °С	f_T, МГц	h_FE	t_on/ t_s/ t_f, мкс	Корпус
MJE13003BR	30	600	400	9	2	0,85	150	—	5…40	— / 3 / 0,8	TO-126
BLD123D	30	600	400	9	2	0,9	150	—	5…40	— / 4 / 0,8	TO-126
KSE13003T	30	700	400	9	1,5	3	150	4	5…40	1,1 / 4 / 0,7	TO-220
FJPE3305	30	700	400	9	4	1	150	4	8…40	0,8 / 4 / 0,9	TO-220F
KSH13005AF	30	700	400	9	4	1	150	4	8…60	0,8 / 4 / 0,9	TO-220F
MJE13005AF	30	800	400	10	5	1	150	4	8…35	0,15 / 5 / 0,8	TO-220IS
MJE13005F	30	700	400	9	4	1	150	4	10…35	0,8 / 4 / 0,9	TO-220IS
STD13005F/FC	30	700	400	9	4	1	150	4	8…40	0,8 / 4 / 0,9	TO-220F-3L
STL128DFP	30	700	400	—	4	1,5	150	—	10…32	— / 0,6 / 0,1	TO-220FP
TS13005CI	30	700	400	9	4	1	150	4	8…40	0,7 / 3 / 0,5	ITO-220
TSC236CI	30	700	400	9	4	1,3	150	—	8…32	0,5 / 3 / 0,5	ITO-220
BUL128FP	31	700	400	9	4	1,5	150	—	10…45	— / 2,9 / 0,4	TO220FP

Примечание: данные таблиц получены из даташип компаний-производителя.