Bc557 транзистор характеристики и его российские аналоги

Основная классификация транзисторов, параметры

Основная классификация транзисторов ведется по исходному материалу, на основе которого они сделаны, максимальной допустимой мощности, рассеиваемой на коллекторе и частотным свойствам.

Эти параметры определяют их основные области применения. По мощности транзисторы делят на:

• транзисторы малой мощности,
• транзисторы средней мощности,
• транзисторы большой мощности.

По частоте транзисторы делят на:

• низкочастотные,
• среднечастотные,
• высокочастотные,
• сверхвысокочастотные.

По исходному полупроводниковому материалу транзисторы разделяют на:

• германиевые,
• кремниевые.

Основными параметрами биполярных транзисторов являются:

• статический коэффициент усиления по току а в схеме с общей базой;
• статический коэффициент усиления по току |3 в схеме с общим эмиттером. Параметры аир связаны зависимостями вида в = а/(1 — а) или а = в/(1 + в);
• обратный ток коллектора Іко;
• граничная fгр и предельная fh21 частоты коэффициента передачи тока.

Основными параметрами полевых транзисторов являются:

• напряжение отсечки U0 — приложенное к затвору напряжение, при котором перекрывается сечение канала;
• максимальный ток стока Іс. макс;
• напряжения: между затвором и стоком Uзс, между стоком и истоком Uси и между затвором и истоком Uзи;
• входная Свх, проходная Спр и выходная Свых емкости.

Электрические характеристики

Примечание: данные в таблицах действительны при температуре воздуха 25°C.

Биполярный транзистор: внешний вид, составные элементы, конструкция корпуса — кратко

Сразу стоит определиться, что биполярный транзистор (bipolar transistor) создан для работы в цепях постоянного тока, где и используется. Сократим его название до БТ.

На фотографии ниже показал насколько разнообразные формы он имеет. А ведь этот небольшой ассортимент мной высыпан из одной маленькой коробочки.

Транзисторный корпус может быть изготовлен из пластмассы или металла в виде параллелепипеда, цилиндра, таблетки различной величины. Общими элементами являются три контактных штыря, созданные для подключения к электрической схеме.

Эти выводы необходимо различать в технической документации, правильно подключать при монтаже. Поэтому их назвали:

1. Э (E) — эмиттер;
2. К (C) — коллектор;
3. Б (B) — база.

Буквы в скобках используются в международной документации.

Основной метод соединения БТ в электрических схемах — пайка, хотя допускаются и другие.

Габариты корпуса и контактных выводов зависят от мощности, которую способен коммутировать этот модуль. Чем выше проектная нагрузка, тем большие размеры вынуждены создавать производители для обеспечения надежной работы и отвода опасного тепла.

Общеизвестно, что полупроводниковые переходы не способны выдерживать высокий нагрев — они банально перегорают. Поэтому все мощные корпуса выполняются из металла и снабжаются теплоотводящими радиаторами.

В особо ответственных узлах для них дополнительно создается принудительный обдув струями воздуха. Этим приемом значительно повышается надежность работы системных блоков компьютеров, ноутбуков, сложной электронной техники.

Любой БТ состоит из трех полупроводниковых переходов p и n типа, как обычный диод. Только у диода их меньше: всего два. Он способен пропускать ток всего в одну сторону, а в противоположную — блокирует.

Bipolar transistor создается по одной из двух схем соединения полупроводниковых элементов:

1. p-n-p, называемую прямым включением;
2. n-p-n — обратным.

При обозначении на схемах их рисуют одинаково, но с небольшими отличиями вывода эмиттера:

1. прямое направление: стрелка нацелена на базу;
2. обратное — стрелка показывается выходом из базы наружу элемента.

Указатель стрелки эмиттера показывает положительное направление тока через полупроводниковый переход.

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_CEmax) не более 50 В (V);
• максимально допустимое обратном напряжении на коллекторном переходе, между коллектором и базой (Collector-Base Voltage) U_{КБ макс.} (V_CBmax) не более 60 В (V);
• максимальное допустимое напряжение между эмиттером и базой (Emitter-Base Voltage) U_{ЭБ макс} (V_ЕВmax) не более 5 В (V);
• напряжение насыщения коллектор-эмиттер (Collector-emitter saturation voltage) U_КЭ.нас. (V_CEsat) не более 0.3 В (V);
• граничная частота передачи тока (Current Gain Bandw >Классификация по H_fe

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.

Коммутационный транзистор

Сборка транзистора для переключения

Мы называем операцию «все или ничего», режим работы транзистора, при котором транзистор либо блокируется, либо пропускается током, достаточно большим для его насыщения (то есть сниженного до уровня менее 1  В ). На рисунке напротив, когда переключатель Int разомкнут, он равен нулю, следовательно, равен нулю и (точка B на характеристиках транзистора). С другой стороны, когда мы закрываем Int, в базе циркулирует ток . Таким образом, транзистор будет пытаться поглотить ток коллектора, равный . Однако обычно нагрузка R _L выбирается так, чтобы она ограничивалась значением, меньшим, чем обычно . Затем транзистор насыщается (точка А на характеристиках).
Vпротиве{\ displaystyle V_ {ce}}яб{\ displaystyle I_ {b}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}Vпротивзнак равноUпротивпротив{\ displaystyle V_ {c} = Ucc}(Uпротивпротив-Vбе)рB{\ displaystyle (Ucc-V_ {be}) / R_ {B}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}βяб{\ displaystyle \ beta \, I_ {b}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}βяб{\ displaystyle \ beta \, I_ {b}}10яб{\ displaystyle 10I_ {b}}

Мощность, рассеиваемая на транзисторе

Мощность, рассеиваемая в транзисторе, может быть рассчитана по формуле:

пзнак равно(Vпротивеяпротив+Vбеяб){\ Displaystyle P = (V_ {ce} \, Ic + V_ {be} \, I_ {b}) \,}

Vпротиве{\ displaystyle V_ {ce}}, , , Были определены выше, RC является цикл, то есть, доля времени , в течение которого транзистор является проводящим. В режиме переключения мощность, рассеиваемая в транзисторе, намного ниже, чем рассеиваемая в нагрузке. Действительно, когда транзистор заблокирован, и они равны нулю и, следовательно, P равно 0; а когда транзистор проводит, может быть высоким (до нескольких ампер для силовых транзисторов), но низким — это напряжение насыщения (от 0,2 до 1  В ). Мощность, рассеиваемая в нагрузке, стоит
Vбе{\ displaystyle V_ {be}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}яб{\ displaystyle I_ {b}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}яб{\ displaystyle I_ {b}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}Vпротиве{\ displaystyle V_ {ce}}

пзнак равно((Uпротивпротив-Vпротиве)япротив){\ Displaystyle P = ((U_ {cc} -V_ {ce}) \, I_ {c}) \,}

где — напряжение питания.
Uпротивпротив{\ displaystyle U_ {cc}}

Приложения

Операция «все или ничего» часто используется для управления такими нагрузками, как:

• лампы накаливания; лампы должны использоваться с номинальным напряжением, равным или немного большим, чем Ucc (когда на лампу подается напряжение ниже номинального, она горит меньше, но ее срок службы увеличивается);
• Светодиод или LED; в этом случае диод устанавливается последовательно с R _L , последний служит для ограничения тока в диоде; напряжение на выводах светодиода варьируется от 1,5 до 3,6  В в зависимости от протекающего через него тока и его цвета (что зависит от материала, из которого он изготовлен);
• катушка реле  : номинальное напряжение катушки реле будет выбрано равным  ; параллельно катушке , к которой подключен катод, необходимо поставить диод  ; диод защитит транзистор, предотвратив появление значительного перенапряжения при его отключении.Uпротивпротив{\ displaystyle U_ {cc}}Uпротивпротив{\ displaystyle U_ {cc}}япротив{\ displaystyle I_ {c}}

Пример

Представьте себе лампочку мощностью 12  Вт, которой мы хотим управлять. Мы выбираем источник питания 12  V , и транзистор , способный поддерживать ток лампы, или 1  A .
Uпротивпротив{\ displaystyle U_ {cc}}

Сопротивление базы будет рассчитано, чтобы обеспечить базу током I / 10 или 100  мА . Следовательно, R _B будет равно 12/100 × 10 -3 = 120  Ом . Мощность, рассеиваемая транзистором в проводящем состоянии, равна 0,2 × 1 + 0,75 × 100 × 10 -3 = 275  мВт . Типичные значения здесь принимаются насыщения 0,2  V и насыщения 0,75  V .
Vпротиве{\ displaystyle V_ {ce}}Vбе{\ displaystyle V_ {be}}

Отметим, что здесь, в отличие от ситуации, когда транзистор не насыщен, мощность, связанная с током базы, больше не является незначительной по сравнению с мощностью, связанной с током коллектора. Это связано с тем, что во время насыщения напряжение коллектор-эмиттер очень низкое.

Примечание: когда лампа включена, ее нить холодная, а ее сопротивление намного ниже, чем ее сопротивление в горячем состоянии; следовательно, ток, циркулирующий в лампочке и, следовательно, в транзисторе сразу после зажигания, намного выше, чем 1  А, который циркулирует, когда нить накаливания нагревается; поэтому необходимо выбрать транзистор, способный принимать этот пик тока при зажигании.

Модификации транзистора

Электрические характеристики

Идеализированные характеристики биполярного транзистора.

Ic / Vbe характеристика биполярного транзистора.

На рисунке напротив показана форма характеристики I _c / V _ce . Есть два основных направления:

• зона насыщения: для напряжений V _ce <1  В  ; в этой зоне I _c зависит как от V _{ce, так} и от I _b (напряжение V _ce sat обычно составляет от 0,2  В до Uj (Uj = 0,7  В ));
• линейная зона: ток коллектора практически не зависит от V _ce , он зависит только от I _b .

Когда транзистор работает в линейной зоне, его можно рассматривать как усилитель тока: выходной ток Ic пропорционален входному току I b . Отношение I c / I b , называемое коэффициентом усиления транзистора по току , является одной из основных характеристик последнего; обычно обозначается греческой буквой β. Β изображенного транзистора равно 100

Важно учитывать тот факт, что для данного транзистора β изменяется в зависимости от температуры. Кроме того, β транзисторов одного типа демонстрируют большую дисперсию

Это заставляет конструкторы указывать классы усиления. Если мы возьмем, например, широко используемый транзистор, такой как BC107, коэффициент усиления по току варьируется от 110 до 460. Затем производитель тестирует транзисторы после изготовления и добавляет букву после числа, чтобы указать класс усиления A, B, VS .. .

Рисунок I _c / V _be показывает, что для транзистора, работающего в зоне насыщения, напряжение V _be меняется очень мало. Ниже V _be = 0,65  В транзистор не проводит ток. Когда это значение превышено, называемое пороговым напряжением, ток коллектора увеличивается экспоненциально. Таким образом, показано, что ток коллектора Ic равен , где I _s соответствует току насыщения перехода база-эмиттер и раннему напряжению.
япротивзнак равноβяs1+VпротивеVEВexp⁡(VбеVтчас){\ displaystyle I_ {c} = \ beta \, I_ {s} \, \ left \, \ exp \ left ({ \ frac {V_ {be}} {V_ {th}}} \ right)}VEВ{\ displaystyle V_ {EA}}

На практике V _be обычно составляет от 0,65  В (для I _c в несколько мА) до 1  В (для силовых транзисторов с большим I _c , например 1  А ).

Помимо коэффициента усиления по току, для определения работы транзистора используются некоторые другие электрические характеристики:

• его переходная частота , характерная для его рабочей скорости (доступное произведение диапазона усиления); чем больше транзистор может достичь высокой крутизны при низкой емкости, тем выше частота перехода; Благодаря техническому прогрессу сегодня мы достигаем десятков гигагерц. Биполярные транзисторы в этом отношении превосходят полевые транзисторы.FТ{\ displaystyle F_ {T}}FТ{\ displaystyle F_ {T}}
• его раннее напряжение , тем более что транзистор ведет себя как идеальный источник тока; Сопротивление эмиттер-коллектор соответствует соотношению между начальным напряжением и током коллектора.VEВ{\ displaystyle V_ {EA}}
• его крутизна (напряжение-коэффициент усиления по току или наклон активного компонента), непосредственно связан с током коллектора (в первом приближении, она равна где есть тепловое напряжение ). Конечно, поскольку каждый транзистор предназначен для правильной работы в определенном диапазоне тока, нет необходимости увеличивать ток сверх определенного предела для увеличения усиления.грамммзнак равнояпротивVтчас{\ displaystyle g_ {m} = I_ {c} / V_ {th}} Vтчасзнак равноkТq{\ Displaystyle V_ {th} = kT / q}

Особенности BC547:

Узнав о некоторых общих чертах с членами семьи, давайте сосредоточимся на некоторых величинах и особенности BC547.

Прирост:

La текущий прирост, когда мы говорим об общей базе, это примерно коэффициент усиления по току от эмиттера до коллектора в прямой активной области, всегда меньше 1. В случае BC548, как и его братьев по семейству, они имеют очень хороший коэффициент усиления. между 110 и 800 hFE для постоянного тока. Обычно это указывается с дополнительной буквой в конце номенклатуры, которая указывает диапазон усиления с учетом допуска устройства. Если такой буквы нет, то это может быть любая буква в указанном мною диапазоне. Например:

• BC547: между 110-800hFE.
• БК547А: между 110-220hFE.
• BC547B: между 200-450hFE.
• BC547C: между 450-800hFE.

То есть производитель рассчитывает, что она будет между этими диапазонами, но неизвестно, какова именно реальная прибыль, поэтому мы должны поставить себя в худший случай когда мы проектируем схему. Таким образом, гарантируется, что схема работает, даже если коэффициент усиления является минимумом диапазона, а также гарантируется, что схема будет продолжать работать, если мы заменим упомянутый транзистор. Представьте, что вы разработали схему так, чтобы она работала с минимум 200hFE, и у вас есть BC547B, но вы решили заменить его на BC547A или BC547, он может не достичь этой скорости и не будет работать … С другой стороны стороны, если вы сделаете так, чтобы он работал со 110, то либо у вас сработает.

Частотный отклик:

La частотный отклик это очень важно для усилителей. Амплитудно-частотная характеристика транзистора будет зависеть от того, сможет ли он работать с той или иной частотой

Это что-то напомнит вам, если вы изучали такие темы, как частотные фильтры высоких и низких частот, верно? В случае с семейством, представленным здесь, и, следовательно, с BC547, они имеют хорошую частотную характеристику и могут работать на частотах между 150 и 300 МГц.

Обычно в радиокомпоненты Полная информация о транзисторе предоставлена ​​производителями, включая график частотной характеристики. Эти документы можно загрузить в формате PDF с официальных сайтов производителей устройств, и там вы найдете значения. Вы увидите частотную характеристику с инициалами fT.

Эти максимальные частоты гарантируют, что транзистор усилить хотя бы 1, поскольку чем выше частота, тем меньше усиление транзистора за счет емкостной его части. Выше этих приемлемых частот транзистор может иметь очень небольшое усиление или не иметь его вообще, поэтому он не выполняет компенсацию.

Эквивалентности и дополнения:

Вы можете оказаться перед дилеммой: используйте другой тип транзистора или дополняет BC547 в цепи. Вот почему мы собираемся показать некоторые эквиваленты или антагонисты.

• Эквиваленты:
  • Аналогичный: эквивалентный транзистор для монтажа на монтажной плате будет 2N2222 или PN2222, которому мы посвятим отдельную статью. Но будьте осторожны! В случае мифического 2N2222 контакты эмиттера и коллектора поменяны местами. То есть это будет эмиттер-база-коллектор, а не коллектор-база-эмиттер. Следовательно, вы должны сварить его или повернуть на 180 ° относительно того, как у вас был BC547.
  • SMDЕсли вам нужен аналог BC547 для поверхностного монтажа для печатных схем или печатных плат меньшего размера, то вам нужен BC487, инкапсулированный под SOT23. Это позволило бы избежать пластины с отверстиями для монтажа и пайки. Кстати, если вы ищете эквивалентные биполярные транзисторы для других членов семейства, вы можете проверить BC846, BC848, BC849 и BC850. То есть замените BC4xx на эквивалентный BC8xx.
• Дополнительный: Другая ситуация, которая может возникнуть, заключается в том, что вам нужно обратное, то есть PNP вместо NPN. В этом случае правильным будет BC557. Чтобы найти дополнительные предметы для остальных членов семьи, вы можете использовать BC5xx, например: BC556, BC558, BC559 и BC560.

Надеюсь, этот пост помог вам и следующий будет PN2222.

Распиновка

Bc547 впервые появился на рынке радиоэлектронных компонентов в апреле 1966 года, благодаря компаниям Philips (Голландия) и Mullard (Великобритания). Это совместная доработка популярного в то время bc107. Он был идентичный по своим техническим характеристикам, но выпускался в отличии от металлического bc107 в пластиковом герметичном корпусе ТО-92. В настоящее время является действующей заменой для более старых BC107 или BC147, которые включены во множество разработок компаний Mullard и Philips.

Цоколевка корпуса ТО-92 (или ТО-226AA) у bc547 имеет три гибких вывода для дырочного монтажа. Если смотреть на скошенную часть спереди, то назначение этих выводов слева направо: коллектор, база, эмиттер. На рисунке показан базовый внешний вид устройства, который будет немного отличаться в зависимости от конкретной марки, однако характеристики и назначения выводов остаются идентичными.