Высокочастотные эффекты
Производительность транзисторного усилителя относительно постоянна вплоть до некоторой точки, как показано на графике зависимости коэффициента усиления по току от частоты для усилителя малых сигналов с общим эмиттером (рисунок ниже). За этой точкой по мере увеличения частоты производительность транзистора ухудшается.
Граничная частота (частота отсечки коэффициента бета), fгр, fT – это частота, при которой коэффициент усиления по току (hfe) усилителя малых сигналов с общим эмиттером падает ниже единицы (рисунок ниже). Реальный усилитель должен иметь коэффициент усиления > 1. Таким образом, на частоте fгр транзистор использоваться не может. Максимальная частота, приемлемая для использования транзистора, равна 0,1fгр.
Зависимость коэффициента усиления по току (hfe) от частоты для усилителя малых сигналов с общим эмиттером
Некоторые радиочастотные биполярные транзисторы могут использоваться в качестве усилителей на частотах до нескольких ГГц. Кремниево-германиевые устройства расширяют диапазон до 10 ГГц.
Предельная частота (частота отсечки коэффициента альфа), fпр, falpha – это частота, при которой коэффициент α снижается до 0,707 от коэффициента α на низких частотах, α=0,707α. Предельная частота и граничная частота примерно равны: fпр≅fгр. В качестве высокочастотного показателя предпочтительнее использовать граничную частоту fгр.
fmax – самая высокая частота колебаний, возможная при наиболее благоприятных условиях смещения и согласования импеданса. Это частота, при которой коэффициент усиления по мощности равен единице. Весь выходной сигнал подается назад на вход для поддержания колебаний. fmax является верхним пределом частоты работы транзистора в качестве активного устройства. Хотя реальный усилитель не используется на fmax.
Эффект Миллера: верхний предел частоты для транзистора, связанный с емкостями переходов. Например, PN2222A имеет входную емкость Cibo=25пФ и выходную емкость Cobo=9пФ между К-Б и К-Э соответственно. Хотя емкость К-Э 25 пФ кажется большой, она меньше, чем емкость К-Б (9 пФ). Из-за эффекта Миллера в усилителе с общим эмиттером емкость К-Б оказывает влияние на базу в β раз. Почему это так? Усилитель с общим эмиттером инвертирует сигнал, проходящий от базы к эмиттеру. Инвертированный сигнал коллектора, подаваемый назад на базу, противодействует входному сигналу. Сигнал на коллекторе в β раз больше входного сигнала. Для PN2222A β=50–300. Таким образом, емкость К-Б 9 пФ выглядит так: от 9 · 50 = 450 пФ до 9 · 300 = 2700 пФ.
Решение проблемы с емкостью перехода для широкополосных приложений заключается в выборе высокочастотного транзистора – RF (радиочастотного) или СВЧ транзистора. Полоса пропускания может быть дополнительно расширена за счет использования схемы с общей базой, вместо схемы с общим эмиттером. Заземленная база защищает входной эмиттер от емкостной обратной связи с коллектора. Каскодная схема из двух транзисторов будет обеспечивать такую же полосу пропускания, как и схема с общей базой, но уже с более высоким входным импедансом схемы с общим эмиттером.
Модификации транзистора 2N3904
Практически все изделия с кодом 2N3904 многочисленных производителей обладают завидной повторяемостью электрических и временных параметров. Некоторые отличия наблюдаются в параметрах, характеризующих динамические свойства транзистора (fT, Сobo), и которые вполне могут быть отнесены к расхождениям в методиках контроля этих параметров у производителя.
Модель | Тип корпуса | PC | Другие параметры | Производитель |
---|---|---|---|---|
2N3904 | TO-92 | 0,625 | Tj = от -55°C до +150°C | Motorola |
2N3904 S | SOT-23 | 0,35 | Tj = от -55°C до +150°C | KEC (Korea Electronics) |
2N3904 E | ESM | 0,1 | ||
2N3904 U | USM | |||
2N3904 V | VSM | |||
2N3904 S | SOT-23 | 0,225 | FS (First Silicon) | |
2N3904 U | SOT-323 | 0,15 | ||
2N3904 N | TO-92N | 0,4 | AUK Semiconductor | |
MMBT 3904 | SOT-23 | 0,35 | Fairchild Semiconductor | |
PZT 3904 | SOT-223 | 1 | ||
2N3904 – T18 | TO-18 | 0,31 | Tj = от -63°C до +200°C | SEME LAB |
Замена импортных транзисторов отечественными
Аналоги и возможные замены | |||
Тип | Аналог | Возможная замена | Примечания |
MJEF34 | КТ816 | Любой мощный рпр-транзистор с максимальным током коллектора большим 3 А | |
TIP42 | КТ816 | ||
2SK58 | КПС315А, Б | ||
2N5911 | Обычные ПТ | ||
U441 | КП303Д, Е; КП307Г, Д;КПЗ12; КП323;КП329; КП341;КП364Д, Е | ||
U444 | КП303Д, Е; КП307Г, Д;КП312; КП323,КП329; КП341;КП364Д, Е | ||
MPF102 | КП303Д, Е | В этой схеме можно применить любой высокочастотный полевой транзистор с каналом ri-типа и изоляцией рп-переходом. При наладке схемы может понадобиться подобрать резисторы в цепях затворов и/или истоков. Предпочтение следует отдавать транзисторам с наибольшим и начальными токами стока, малым пороговым напряжением и уровнем шума на ВЧ | |
MPS3866 | КТ368 | В этой схеме можно применить любой высокочастотный биполярный прп-транзистор. Предпочтение следует отдавать транзисторам с малым уровнем шума на ВЧ | |
25139 | КП327А,В | КП346А-9; КП382А | |
1N754 | КС162 | ||
1N757A | КС182 | ||
2N3563 | КТ6113; КТ375;КТ345; КТ315;КТ3142; КТ3102Г,Е | ||
2N3565 | КТ6113; КТ375;КТ345; КТ315;КТ3142; КТ3102Г,Е | ||
2N3569 | КТ6113; КТ375;КТ345; КТ315;КТ3142; КТ3102Г,Е | ||
BFR90 | КТ3198А | КТ371А, КТ3190А | |
MPS3866 | КТ939А | ||
MRF557 | КТ948; КТ996Б-2;КТ9141; КТ9143;КТ919; КТ938 | ||
MRF837 | КТ634; КТ640; КТ657Б-2 | ||
MV2101 | KB102; KB107А,В | ||
2N4401 | КТ6103 | КТ504 | |
2N4403 | КТ6102, КТ6116 | КТ505 | |
ВС547В | КТ3102 | ||
ВС549С | КТ3102 | ||
ВС557В | KТ3107 | ||
BD139 | КТ815 | ||
BD140 | КТ814 | ||
2N5771 | КТ363АМ | ||
ВС548 | КТ3102 | ||
ВС557 | КТ3107 | ||
TIP111 | КТ716 | ||
TIP116 | КТ852 | ||
TIP33B | КТ865 | ||
TIP34B | КТ864 | ||
2SC2092 | КТ981, КТ955А,КТ9166А, КТ9120 | ||
MRF475 | КТ981, КТ955А,КТ9166А, КТ9120 | ||
40673 | КП350, КП306,КП327, КП347,КП382 | ||
2N4124 | КТ3102Д | ||
J309 | КП303Д, Е; КП307Г, Д;КПЗ12, КП323;КП329; КП341;КП364Д, Е | ||
MPS2907 | КТ313 | ||
2N3414 | КТ645 | ||
2N4403 | КТ6102, КТ6116 | КТ505 | |
3055Т | КТ8150А | ||
ВС517 | КТ972 | ||
IRF9Z30 | КП944 | ||
TIP125 | КТ853, КТ8115 | ||
BS250P | КП944 | ||
2N3391A | КТ3102 | Любые маломощные с большим h2fe | |
BC184L | КТ3102 | Любые маломощные с большим h2fe | |
ВС547В | КТ3102 | ||
BUZ11 | КП150 | ||
IRFL9110 | КП944 | ||
2N4401 | КТ6103, КТ6117 | КТ504 | |
2N4403 | КТ6102, КТ6116 | КТ505 | |
ВС109С | КТ342 | ||
ВС237 | КТ3102 | ||
ВС547 | КТЗ102, КТ645А | ||
2N4401 | КТ6103, КТ6117 | КТ504 | |
2N4403 | КТ6102, КТ6116 | КТ505 | |
MPS А18 | КТ342Б, Д | ||
2N3704 | КТ685 | ||
2N4393 | КП302ГМ | ||
2N5401 | КТ6116А | ||
ВС487 | КТ342Б, Д; КТ630Е | ||
IRFZ44 | КП723А | ||
MPS2907 | КТ313 | КТ3107 | |
MPSА14 | КТ685 | ||
MPSA64 | КТ973 | ||
2N2222 | КТ3117Б | КТ315 | |
2N3904 | КТ6137А | КТ815 | |
2N3906 | КТ6136А | ||
ECG-187 | ГТ906А | ||
FPT-100 | фототранзистор | ||
HRF-511 | КП904 | ||
TIL 414 | фототранзистор |
Нужно заменить диод или стабилитрон? — аналоги и замены диодов и полупроводников.
Характеристики КТ815
Ниже представлена таблица с техническими характеристиками КТ815
Наименование | U КБ , В | U КЭ , В | I K , мА | Р К , Вт | h21 э | I КБ , мА | f, МГц | U КЭ , В. |
КТ815А | 40 | 30 | 1500(3000) | 1(10) | 40-275 | ≤50 | ≥ 3 | <0,6 |
КТ815Б | 50 | 45 | 1500(3000) | 1(10) | 40-275 | ≤50 | ≥ 3 | <0,6 |
КТ815В | 70 | 65 | 1500(3000) | 1(10) | 40-275 | ≤50 | ≥ 3 | <0,6 |
КТ815Г | 100 | 85 | 1500(3000) | 1(10) | 30-275 | ≤50 | ≥ 3 | <0,6 |
Обозначения из таблицы читаются следующим образом:
- U КБ -максимальное рассчитанное напряжение для перехода коллектор-база
- U КЭ -максимально рассчитанное напряжение на переходе коллектор-эмиттер.
- I K -максимальный рассчитанный ток на выводе коллектора. В скобках указаны значения для импульсного тока.
- Р К -максимально рассчитанная рассеиваемая мощность вывода коллектора без радиатора. В скобках – с радиатором.
- h 21э- коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером.
- I КБ — обратный ток вывода коллектора.
- f — граничная частота для схемы с общим эмиттером.
- U КЭ — напряжение насыщения перехода коллектор-эмиттер.
Существуют и другие важные характеристики для данного элемента, которые по тем или иным причинам не попали в вышеприведённую таблицу. Существуют ещё несколько характеристик, например, температурных:
- Показатель температуры перехода — 150 градусов по Цельсию.
- Рабочая температура транзистора — от -60 до +125 градусов по Цельсию.
Данные параметры транзистора КТ815 одинаковы как для транзисторов в корпусах КТ-27, так и в корпусах КТ-89.
Редакторы сайта советуют ознакомиться с определением понятия гистерезиса и использовании этого эффекта в котлах.
Поиск транзистора для замены на сайте alltransistors.com
Для поиска эквивалентных замен транзисторов по параметрам можно воспользоваться формами на сайте alltransistors.com:
- Bipolar Transistor Cross-Reference Search (для биполярных транзисторов);
- MOSFET Cross-Reference Search (для полевых транзисторов).
Ниже приведен пример поиска замены для транзистора NTE53.
Информация по транзистору была найдена на сайте www.weisd.com, там указано что 458-056 NTE Equivalent NTE53 — это высоковольтный быстродействующий кремниевый транзистор NPN-структуры в корпусе TO3 (NTE Electronics Inc). Используется в переключающих устройствах, где нужно высокое быстродействие.
Даташит: 458-056 NTE Equivalent NTE53.
Максимальные параметры транзистора из даташита:
- Напряжение Коллектор-Эмиттер: 400В (максимум 800В);
- Напряжение Эмиттер-База: 9В;
- Продолжительный ток Коллектора: 15А;
- Пиковый ток Коллектора: 30А;
- Рассеиваемая транзистором мощность: 175Ватт.
Исходя из приведенных параметров и используя страничку поиска «Bipolar Transistor Cross-Reference Search» можно поискать похожие по параметрам транзисторы, вот пример заполнения формы, исходя из параметров полученных из даташита на NTE53:
После отправки формы было получено 15 результатов:
Type | Struct | Uce | Ueb | Ic | Ft | Hfe | Caps |
2SC3224 | NPN | 30 | 120 | TO3 | |||
2SD1287 | NPN | 30 | 300 | TO3 | |||
2SD434 | NPN | 10 | 20 | 60 | TO3 | ||
2SD435 | NPN | 10 | 20 | 60 | TO3 | ||
2SD436 | NPN | 10 | 20 | 60 | TO3 | ||
2SD815 | NPN | 30 | 300 | TO3A1 | |||
2T7067A | NPN | 20 | TO3 | ||||
2T7067B | NPN | 20 | TO3 | ||||
ET10015 | NPN | 50 | TO3 | ||||
ET10016 | NPN | 50 | TO3 | ||||
ET10020 | NPN | 60 | TO3 | ||||
ET10021 | NPN | 60 | TO3 | ||||
ET6060 | NPN | 20 | TO3 | ||||
ET6061 | NPN | 20 | TO3 | ||||
ET6062 | NPN | 20 | TO3 |
В зависимости о того в каком устройстве используется транзистор NTE53, нужно пересмотреть даташиты на все найденные транзисторы для замены и выбрать подходящий по быстродействию (если это параметр критичен там где будет использоваться транзистор).
Подготовлено редакцией сайта RadioStorage.net .
Электрические характеристики
Обозначение | Параметр | Условия измерения | Мин. | Тип. | Макс. | Ед.изм. |
---|---|---|---|---|---|---|
BVCBO | Напряжение пробоя коллектор-база | IC= -100 µA, IE=0 | -50 | V | ||
BVCEO | Напряжение пробоя коллектор-эмиттер | IC= -10mA, IB=0 | -50 | V | ||
BVEBO | Напряжение пробоя эмиттер-база | IE= -10 µA, IC=0 | -5 | V | ||
ICBO | Ток отсечки коллектора | VCB= -50V, IE=0 | -0.1 | µA | ||
IEBO | Ток отсечки эмиттера | VEB= -5V, IC=0 | -0.1 | µA | ||
hFE1 hFE2 | Коэффициент усиления по постоянному току | VCE= -6V, IC= -2mA VCE= -6V, IC= -150mA | 70 25 | 400 | ||
VCE (sat) | Напряжение насыщения коллектор-эмиттер | IC= -100mA, IB= -10mA | -0.1 | -0.3 | V | |
VBE (sat) | Напряжение насыщения база-эмиттер | IC= -100mA, IB= -10mA | -1.1 | V | ||
fT | Частотная эффективность | VCE= -10V, IC=-1mA | 80 | MHz | ||
Cob | Выходное сопротивление | VCB= -10V, IE=0, f=1MHz | 4 | 7 | pF | |
NF | Уровень шумов | VCE= -6V, IC= -0.1mA f=100Hz, RG=10kΩ | 0.5 | 6 | dB |
Примечание: данные в таблицах действительны при температуре воздуха 25°C.
Недостатки
Какие недостатки есть у импульсных реле? Некоторые модели
отдельных производителей чувствительны к перепадам напряжения.
Чем это чревато? А тем, что свет на некоторых лампах у вас будет включаться и выключаться самопроизвольно при нестабильном напряжении.
Еще многих раздражает постоянное клацанье и щелчки при работе реле. Особенно этим грешат эл.механические разновидности. Они состоят из рычажной и контактной системы, катушки, плюс пружины.
Отличить их можно по рычагу с лицевой стороны. С его
помощью реле вручную переводится из одного положения в другое.
В электронные встроена плата с микроконтроллером. В них
клацать особо нечему, и они менее шумны.
Чтобы было меньше проблем, выбирайте реле от известных и давно зарекомендовавших себя брендов. Таких как — ABB (E-290), Schneider Electric (Acti 9iTL), F&F (Biss) или отечественный Меандр (РИО-1 и РИО-2).
У ABB очень большой выбор по добавлению к основной модели E290 всяких накладок и дополнительных «плюшек».
У Меандр РИО-2 есть полезная функция для работы с обычными одноклавишными выключателями.
Для этого данную релюшку нужно перевести в режим №2 и к каждому из входов Y, Y1 и Y2 подключить свой выключатель света (всего 3шт).
В итоге вы получите режим работы перекрестных выключателей на основе обычных одноклавишников. При нажатии любого из них (вкл или выкл), будет изменяться выход и переключаться контакты на самом реле, зажигая или гася лампочку.
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.