Транзистор 2n2222: характеристики, цоколевка, аналоги

Транзистор кт502, характеристики, маркировка, аналоги, цоколевка

Транзисторы КТ502 универсальные кремниевые эпитаксиально-планарные структуры p-n-p.
Применяются в усилителях низкой частоты, операционных и дифференциальных усилителях, импульсных устройствах, преобразователях.

№1 — Эмиттер

№2 — База

№3 — Коллектор

Маркировка КТ502

КТ503А — сбоку светложелтая точка, сверху темнокрасная точка

КТ503Б — сбоку светложелтая точка, сверху желтая точка

КТ503В — сбоку светложелтая точка, сверху темнозеленая точка

КТ503Г — сбоку светложелтая точка, сверху голубая точка

КТ503Д — сбоку светложелтая точка, сверху синяя точка

КТ503Е — сбоку светложелтая точка, сверху белая точка

Предельные параметры КТ502

Максимально допустимый постоянный ток коллектоpа (I_{К max}):

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 150 мА

Максимально допустимый импульсный ток коллектоpа (I_{К, и max}):

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 350 мА

Граничное напряжение биполярного транзистора (U_{КЭ0 гр}) при Т_П = 25° C:

КТ502А — 25 В
КТ502Б — 25 В
КТ502В — 40 В
КТ502Г — 40 В
КТ502Д — 60 В
КТ502Е — 80 В

Максимально допустимое постоянное напряжение коллектор-база при токе эмиттера, равном нулю (U_{КБ0 max}) при Т_П = 25° C:

КТ502А — 40 В
КТ502Б — 40 В
КТ502В — 60 В
КТ502Г — 60 В
КТ502Д — 80 В
КТ502Е — 90 В

Максимально допустимое постоянное напряжение эмиттеp-база при токе коллектоpа, равном нулю (U_{ЭБ0 max}) при Т_П = 25° C:

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 5 В

Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектоpа (P_{К max}) при Т = 25° C:

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 350 мВт

Максимально допустимая температура перехода (T_{п max}):

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 125 ° C

Максимально допустимая температура окружающей среды (T_max):

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е —

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
85 ° C

Электрические характеристики транзисторов КТ502 при Т_П = 25oС

Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора (h_21Э) при (U_КЭ) 5 В, (I_Э) 10 мА:

КТ502А — 40 — 120
КТ502Б — 80 — 240
КТ502В — 40 — 120
КТ502Г — 80 — 240
КТ502Д — 40 — 120
КТ502Е — 40 — 120

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (U_{КЭ нас}):

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 0,6 В

Обратный ток коллектоpа (I_КБ0)

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 1 мкА

Граничная частота коэффициента передачи тока (f_гр)

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 5 МГц

if ( rtbW >= 960 ){ var rtbBlockID = «R-A-744188-3»; }
else { var rtbBlockID = «R-A-744188-5»; }

window.addEventListener(«load», () => {

var ins = document.getElementById(«yandex_rtb_4»);
if (ins.clientHeight == «0») {
ins.innerHTML = stroke3;
}
}, true);

Емкость коллекторного перехода (C_К)

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 20 пФ

Емкость эмиттерного перехода (C_Э)

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 15 пФ

Тепловое сопротивление переход-среда (R_{Т п-с})

КТ502А, КТ502Б, КТ502В, КТ502Г, КТ502Д, КТ502Е — 214 ° C/Вт

Опубликовано 16.03.2020

Типы и символы

	PNP
	NPN
Обозначения биполярных транзисторов Легенда: B: База — C: Коллектор — E: Излучатель

Каталоги транзисторов содержат большое количество моделей. Мы можем классифицировать биполярные транзисторы по разным критериям:

тип: NPN или PNP. Это два дополнительных типа, то есть направление токов и напряжений для PNP является дополнением к направлениям NPN. Поскольку транзисторы NPN обычно имеют лучшие характеристики, чем PNP (с точки зрения пропускной способности), они используются наиболее широко. Поэтому в оставшейся части статьи будут обсуждаться только схемы, использующие NPN-транзисторы;
мощность: транзисторы для усиления слабых сигналов рассеивают всего несколько десятков или сотен милливатт. Транзисторы средней мощности выдерживают несколько ватт; силовые транзисторы, используемые, например, в усилителях мощности звука или в стабилизированных источниках питания, могут выдерживать, если они размещены на подходящем радиаторе , более 100 Вт ;
частотный диапазон: транзисторы на низкие частоты (корректно работают до нескольких МГц), средние (до нескольких десятков МГц), высокие (до нескольких ГГц), даже более высокие (максимальные частоты колебаний в несколько сотен ГГц) .

На рисунке напротив изображен символ и указаны названия трех электродов транзисторов. Таким образом, мы можем выделить три интересных потенциальных различия: V _BE , V _CE и V _CB ; и три тока: ток базы I _Б , из передатчика Я _Е и коллектор Я _С . Однако эти шесть переменных не являются независимыми. Действительно, мы можем написать:

VПРОТИВEзнак равноVПРОТИВB+VBE{\ displaystyle V_ {CE} = V_ {CB} + V_ {BE}} а также яEзнак равнояПРОТИВ+яB{\ displaystyle I_ {E} = I_ {C} + I_ {B}}

Некоторые производители предлагают множество функций, но эта тенденция исчезает. Кроме того, вы должны знать, что типичные параметры транзисторов меняются с температурой и сильно различаются от одного транзистора к другому, даже для одной и той же модели.

Температурный дрейф

Температура влияет на характеристики транзисторов по постоянному и переменному току. Двумя аспектами этой проблемы являются изменение температуры окружающей среды и самонагревание. Некоторые приложения, например, военные и автомобильные, требуют работы в расширенном температурном диапазоне. В благоприятной же среде схемы подвергаются самонагреванию, в частности высоковольтные схемы.

Ток утечки I_К0 и коэффициент β увеличиваются с ростом температуры. Коэффициент β по постоянному току h_FE возрастает экспоненциально. Коэффициент β по переменному току h_fe увеличивается, но не так быстро. При повышении температуры от -55°C до 85°C он удваивается. По мере увеличения температуры увеличение h_fe даст больший выходной сигнал в схеме с общим эмиттером, который в крайних случаях будет ограничен (отсечен). Увеличение h_FE сдвигает точку смещения, приводя к возможному отсечению пиков на одной из полуволн. В многокаскадных усилителях с прямой связью сдвиг точки смещения усиливается. Решением этой проблемы является использование отрицательной обратной связи для стабилизации точки смещения. Это также стабилизирует и коэффициент усиления по переменному току.

Повышение температуры на рисунке ниже (a) приведет к уменьшению V_БЭ от номинальных 0,7 В для кремниевых транзисторов. Уменьшение V_БЭ увеличивает ток коллектора в усилителе с общим эмиттером, что дополнительно приводит к сдвигу точки смещения. Лекарством от смещения V_БЭ является использование пары транзисторов, собранных в схему дифференциального усилителя. Если оба транзистора на рисунке ниже (b) имеют одинаковую температуру, V_БЭ будет отслеживать изменение температуры и компенсировать его.

(a) односторонний усилитель с общим эмиттером и (b) дифференциальный усилитель с компенсацией изменений V_БЭ

Рекомендуемая максимальная температура перехода для кремниевых устройств часто составляет 125°C. Хотя для повышения надежности, работать необходимо при более низких температурах. Транзистор прекращает работать при температуре выше 150°C. Транзисторы из карбида кремния и алмазные транзисторы будут работать при значительно более высоких температурах.

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.

Режимы работы

Нормальный активный режим

Переход эмиттер-база включен в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт):

UЭБ>0; UКБ<0 (для транзистора n-p-n типа), для транзистора p-n-p типа условие будет иметь вид UЭБ<0; UКБ>0.

Инверсный активный режим

Эмиттерный переход имеет обратное смещение, а коллекторный переход — прямое: UКБ>0; UЭБ<0 (для транзистора n-p-n типа).

Режим насыщения

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты). Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнётся проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (IЭ. нас) и коллектора (IК. нас).

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (UКЭ. нас) — это падение напряжения на открытом транзисторе (смысловой аналог RСИ. отк у полевых транзисторов). Аналогично напряжение насыщения база-эмиттер (UБЭ. нас) — это падение напряжения между базой и эмиттером на открытом транзисторе.

Режим отсечки

В данном режиме коллекторный p-n переход смещён в обратном направлении, а на эмиттерный переход может быть подано как обратное, так и прямое смещение, не превышающее порогового значения, при котором начинается эмиссия неосновных носителей заряда в область базы из эмиттера (для кремниевых транзисторов приблизительно 0,6—0,7 В).

Режим отсечки соответствует условию UЭБ<0,6—0,7 В, или IБ=0.

Барьерный режим

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет собой своеобразный диод, включенный последовательно с токозадающим резистором. Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

История создания

Разработчиком 2N2222 в корпусе ТО-18 считается американская компания Motorola. Её сотрудник (Джек Хайничен) изобрёл кольцевую структуру (annular) при производстве полупроводниковых триодов, позволившую увеличить напряжение p-n-перехода до 100 В. Ряд изделий, изготовленных по новой технологии, в том числе и рассматриваемый транзистор, впервые были продемонстрированы конференции «Института инженеров радиотехники» (IRE) в марте 1962 г. в г.Нью-Йорк.

С 1965 г. его стали производить в пластиковом корпусе ТО-92. У компании Motorola он имел маркировку PN2222, а затем PN2222A. Последний завоевал большую популярность, как среди любителей электроники, так и её производителей. В те времена для зарубежной промышленности он был таким же известным, как например, в Советском союзе КТ315.

В последующем, вместе с внедрением технологий поверхностного монтажа (SMD), появились 2N2222 в корпусах SOT-23, SOT-223. К таким транзисторам можно отнести: MMBT2222(Motorola), PMBT2222(Philips), FMMT2222(Zetex) и др. Их производством в настоящее время занимаются и другие компании.

Более поздние модификации рассматриваемого транзистора имеют маркировку 2N2222ADCSM. Они производятся в герметичном керамическом корпусе LCC (для поверхностного монтажа на плату) английской компанией Semelab.