Меры безопасности при работе с полевыми транзисторами
Все полевые транзисторы, будь это полевой транзистор с управляющим PN-переходом, либо МОП-транзистор, очень чувствительны к электрическим перегрузкам на Затворе. Особенно это касается электростатического заряда, который накапливается на теле человека и на измерительных приборах. Опасные значения электростатического заряда для МОП-транзисторов составляют 50-100 Вольт, а для транзисторов с управляющим PN переходом — 250 Вольт
Поэтому, самое важное правило при работе с такими транзисторами — это заземлить себя через антистатический браслет, или взяться за голую батарею ДО касания полевых транзисторов
Также в некоторых экземплярах полевых транзисторов встраивают защитные стабилитроны между Истоком и Затвором, которые вроде бы спасают от электростатики, но лучше все-таки перестраховаться лишний раз и не испытывать судьбу транзистор на прочность. Также не помешало бы заземлить всю паяльную и измерительную аппаратуру. В настоящее время это все делается уже автоматически через евро розетки, у которых имеются в наличии заземляющий проводник.
CD9012 Datasheet (PDF)
1.1. cd9012.pdf Size:165K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
PNP SILICON PLANAR TRANSISTOR CD9012
TO-92
CBE
General Purpose Audio Amplifier Applications.
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNIT
Collector -Emitter Voltage VCEO 30 V
Collector -Base Voltage VCBO 40 V
Emitter Base Voltage VEBO 5.0 V
Collector Current IC 500 mA
Collector Power
5.1. cd9014.pdf Size:176K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
NPN SILICON PLANAR TRANSISTOR CD9014
TO-92
CBE
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNIT
Collector -Emitter Voltage VCEO 50 V
Collector -Base Voltage VCBO 50 V
Emitter Base Voltage VEBO 5.0 V
Collector Current IC 100 mA
Collector Power Dissipation PC 625 mW
Operating And Storage J
5.2. cd9018.pdf Size:236K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
NPN SILICON PLANAR TRANSISTOR CD 9018
TO-92
Plastic Package
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS ( Ta=25ºC unless specified otherwise)
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNIT
VCEO
Collector Emitter Voltage 15 V
VCBO
Collector Base Voltage 30 V
VEBO
Emitter Base Voltage 5V
IC
Collector Current 30 mA
PD
Power Di
5.3. cd9015.pdf Size:165K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
PNP SILICON PLANAR TRANSISTOR CD9015
TO-92
CBE
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNIT
Collector -Emitter Voltage VCEO 50 V
Collector -Base Voltage VCBO 50 V
Emitter Base Voltage VEBO 5.0 V
Collector Current IC 100 mA
Collector Power Dissipation PC 625 mW
Operating And Storage J
5.4. cd9011.pdf Size:169K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
NPN SILICON PLANAR TRANSISTOR CD9011
TO-92
CBE
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNIT
Collector -Emitter Voltage VCEO 30 V
Collector -Base Voltage VCBO 50 V
Emitter Base Voltage VEBO 5.0 V
Collector Current IC 100 mA
Power Dissipation PD 400 mW
Operating And Storage Junction Tj
5.5. cd9013.pdf Size:94K _cdil
Continental Device India Limited
An ISO/TS 16949, ISO 9001 and ISO 14001 Certified Company
NPN SILICON PLANAR TRANSISTOR CD9013
TO-92
Plastic Package
C
B
E
General Purpose Audio Amplifier Applications
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (Ta=25ºC Unless Otherwise Specified)
DESCRIPTION SYMBOL VALUE UNITS
VCEO
Collector Emitter Voltage 30 V
VCBO
Collector Base Voltage 40 V
VEBO
Emitter Base
Характеристики
Технические свойства этого биполярника на удивление хороши, даже по сегодняшним меркам. К сожалению, в даташит современного производителя КТ315, представлена только основная информация. В них не найти графиков, отражающих поведение устройство в различных условиях эксплуатации, которыми наполнены современные технические описания на другие подобные устройства от зарубежных производителей.
Максимальные характеристики
Максимальные значения допустимых электрических режимов эксплуатации КТ315 до сих пор впечатляют начинающих радиолюбителей. Например, максимальный ток коллектора может достигать уровня в 100 мА, а рабочая частота у некоторых экземпляров превышает заявленные 250 МГц. Его более дорогие современники из серии КТ2xx/3xx, даже имея металлический корпус, не могли похвастаться такими показателями. КТ315 был долгое время своеобразным техническим лидером, пока ему на смену не пришёл усовершенствованный КТ3102. Рассмотрим максимально допустимые электрические режимы эксплуатации КТ315, в корпусе ТО-92, белорусского ОАО «Интеграл». В конце обозначения таких приборов присутствует цифра «1».
Основные электрические параметры
Будьте внимательны, несмотря на свои достаточно хорошие характеристики, КТ315 не может конкурировать с современными устройствами по некоторым параметрам. Так у современной серии КТ315, как и 50 лет назад, относительно небольшой диапазон рабочих температур от — 45 до + 100°C. А коэффициент шума (КШ) достигает 40 Дб, что уже много для современного устройства, предназначенного для усиления в низкочастотных трактах.
Классификация
Кроме основных параметров, в техническом описании можно найти распределение устройств по группам. Таблица классификации дает представление о параметрах всей серии КТ315. Используя её можно подобрать нужное устройство, путем сравнения основных характеристик всей серии.
Комплементарная пара
У КТ315 имеется комплементарная пара – КТ361. Эти устройства довольно часто применялись вместе, особенно в бестрансформаторных двухтактных схемах. Совместное применение данной пары безусловно вошло в историю российской электроники.
Аналоги КТ315
У транзистора имеется как отечественная замена, так и заграничная. Начнем с первой. Это КТ3102 (ТО-92). Он тоже кремниевый, с npn структурой, но с большей температурой (до +150 С), другим расположением диодов и более высокими электрическими возможностями. Можно сказать, что они, относительно, одинаковы.
Иностранные заменители: ВС547 (npn, высокочастотный (примерно в 300 МГц, когда у КТ315 — 250 МГц), расположение диодов как у КТ3102, температура до +150 С), PN2222 (300 МГц, цоколевка соответствует предыдущей, остальные характеристики примерно одинаковы с КТ315), 2SC9014 (температура от -55 С до +150 С, 270 МГц). Раньше зарубежные транзисторы выходили с корпусом КТ-13, но на данный момент таких уже не существует.
Биполярный транзистор KST9012C — описание производителя. Основные параметры. Даташиты.
Наименование производителя: KST9012C
Маркировка: 2TY.
Тип материала: Si
Полярность: PNP
Максимальная рассеиваемая мощность (Pc): 0.3
W
Макcимально допустимое напряжение коллектор-база (Ucb): 40
V
Макcимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер (Uce): 25
V
Макcимально допустимое напряжение эмиттер-база (Ueb): 5
V
Макcимальный постоянный ток коллектора (Ic): 0.5
A
Предельная температура PN-перехода (Tj): 150
°C
Граничная частота коэффициента передачи тока (ft): 150
MHz
Ёмкость коллекторного перехода (Cc): 5
pf
Статический коэффициент передачи тока (hfe): 144
Корпус транзистора: SOT23
Откуда пошло название «МОП»
Если «разрезать» МОП-транзистор, то можно увидеть вот такую картину.
С точки зрения еды на вашем столе, МОП-транзистор будет больше похож на бутерброд. — толстый кусок хлеба, диэлектрик — тонкий слой колбасы, слой металла — тонкая пластинку сыра. В результате у нас получается вот такой бутерброд.
А как будет строение транзистора сверху-вниз? Сыр — металлическая пластинка, колбаса — диэлектрик, хлеб — полупроводник. Следовательно, получаем Металл-Диэлектрик-Полупроводник. А если взять первые буквы с каждого названия, то получается МДП — Металл-Диэлектрик-Полупроводник, не так ли? Значит, такой транзистор можно назвать по первым буквам МДП-транзистором. А так как в качестве диэлектрика используется очень тонкий слой оксида кремния (SiO2), можно сказать почти стекло, то и вместо названия «диэлектрик» взяли название «оксид, окисел», и получилось Металл-Окисел-Полупроводник, сокращенно МОП. Ну вот, теперь все встало на свои места).
Далее по тексту МОП-транзистор условимся называть просто полевой транзистор. Так будет проще.
Характеристики полевого МОП транзистора
Для того, чтобы узнать характеристики транзистора, нам надо открыть на него даташит и рассмотреть небольшую табличку на первой странице даташита. Будем рассматривать транзистор, который мы использовали в своих опытах: IRFZ44N.
Напряжение VGS — это напряжение между Затвором и Истоком. Смотрим на даташит и видим, что максимальное напряжение, которое можно подать на Затвор это +-20 Вольт. Более 20 Вольт в обе стороны пробьет тончайший слой диэлектрика, и транзистор придет в негодное состояние.
Максимальная сила тока ID , которая может течь через канал Сток-Исток.
Как мы видим, транзистор в легкую может протащить через себя 49 Ампер!!!
Но это при температуре кристалла 25 градусов по Цельсию. А так номинальная сила тока 35 Ампер при температуре кристалла 100 градусов, что чаще всего и происходит на практике.
RDS(on) — сопротивление полностью открытого канала Стока-Истока. В режиме насыщения, сопротивление канала транзистора достигает ну очень малого значения. Как вы видите, у нашего подопечного сопротивление канала достигает 17,5 мОм (при условии, что напряжение на Затворе = 10 Вольт, а ток Стока = 25 Ампер).
Максимальная рассеиваемая мощность PD — это мощность, которую транзистор может рассеять на себе, превращая эту мощность в тепло. В нашем случае это 94 Ватта. Но здесь также должны быть соблюдены различные условия — это температура окружающей среды, а также есть ли у транзистора радиатор.
Также различные зависимости одних параметров от других можно увидеть в даташите на последних страницах.
Например, ниже на графике приводится зависимость тока Стока от напряжения Стока-Истока при каких-то фиксированных значениях напряжения на Затворе при температуре кристалла (подложки) 25 градусов Цельсия (комнатная температура). Верхняя линия графика приводится для напряжения 15 Вольт на Затворе. Другие линии в порядке очереди по табличке вверху слева:
Также есть интересная зависимость сопротивления канала полностью открытого транзистора от температуры кристалла:
Если посмотреть на график, то можно увидеть, что при температуре кристалла в 140 градусов по Цельсию у нас сопротивление канала увеличивается вдвое. А при отрицательных температурах наоборот уменьшается.
KTC9012 Datasheet (PDF)
1.1. ktc9012s.pdf Size:395K _kec
SEMICONDUCTOR KTC9012S
TECHNICAL DATA EPITAXIAL PLANAR PNP TRANSISTOR
GENERAL PURPOSE APPLICATION.
SWITCHING APPLICATION.
E
L B L
FEATURES
DIM MILLIMETERS
Excellent hFE Linearity.
_
A 2.93 0.20
+
B 1.30+0.20/-0.15
Complementary to KTC9013S.
C 1.30 MAX
2
3 D 0.45+0.15/-0.05
E 2.40+0.30/-0.20
1
G 1.90
H 0.95
J 0.13+0.10/-0.05
K 0.00 ~ 0.10
MAXIMUM RATING (Ta=25 )
L 0.55
P
1.2. ktc9012.pdf Size:46K _kec
SEMICONDUCTOR KTC9012
TECHNICAL DATA EPITAXIAL PLANAR PNP TRANSISTOR
GENERAL PURPOSE APPLICATION.
SWITCHING APPLICATION.
B C
FEATURES
·Excellent hFE Linearity.
·Complementary to KTC9013.
N DIM MILLIMETERS
A 4.70 MAX
E
K
B 4.80 MAX
G
C 3.70 MAX
D
D 0.45
E 1.00
MAXIMUM RATING (Ta=25℃)
F 1.27
G 0.85
CHARACTERISTIC SYMBOL RATING UNIT
H 0.45
_
H
J 14.00 + 0.50
VCBO -40
1.3. ktc9012sc.pdf Size:613K _kec
SEMICONDUCTOR KTC9012SC
TECHNICAL DATA EPITAXIAL PLANAR PNP TRANSISTOR
GENERAL PURPOSE APPLICATION.
SWITCHING APPLICATION.
FEATURES
·Excellent hFE Linearity.
·Complementary to KTC9013SC.
MAXIMUM RATING (Ta=25℃)
CHARACTERISTIC SYMBOL RATING UNIT
VCBO -40 V
Collector-Base Voltage
VCEO -30 V
Collector-Emitter Voltage
VEBO
Emitter-Base Voltage -5 V
IC
Collector Current -500 mA
Строение полевого транзистора
Давайте еще раз рассмотрим структуру полевого транзистора.
Имеем «кирпич» полупроводникового материала P-проводимости. Как вы помните, основными носителями в полупроводнике P-типа являются дырки, поэтому, их концентрация намного больше, чем электронов. Но электроны также есть и в P-полупроводнике. Как вы помните, электроны в P-полупроводнике — это неосновные носители и их концентрация очень мала, по сравнению с дырками. «Кирпич» P-полупроводника носит название Подложки. От подложки выходит вывод с таким же названием: подложка.
Другие слои — это материал N+ типа, диэлектрик, металл. Почему N+, а не просто N? Дело в том, что этот материал сильно легирован, то есть концентрация электронов в этом полупроводнике очень большая. От полупроводников N+ типа, которые располагаются по краям, отходят два вывода: Исток и Сток.
![Транзисторы: принцип работы, схема включения, чем отличаются биполярные и полевые [амперка / вики]](https://seminar55.ru/wp-content/uploads/b/9/3/b9337fcfadd474be7167f905624e5a36.jpeg)
Между Истоком и Стоком через диэлектрик располагается металлическая пластинка, от который идет вывод. Называется этот вывод Затвором. Между Затвором и другими выводами нет никакой электрической связи. Затвор вообще изолирован от всех выводов транзистора, поэтому МОП-транзистор также называют транзистором с изолированным затвором.
Мы видим, что полевой транзистор на схеме имеет 4 вывода (Исток, Сток, Затвор и Подложка), а реальный транзистор имеет только 3 вывода.
В чем прикол? Дело все в том, что Подложку обычно соединяют с Истоком. Иногда это уже делается в самом транзисторе еще на этапе разработки. В результате того, что Исток соединен с Подложкой, у нас образуется диод между Стоком и Истоком, который иногда даже не указывается в схемах, но всегда присутствует:
Поэтому, следует соблюдать цоколевку при подключении МОП-транзистора в схему.
Мультивибратор на КТ315
Мультивибратор — это генератор широкой импульсной модуляции (или коротко ШИМ). Получается, что генератор будет выдавать сигнал либо постоянного плюса, либо постоянного минуса.
Принцип действий заключается в попеременном поступлении тока то к одному, то к другому светодиоду (их два). Частоту каждого из них можно менять (если резисторы будут разными, то и включение светодиодов тоже будет отличаться). Данная схема работает от напряжения 1,7 В до 16 В. Чтобы запустить схему понадобиться 3,2 В (этого будет достаточно, чтобы увидеть деятельность светодиодов).
Стоит отметить, что схема парная (2 конденсатора, 2 резистора, (2 RC-цепи), 2 светодиода), а вот значения транзисторов могут отличаться (от 220 Ом до 300 Ом), в таком случае схема все равно будет работать.
Надежная функциональность мультивибратора зависит от более высокого сопротивления одного из резисторов.
Отметим, что, чем больше сопротивление на переменном резисторе, тем больше будет мигать светодиод.
STS9012 Datasheet (PDF)
1.1. sts9012.pdf Size:106K _auk
STS9012
Semiconductor
Semiconductor
PNP Silicon Transistor
Description
• General purpose application.
• Switching application.
Features
• Excellent hFE linearity.
• Complementary pair with STS9013
Ordering Information
Type NO. Marking Package Code
STS9012 STS9012 TO-92
Outline Dimensions unit : mm
3.45±0.1
4.5±0.1
2.25±0.1
0.4±0.02
2.06±0.1
1.27 Typ.
2.54
4.1. sts9013.pdf Size:197K _auk
STS9013
NPN Silicon Transistor
Descriptions
PIN Connection
• General purpose application.
C
• Switching application.
B
Features
• Excellent hFE linearity.
E
• Complementary pair with STS9012
TO-92
Ordering Information
Type NO. Marking Package Code
STS9013 STS9013 TO-92
Absolute maximum ratings (Ta=25°C)
Characteristic Symbol Ratings Unit
Collector-B
4.2. sts9015.pdf Size:97K _auk
STS9015
Semiconductor
Semiconductor
PNP Silicon Transistor
Description
• General purpose application.
• Switching application.
Features
• Excellent hFE linearity : hFE(IC=0.1mA) / hFE(IC=2mA) = 0.95(Typ.)
• Low noise : NF = 10dB(Max.)
• Complementary pair with STS9014
Ordering Information
Type NO. Marking Package Code
STS9015 STS9015 TO-92
Outline Dimensions uni
4.3. sts9014.pdf Size:207K _auk
STS9014
NPN Silicon Transistor
Description
PIN Connection
• General purpose application
C
• Switching application
Features
B
• Excellent hFE linearity : hFE(IC=0.1 mA) /
hFE(IC=2 mA) = 0.95(Typ.)
• Low noise : NF=10dB(Max.) at f=1KHz
E
• Complementary pair with STS9015
TO-92
Ordering Information
Type NO. Marking Package Code
STS9014 STS9014 TO-92
A
4.4. sts9018.pdf Size:232K _auk
STS9018
NPN Silicon Transistor
Description
PIN Connection
• High frequency low noise amplifier application
C
• VHF band amplifier application
B
Features
• Low noise figure : NF = 4dB(Max.) at f=100MHz
• High transition frequency fT = 800MHz(Typ.)
E
TO-92
Ordering Information
Type NO. Marking Package Code
STS9018 STS9018 TO-92
Absolute maximum ratings T
4.5. gsts9014lt1.pdf Size:221K _globaltech_semi
GSTS9014LT1
NPN General Purpose Transistor
Product Description Features
This device is designed as a general purpose Collector-Emitter Voltage : 45V
amplifier and switch. Collector Current : 100mA
Lead(Pb)-Free
Packages & Pin Assignments
SOT-23
Pin Description
1 Base
2 Emitter
3 Collector
Marking Information
P/N Package Rank Part Marking
GSTS9014LT1F SOT-23 Q 14Q
Как работает
Принцип действия устройства похож на работу крана, регулирующего подачу воды, с той лишь разницей, что через него идет поток отрицательных частиц. Прибор пропускает через себя 2 тока:
- основной «большой»;
- управляющий «маленький».
Мощность первого зависит от мощности второго. Если изменить показатель малого тока, то изменится интенсивность образования «дырок» на базе: пропорционально изменится амплитуда напряжения на выходе, но частота сигнала сохранится. Поэтому, при подаче на базовую пластину слабого импульса, усиление на выходе не теряется, но значительно возрастает амплитуда.
Тип имеющегося биполярного транзистора можно легко распознать по схеме, основанной на принципе: ток течет от «плюса» к «минусу». В приборе N-P-N базовая плата представлена p-полупроводником (положительными «дырками»), на схеме это показано направлением к эмиттеру от базы. P-N-P-разновидность имеет «отрицательную» n-базу (стрелка на схеме направлена к ней).
Единственное отличие этих типов устройств заключается в том, что схема N-P-N начинается с “плюса”, а P-N-P с “минуса” (так как на базовую плату подается минусовой потенциал). Т.е. для транзистора с N-полупроводником характерно «перевёрнутое» поведение: ток не останавливается при заземленной базе и сталкивается с преградой, когда через неё идет ток.
Даже при незначительном отличии типов NPN-устройства более эффективны и распространены в электронной промышленности. Это связано с тем, что носители тока в них представлены электронами, которые более мобильны чем положительные частицы. Поэтому приборы с P-полупроводником более высокочастотны.
