Tranzistoru vērtējumi un iepakojumi (BJT)

The Great Gildersleeve: Jolly Boys Falling Out / The Football Game / Gildy Sponsors the Opera (Jūnijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Tranzistoru vērtējumi un iepakojumi (BJT)

4. nodaļa - Bipolāri savienojuma tranzistori


Tāpat kā visas elektriskās un elektroniskās detaļas, tranzistori ir ierobežoti sprieguma un strāvas daudzumos, no kuriem katrs var rīkoties, neradot bojājumus. Tā kā tranzistori ir daudz sarežģītāki nekā daži no citiem elementiem, kurus izmantojāt šajā brīdī, tiem parasti ir vairāk veidu reitingu. Tālāk ir aprakstīts daži tipiskie tranzistoru vērtējumi.

Jaudas izkliede : ja tranzistors vada strāvu starp kolektoru un emitētāju, tas arī samazina spriegumu starp šiem diviem punktiem. Jebkurā brīdī tranzistora izdalītā jauda ir vienāda ar kolektora strāvas un kolektora-emitenta sprieguma ražojumu (reizināšanu). Tieši tāpat kā rezistori, tranzistori tiek novērtēti, cik daudz vatu katrs var droši izkliedēt, neradot bojājumus. Augsta temperatūra ir visu pusvadītāju ierīču mirstīgais ienaidnieks, un bipolāri tranzistori parasti ir vairāk pakļauti termiskajiem bojājumiem nekā lielākā daļa. Jaudas novērtējums vienmēr tiek norādīts apkārtējā gaisa (apkārtējā gaisa) temperatūrā. Ja tranzistori jāizmanto karstākajā vidē (> 25 o, to jaudas vērtībām jābūt samazinātām, lai izvairītos no saīsinātā kalpošanas laika.

Reversais spriegums : tāpat kā ar diodēm, bipolāri tranzistori tiek nominēti pie maksimāli pieļaujamā pretplūsmas sprieguma pāri saviem PN savienojumiem. Tas ietver sprieguma reitingus emitera bāzes savienojumam V EB, kolektoru bāzes savienojumam V CB, kā arī no kolektora līdz emotora V CE .

V EB, maksimālais reversais spriegums no emitera līdz bāzei ir aptuveni 7 V dažiem maza signāla tranzistoriem. Daži ķēžu dizaineri izmanto atsevišķus BJT kā 7 V zener diodes ar sērijas pašreizējo ierobežojošo rezistoru. Transistora ieejas analogajām integrālajām shēmām ir arī V EB vērtējuma, kas, ja pārsniegts, radīs bojājumus, nav atļauta izejmateriālu zenerēšana.

Maksimālā kolektora-izstarotāja sprieguma V CE vērtējums var tikt uzskatīts par maksimālo spriegumu, kuru tā var izturēt pilnīgi apgrieztā režīmā (bez bāzes strāvas). Šis reitings ir īpaši svarīgs, ja tiek izmantots bipolārs tranzistors kā slēdzis. Tipiska vērtība nelielam signāla tranzistoram ir no 60 līdz 80 V. Strāvas tranzistoros tas var svārstīties līdz 1000 V, piemēram, horizontālā deformācijas tranzistors katodstaru lampu displejā.

Kolektora strāva : kolektoru strāvas I C maksimālo vērtību izgatavotājs norāda ampēri. Tipiski vērtības mazajiem signāla tranzistoriem ir no 10 līdz 100 s mA, 10 s A jaudas tranzistoriem. Saprast, ka šis maksimālais skaitlis uzņemas piesātinātu stāvokli (minimālais kolektoru un emitera sprieguma kritums). Ja tranzistors nav piesātināts un patiesībā ir ievērojams spriegums starp kolektoru un emitētāju, maksimālais jaudas izkliedes vērtējums, iespējams, tiks pārsniegts pirms maksimālā kolektora strāvas nominācijas. Vienkārši kaut ko paturēt prātā, projektējot tranzistora ķēdi!

Piesātinājuma spriegumi : ideālā gadījumā piesātināts tranzistors darbojas kā slēgts komutācijas kontakts starp kolektoru un emitētāju, nulles spiediena kritums pie pilnas kolektora strāvas. Patiesībā tas nekad nav taisnība. Ražotāji noteiks maksimālo spiediena kritumu tranzistoram pie piesātinājuma, gan starp kolektoru, gan starojuma avotu, kā arī starp bāzes un emitētāja (šī PN savienojuma sprieguma kritums). Parasti tiek prognozēts, ka kolektora-emitenta sprieguma kritums pie piesātinājuma ir 0, 3 volti vai mazāks, bet šis skaitlis, protams, ir atkarīgs no konkrētā tranzistora veida. Zemsprieguma tranzistori, zems V CE, parāda zemāku piesātinājuma spriegumu. Piesātinājuma spriegums ir zemāks arī augstāka bāzes diska strāvai.

Bāzes-emitera sprieguma kritums kV BE ir līdzīgs ekvivalenta diode, ≥0, 7 V, kas nedrīkst būt pārsteigums.

Beta : kolektoru strāvas attiecība pret bāzes strāvu, β ir pamatparametrs, kas raksturo bipolārā tranzistora pastiprināšanas spēju. β tiek pieņemts, ka ķēdes aprēķinos ir nemainīgs skaitlis, bet diemžēl praksē tā nav tālu. Tādējādi ražotāji sniedz noteiktu β (vai "h fe ") skaitļu kopumu konkrētam tranzistoram dažādos darbības apstākļos, parasti maksimālo / minimālo / tipisko vērtējumu veidā. Tas var pārsteigt, ka jūs redzat, cik plaši β var atšķirties normālos lietošanas ierobežojumos. Viens populārs neliela signāla tranzistors, 2N3903, tiek reklamēts kā β diapazons no 15 līdz 150 atkarībā no kolektora strāvas daudzuma. Parasti β ir visaugstākais kolektoru strāvu vidē, kas samazinās ļoti zema un ļoti liela kolektora strāvu gadījumā. h fe ir maza signāla AC iegūt; h FE ir liels AC signāla pieaugums vai DC pieaugums.

Alfa : kolektora strāvas attiecība pret emitenta strāvu, α = I C / I E. α var atvasināt no β, ir α = β / (β + 1).

Bipolāri tranzistori ir pieejami dažādos fiziskos iepakojumos. Iepakojuma veids galvenokārt ir atkarīgs no nepieciešamā tranzistora enerģijas izkliedes, tāpat kā rezistori: jo lielāka ir maksimālā jaudas izkliedēšana, jo lielāka ierīce ir jāpaliek atdzist. Nākamajā attēlā parādīti vairāki standarta iepakojuma tipi trīslīmeņu pusvadītāju ierīcēm, no kurām jebkuru var izmantot, lai ievietotu bipolāros tranzistorus. Ir daudzas citas pusvadītāju ierīces, kas nav bipolāri tranzistori, kuriem ir trīs pieslēguma punkti. Ņemiet vērā, ka plastmasas tranzistoru izejas var atšķirties atkarībā no viena iepakojuma veida, piemēram, TO-92, kas parādīts attēlā. Ir neiespējami pozitīvi identificēt trīstermīnu pusvadītāju ierīci, nenorādot uz tā uzrakstīto daļas numuru vai pakļaujot to elektriskajiem testiem.

Transistora iepakojumi, izmēri mm.

Mazie plastmasas tranzistoru iepakojumi, piemēram, TO-92, var izkliedēt dažus simtus millivatus. Metāla kārbas, TO-18 un TO-39 var izkliedēt vairāk enerģijas, vairāki simti milivatu. Plastmasas jaudas tranzistora iepakojumi, piemēram, TO-220 un TO-247, izkliedējas vairāk nekā 100 vati, tuvojoties visu metāla TO-3 izkliedei. Tabulā attēlotie izkliedes vērtējumi ir maksimālie, ar kuriem autors visbiežāk saskaras ar lieljaudīgām ierīcēm. Lielākā daļa strāvas tranzistoru ir novērtēti ar pusi vai mazāk par uzskaitīto jaudu. Konsultējieties ar konkrētām ierīču datu lapām faktiskajiem vērtējumiem. Pusvadītāju iemeta plastmasas iepakojumos TO-220 un TO-247 ir piestiprināta pie siltumvadītāja metāla liekšķere, kas pārnes siltumu no iepakojuma aizmugures uz metāla radiatoru, kas nav parādīta. Pirms montāžas tranzistora uz radiatora, uz metāla tiek uzklāts plāns pārklājums ar termoelektrisko smērvielu. Tā kā TO-220 un TO-247 slāņi un TO-3 korpuss ir savienoti ar kolektoru, dažreiz ir nepieciešams elektriski izolēt tos no iezemētā sildītāja ar iespiesto vizlas vai polimēra paplāksni. Strāvas padeves datu lapas ir derīgas tikai tad, kad tās ir piestiprinātas radiatoram. Bez siltuma avota TO-220 izkliedē aptuveni 1 vatu brīvā gaisā.

Praktiski ir grūti sasniegt datu lapas maksimālo jaudas izkliedes novērtējumu. Maksimālā jaudas izkliede ir balstīta uz radiatoru, kas uztur tranzistora korpusu ne vairāk kā 25 o C. Tas ir grūti ar gaisa dzesēšanu radiators. Pieļaujamā jaudas izkliede samazinās, pieaugot temperatūrai. To sauc par nomākšanu. Daudzas jaudas ierīces datu lapas ietver izkliedes pret lietu temperatūras diagrammu.

  • PĀRSKATS:
  • Jaudas izkliedēšana : maksimālā pieļaujamā jaudas izkliedēšana ilgstoši.
  • Reversais spriegums : maksimālais pieļaujamais V CE, V CB, V EB .
  • Kolektora strāva : maksimālā pieļaujamā kolektora strāva.
  • Piesātinājuma spriegums ir V CE sprieguma kritums piesātinātajā (pilnīgi vadošajā) tranzistorā.
  • Beta : β = I C / I B
  • Alfa : α = I C / I E α = β / (β + 1)
  • Transistoru komplekti ir galvenais enerģijas izkliedes faktors. Lielāki iepakojumi izkliedē lielāku jaudu.