Com triar un transistor analògic

En aquest article, discutirem el tema de la selecció d'anàlogos de transistors d'efecte bipolar i de camp. En quins paràmetres del transistor heu de prestar atenció per triar el reemplaçament adequat?

Per a què serveix? Passa que en reparar un dispositiu, per exemple, una font d’alimentació de commutació, l’usuari es vegi obligat a anar a la botiga de components electrònics més propera, però l’assortiment no conté només un transistor que ha fallat en el circuit del dispositiu. Després heu de triar entre el que hi ha disponible, és a dir, seleccionar un analògic.

I també passa que el transistor cremat al tauler va ser un dels que ja s’han suprimit, i el que cal fer és la fitxa de dades disponible a la xarxa, on es poden veure els paràmetres i seleccionar l’analògic adequat entre els que hi ha actualment. D’una manera o d’una altra, cal saber quins paràmetres escollir, i això es parlarà més endavant.

Transistors bipolars

Per començar, parlem transistors bipolars. Les principals característiques aquí són:

• màxima tensió col·lector-emissor

• màxim de corrent col·lector

• potència màxima dissipada per la caixa del transistor,

• freqüència de tall

• coeficient de transferència actual.

En primer lloc, avaluen l’esquema en general. A quina freqüència funciona el dispositiu? Què tan ràpid ha de ser el transistor? El millor és si la freqüència de funcionament del dispositiu és 10 o moltes vegades inferior a la freqüència de tall del transistor. Per exemple, fg és de 30 MHz i la freqüència de funcionament del dispositiu on funcionarà el transistor és de 50 kHz.

Si feu que el transistor funcioni a una freqüència propera al límit, el coeficient de transferència actual tendirà a la unitat i caldrà molta energia per al control. Per tant, deixem que la freqüència de frontera de l’analògic seleccionat sigui superior o igual a la freqüència de frontera del transistor que cal substituir.

Els passos següents paren atenció a la potència que el transistor pot dissipar. Aquí es fixen en la màxima corrent de col·lector i en el valor límit de la tensió del col·lector-emissor. El corrent màxim de col·lector ha de ser superior al corrent màxim al circuit controlat per transistors. La tensió màxima del col·lector-emissor del transistor seleccionat ha de ser superior a la tensió límit del circuit controlat.

Si els paràmetres es seleccionen en funció de la fitxa de dades que cal substituir el component, l’analògic seleccionat en termes de límit de tensió i límit de corrent hauria de coincidir o superar el transistor substituïble. Per exemple, si un transistor es crema, la tensió màxima del col·lector-emissor és de 80 volts i la màxima corrent de 10 amperes, en aquest cas, un analògic amb paràmetres màxims per a corrent i tensió de 15 amperes i 230 volts és adequat com a reemplaçament.

A continuació, s'estima el coeficient de transferència actual h21. Aquest paràmetre indica quantes vegades el corrent col·lector supera el corrent base en el procés de control del transistor. És millor donar prioritat als transistors amb un valor d’aquest paràmetre superior o igual a h21 del component original, almenys aproximadament.

No podeu substituir el transistor per h21 = 30, el transistor amb h21 = 3, el circuit de control simplement no pot fer front ni es pot fer servir, i el dispositiu no pot funcionar normalment, és millor si l'analògic té h21 al nivell de 30 o més, per exemple 50. Com més gran sigui el guany. corrent, més fàcil és controlar el transistor, més gran és l'eficiència de control, el corrent base és menor, el corrent col·lector és més.

El transistor entra a la saturació sense costos innecessaris. Si el dispositiu on s'ha seleccionat el transistor té un requisit augmentat per al coeficient de transferència actual, l'usuari hauria de triar un analògic amb un punt més proper al h21 original, o haurà de fer canvis al circuit de control de base.

Finalment, fixeu-vos en la tensió de saturació, el colector-emissor del tensor d'un transistor obert. Com més petita sigui, menys energia es dissiparà en la caixa del component en forma de calor.I és important tenir en compte la quantitat de transistor que haurà de dissipar la calor al circuit, el valor màxim de la potència dissipada per l'allotjament es troba a la documentació (a la fitxa de dades).

Multipliqueu el corrent del circuit col·lector pel voltatge que caurà a la unió col·lector-emissor durant l’operació del circuit i compareu-lo amb la màxima potència tèrmica permesa per al cas del transistor. Si la potència realment assignada és superior al límit, el transistor es cremarà ràpidament.

Així doncs, el transistor bipolar 2N3055 es pot substituir amb seguretat per KT819GM ​​i viceversa. Si comparem la seva documentació, podem concloure que es tracta d’analògics gairebé complets, tant en estructura (tant NPN) com en cas i en paràmetres bàsics, que són importants per a un funcionament igual d’efectiu en modes similars.

Transistors d'efecte de camp

Ara en parlem transistors d'efecte de camp. Els transistors d’efecte de camp s’utilitzen àmpliament avui en dia, en alguns dispositius, per exemple en inversors, gairebé han substituït els transistors bipolars. Els transistors amb efecte de camp estan controlats per tensió, el camp elèctric de la càrrega de la porta i, per tant, el control és menys costós que en els transistors bipolars, on es controla el corrent de base.

Els transistors d’efecte de camp canvien molt més ràpidament en comparació amb els bipolars, han augmentat l’estabilitat tèrmica i no tenen portadors de càrrega minoritària. Per assegurar la commutació de corrents significatius, es poden connectar transistors d'efecte de camp en paral·lel en gran nombre sense resistències d'anivellament, n'hi ha prou amb triar el controlador adequat.

Així doncs, pel que fa a la selecció d’analògics de transistors d’efecte de camp, l’algoritme aquí és el mateix que per a la selecció d’anàlogos bipolars, l’única diferència és que no hi ha cap problema amb el coeficient de transferència actual i apareix un paràmetre addicional com la capacitança de la porta. Tensió màxima de drenatge de font, corrent de drenatge màxim. És millor triar amb un marge perquè probablement no es cremi.

Els transistors d'efecte de camp no tenen un paràmetre com la tensió de saturació, però hi ha un paràmetre "resistència del canal en estat obert". A partir d’aquest paràmetre, podeu determinar quanta potència es dissiparà en el cas del component. La resistència del canal obert pot anar des de fraccions d'un ohm fins a unitats d'un ohm.

En transistors d’efecte de camp d’alta tensió, la resistència del canal obert sol ser superior a un ohm, i això s’ha de tenir en compte. Si és possible triar un analògic amb una menor resistència del canal obert, hi haurà menys pèrdua de calor i la caiguda de tensió a la unió no serà críticament alta en estat obert.

La pendència de la característica S dels transistors amb efecte de camp és un analògic del coeficient de transferència actual dels transistors bipolars. Aquest paràmetre mostra la dependència del corrent de drenatge de la tensió de la porta. Com més alta sigui la pendent de la característica S, menys tensió s’ha d’aplicar a la porta per canviar un corrent de drenatge significatiu.

No us oblideu del voltatge del llindar de la porta quan escolliu un analògic, perquè si la tensió a la porta és inferior al llindar, el transistor no s’obrirà totalment i el circuit commutat no rebrà prou potència, tota la potència haurà de ser dissipada pel transistor, i simplement s’escalfarà. El voltatge de control de la porta ha de ser superior al de llindar. Un analògic hauria de tenir una tensió de porta de llindar no superior a l'original.

El poder de dissipació d’un transistor amb efecte de camp és similar al poder de dissipació d’un transistor bipolar, aquest paràmetre està indicat al full de dades i, com en el cas dels transistors bipolars, depèn del tipus d’habitatge. Com més gran sigui la carcassa del component, més gran és la potència tèrmica que es pot dissipar per si mateixa de forma segura.

Capacitat de l'obturador. Com que els transistors amb efecte de camp estan controlats per la tensió de la porta i no pel corrent base, com els transistors bipolars, aquí s’introdueixen un paràmetre com la capacitança de la porta i la càrrega total de la porta.Quan trieu un analògic per substituir l’original, presteu atenció al fet que l’obturador de l’analògic no és més pesat.

La capacitat d'obturador és millor si resulta una mica menor, és més fàcil controlar un transistor d'efecte de camp, les vores seran més pendents. Tanmateix, si no teniu intenció de soldar les resistències de la porta al circuit de control, deixeu la capacitació de la porta el més a prop possible de l'original.

Així doncs, molt habitual fa uns anys, l’IRFP460 es substitueix per un 20N50, que té un obturador lleugerament més lleuger. Si ens referim a fulls de dades, és fàcil notar la similitud gairebé completa dels paràmetres d'aquests transistors d'efecte de camp.

Esperem que aquest article us hagi ajudat a descobrir quines característiques heu de centrar per trobar l'analògic adequat del transistor.