Биполярный транзистор. Основные параметры

05.05.2015 14:11

Для дальнейшего продвижения в изучении биполярника, нам надо разобрать его основные параметры, которые приводятся в справочниках на транзисторы. Не зная этих параметров, можно накосячить при конструировании своих радиоэлектронных безделушек. Погнали!

 

 

1) Из первой ст атьи про биполярный транзистор, мы помним, что его производят из двух веществ - это германий и кремний. Следовательно, по материалу, из которых их производят, все биполярники делятся на кремниевые и германиевые. Почему же идет такая классификация? Как вы помните из предыдущих статей, для того, чтобы транзистор "открылся" на германиевый транзистор надо подать 0,2-0,3 Вольта, а на кремниевый 0,6-0,7 Вольт. Кремниевый транзистор выдерживает температуру эксплуатации до 150 градусов по Цельсию, тогда как германиевый только до 70 градусов. Обратный коллекторный ток у кремниевого транзистора намного меньше, чем у германиевого, что кстати, тоже немаловажный параметр.

 

2) Проводимость NPN или PNP. С этим, думаю, уже все понятно

 

3) Коэффициент усиления по  току в схеме с Общим Эмиттером (ОЭ)

 

4) Обратный коллекторный ток  IКБО (ICBO)

 

Откуда вообще берутся эти обозначения индексов? Снизу синим маркером я пометил эти индексы:

Оказывается, все до боли просто.

Первая буква индекса - первый вывод транзистора, вторая буква - второй вывод транзистора, ну а третья буква обозначает оставшийся вывод и его условие, при котором производится этот замер. Самая распространенная третья буква - это "О". Но скорее всего это даже и не буква, а цифра "ноль". Она говорит о том, что на третьем выводе напряжение равняется нулю. Это достигается тем, что оставшийся третий вывод никуда не подключен и висит в воздухе.

Например, IКБО говорит нам о том, что это ток (сила тока), между коллектором и базой, при условии, что напряжение на эмиттере равняется нулю. То есть эмиттер отключен.

 

Есть также более интересные условия, но они встречаются редко. Например, буква "К" от слова "короткий" (в англ.варианте "Shot"). Такой параметр как UКЭК говорит нам о том, что это напряжение между коллектором и эмиттером, при условии, что база и эмиттер замкнуты накоротко, или детским языком, база  с эмиттером соединены проводочком. Здесь последняя буква говорит нам об оставшемся выводе и условии, которое происходит между этим выводом и буковкой-выводом которая рядом.

 

Также иногда встречается буква "R", которая обозначает, как ни странно, сопротивление. Например UКЭR говорит о том, что это напряжение между коллектором и эмиттером при условии что база и эмиттер соединены сопротивлением. И рядышком в справочнике приводится номинал этого сопротивления.

 

 

Также часто встречается вместо третьей буквы индекса обозначение "нас" или на буржуйский манер "sat". "Нас" - кратко от "насыщение", то же самое и ""sat" - saturation  в переводе на русский  - насыщение. Например, UКЭ нас (VCEsat) - это напряжение насыщения коллектор-эмиттер.

 

И еще один нюанс... порядок индексов совпадает с положительным направлением тока. Что это значит? Например, UКЭ напряжение между коллектором и эмиттером. Значит ток движется от коллектора к эмиттеру. Но если мы поменяем индексы вот так UЭК у нас это будет уже обозначать, что электрический ток движется от эмиттера к коллектору. Справедливы также следующие выражения:

UКЭ= - UЭК и так далее.

 

5) Максимальное допустимое обратное напряжение между коллектором и базой UКБ макс (VCBO)  - это максимальное обратное напряжение, которое может выдержать коллекторный P-N переход при открытом эмиттере (эмиттер ни с чем не связан и его ножка болтается в воздухе, короче говоря, на эмиттере ноль)

 

Для NPN транзистора это будет выглядеть так:

Для NPN транзистора этот параметр показан с плюсом. Оно и понятно, индексы  идут как "КБ", что означает коллектор "плюсовый" а база "минусовая".

Вот, например, этот параметр для транзистора BC337 структуры NPN:

Как вы видите, параметр VCBO показан с плюсом.

 

 

Чтобы не мудрить с индексами, для PNP транзистора ставят просто тупо минус перед циферками в даташите, которое говорит нам о том, что напряжение подаем в обратной полярности. В некоторых даташитах знак "минус" не указан, но все равно имейте ввиду, что это обратное напряжение на P-N переходе.

 

 

Например как в этом даташите на транзистор S8550 PNP структуры. Видите перед цифрой "30" знак минус? Если бы мы поменяли индексы, то получили бы, что VBCO =30 Вольт. Знак "минус" тогда бы исчез, но в то же время у нас индексы поменялись (я их даже выделил жирным шрифтом).

 

То есть тут мы видим, что это напряжение тоже обратное.

 

 

6) Максимальное допустимое напряжение между эмиттером и базой UЭБ макс (VЕВО)  - это напряжение, которое может выдержать эмиттерный P-N переход, если приложить напряжение в обратном направлении, при условии, что коллектор у нас никуда не цепляется. Похожий параметр, но только  уже для эмиттерного перехода.

 

Для NPN транзистора это выглядит вот так и напряжение в даташите указывается с плюсом:

 

 

А для PNP как-то так:

 

Для PNP этот параметр также идет с минусом, чтобы не переставлять индексы:

 

7) Максимальное допустимое напряжение между коллектором и эмиттером UКЭ макс (UКЭО). Максимальное напряжение между коллектором и эмиттером по направлению стрелочки эмиттера , при условии что база  никуда не цепляется. Для PNP транзистора этот параметр также идет с минусом.

 

 

 

8) Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе PK макс (PC max). Это максимальная мощность, которую транзистор может рассеять на себе в окружающее пространство.

 

Например, для транзистора S8550 это значение равняется 1 Ватту.

Чтобы его не превысить, нужно рассчитать какую мощность будет рассеивать ваш транзистор по формуле:

 

P=UK x IK

где

P - это мощность, которая рассеивается на транзисторе

U- напряжение на коллекторе относительно минуса

I- ток коллектора

 

Рассеивание мощности транзистором означает, что на нем будет выделяться тепло, которое рассеивается в окружающее пространство. Поэтому, чтобы отвести это тепло от транзистора, применяют радиаторы:

Особенно это касается мощных транзисторов, через которые текут большие токи и напряжения. Как я уже говорил, для кремниевых транзисторов критическая температура нагрева это 150 градусов по Цельсию, для германиевых 70. Так что следите за температурой, если не хотите получить в результате уголек с дымом. Иными словами если Р превысит PК макс, то вашему транзистору придет жопа.

 

 

9) Максимально допустимый коллекторный ток IK макс (Ic max). Превышение этого номинала приводит к пробою переходов, выгоранию тонких токоведущих проводов, которые соединяют ножку транзистора с кристаллом полупроводника. Ну и чем больше ток, тем разумеется и больше мощность, выделяемая транзистором, значит  будет больше нагрев.

 

10) Граничная частота передачи тока fгр .  Это частота, на которой коэффициент β (коэффициент усиления по току) становится равным единице. Так что отсюда вывод, что не каждый транзистор будет усиливать высокочастотные колебания. Поэтому в радиоприемной и радиопередающей аппаратуре используются транзисторы с высокой граничной частотой.

 

Различных других параметров транзистора туева куча. Здесь же я привел те параметры, на которые следует обращать внимание при проектировании своих электронных безделушек. Некоторые параметры в одной книге обозначают так, в другой эдак, в третьей совсем по-другому. Не могу сказать, что мои названия и обозначение параметров образцовые, но все-таки старался обозначить как в большинстве учебной литературы, чтобы было понятно каждому начинающему электронщику.

Продолжение------>

 

<-------Предыдущая статья