Hoe een analoge transistor te kiezen

In dit artikel zullen we het onderwerp bespreken van het selecteren van analogen van bipolaire en veldeffecttransistoren. Op welke parameters van de transistor moet u letten om de juiste vervanging te kiezen?

Waar is dit voor? Het gebeurt dat bij het repareren van een apparaat, bijvoorbeeld een schakelende voeding, de gebruiker wordt gedwongen contact op te nemen met de dichtstbijzijnde winkel met elektronische componenten, maar het assortiment bevat niet alleen zo'n transistor die in het apparaatcircuit is mislukt. Dan moet je kiezen uit wat beschikbaar is, dat wil zeggen, een analoog selecteren.

En het gebeurt ook dat de uitgebrande transistor op het bord een van die is die al is stopgezet, en dan is het gewoon het juiste om te doen is de datasheet beschikbaar op het netwerk, waar u de parameters kunt zien en de juiste analoog kunt selecteren uit de momenteel beschikbare. Op de een of andere manier moet u weten welke parameters u moet kiezen en dit wordt later besproken.

Bipolaire transistoren

Laten we het om te beginnen hebben bipolaire transistoren. De belangrijkste kenmerken hier zijn:

• maximale collector-emitterspanning

• maximale collectorstroom

• maximaal vermogen gedissipeerd door de transistorbehuizing,

• afsnijfrequentie

• huidige overdrachtscoëfficiënt.

Allereerst evalueren ze het schema als geheel. Op welke frequentie werkt het apparaat? Hoe snel moet de transistor zijn? Het is het beste als de werkfrequentie van het apparaat 10 of vele malen lager is dan de afsnijfrequentie van de transistor. Bijvoorbeeld, fg is 30 MHz en de werkfrequentie van het apparaat waar de transistor zal werken is 50 kHz.

Als de transistor op een frequentie dichtbij de grens werkt, zal de stroomoverdrachtscoëfficiënt neigen naar eenheid en is veel energie nodig voor de regeling. Laat daarom de grensfrequentie van de geselecteerde analoog groter zijn dan of gelijk zijn aan de grensfrequentie van de transistor die moet worden vervangen.

In de volgende stappen wordt aandacht besteed aan het vermogen dat de transistor kan afvoeren. Hier kijken ze naar de maximale collectorstroom en naar de grenswaarde van de collector-emitterspanning. De maximale collectorstroom moet hoger zijn dan de maximale stroom in het transistorgestuurde circuit. De maximale collector-emitterspanning van de geselecteerde transistor moet hoger zijn dan de limietspanning in het geregelde circuit.

Als de parameters worden geselecteerd op basis van het gegevensblad voor de te vervangen component, moet de geselecteerde analoog in termen van spanningslimiet en stroomlimiet overeenkomen met of de vervangbare transistor overschrijden. Als bijvoorbeeld een transistor afbrandt, waarvan de maximale collector-emitterspanning 80 volt is en de maximale stroom 10 ampère, dan is in dit geval een analoog met maximale stroom- en spanningsparameters van 15 ampère en 230 volt geschikt als vervanging.

Vervolgens wordt de huidige overdrachtscoëfficiënt h21 geschat. Deze parameter geeft aan hoe vaak de collectorstroom de basisstroom overschrijdt tijdens het besturen van de transistor. Het is beter om prioriteit te geven aan transistoren met een waarde van deze parameter groter dan of gelijk aan h21 van de oorspronkelijke component, tenminste ongeveer.

Je kunt de transistor niet vervangen door h21 = 30, de transistor door h21 = 3, het stuurcircuit kan het gewoon niet aan of doorbranden en het apparaat kan niet normaal werken, het is beter als de analoog h21 heeft op het niveau van 30 of hoger, bijvoorbeeld 50. Hoe hoger de versterking stroom, hoe eenvoudiger het is om de transistor te besturen, hoe hoger het regelrendement, de basisstroom is minder, de collectorstroom is meer.

De transistor gaat de verzadiging binnen zonder onnodige kosten. Als het apparaat waar de transistor is geselecteerd een verhoogde behoefte heeft aan de stroomoverdrachtscoëfficiënt, moet de gebruiker een analoog kiezen met een dichter bij de originele h21, of u moet wijzigingen aanbrengen in het basisbesturingscircuit.

Kijk ten slotte naar de verzadigingsspanning, collector-emitterspanning van een open transistor. Hoe kleiner het is, des te minder vermogen zal worden gedissipeerd op de componentbehuizing in de vorm van warmte.En het is belangrijk om op te merken hoeveel de transistor daadwerkelijk warmte in het circuit moet afvoeren, de maximale waarde van het vermogen dat door de behuizing wordt gedissipeerd, wordt in de documentatie (in de datasheet) gegeven.

Vermenigvuldig de stroom van het collectorcircuit met de spanning die tijdens de werking van het circuit op de junctie van de collector-emitter zal vallen en vergelijk met het maximaal toegestane thermische vermogen voor de transistorbehuizing. Als het werkelijk toegewezen vermogen groter is dan de limiet, zal de transistor snel doorbranden.

De bipolaire transistor 2N3055 kan dus veilig worden vervangen door KT819GM ​​en vice versa. Als we hun documentatie vergelijken, kunnen we concluderen dat dit bijna volledige analogen zijn, zowel in structuur (beide NPN) en in case-type als in basisparameters, die belangrijk zijn voor een even efficiënte werking in vergelijkbare modi.

Veldeffecttransistors

Laten we het nu hebben over veldeffecttransistors. Veldeffecttransistoren worden tegenwoordig veel gebruikt, in sommige apparaten, bijvoorbeeld in omvormers, vervangen ze bijna volledig bipolaire transistoren. Veldeffecttransistoren worden bestuurd door spanning, het elektrische veld van de poortlading, en daarom is de besturing minder duur dan in bipolaire transistoren, waar de basisstroom wordt geregeld.

Veldeffecttransistoren schakelen veel sneller in vergelijking met bipolaire, hebben een verhoogde thermische stabiliteit en hebben geen minderheidsladingsdragers. Om te zorgen voor het schakelen van significante stromen, kunnen veldeffecttransistors in grote aantallen parallel worden geschakeld zonder nivellerende weerstanden, het is voldoende om de juiste driver te kiezen.

Dus, met betrekking tot de selectie van analogen van veldeffecttransistoren, is het algoritme hier hetzelfde als bij de selectie van bipolaire analogen, met het enige verschil dat er geen probleem is met de huidige overdrachtscoëfficiënt en een extra parameter zoals de poortcapaciteit verschijnt. Maximale afvoerbron spanning, maximale afvoerstroom. Het is beter om met een marge te kiezen, zodat deze waarschijnlijk niet opbrandt.

Veldeffecttransistoren hebben niet zo'n parameter als verzadigingsspanning, maar er is een parameter "kanaalweerstand in de open toestand". Op basis van deze parameter kunt u bepalen hoeveel stroom er op de componentbehuizing wordt gedissipeerd. De weerstand van een open kanaal kan variëren van fracties van een ohm tot eenheden van een ohm.

In hoogspannings- veldeffecttransistors is de weerstand van het open kanaal gewoonlijk meer dan één ohm, en hiermee moet rekening worden gehouden. Als het mogelijk is om een ​​analoog te kiezen met een lagere weerstand van het open kanaal, dan zal er minder warmteverlies zijn en zal de spanningsval over de kruising niet kritisch hoog zijn in de open toestand.

De steilheid van de S-karakteristiek van veldeffecttransistoren is analoog aan de stroomoverdrachtscoëfficiënt van bipolaire transistoren. Deze parameter toont de afhankelijkheid van de afvoerstroom van de poortspanning. Hoe hoger de helling van de S-karakteristiek, des te minder spanning moet op de poort worden toegepast om een ​​significante afvoerstroom te schakelen.

Vergeet de drempelspanning van de poort niet bij het kiezen van een analoog, omdat als de spanning op de poort lager is dan de drempel, de transistor niet volledig zal openen en het geschakelde circuit niet voldoende vermogen zal ontvangen, al het vermogen moet worden afgevoerd door de transistor en het zal gewoon oververhit raken. De poortbesturingsspanning moet hoger zijn dan de drempelspanning. Een analoog moet een drempelpoortspanning hebben die niet hoger is dan het origineel.

Het dissipatievermogen van een veldeffecttransistor is vergelijkbaar met het dissipatievermogen van een bipolaire transistor, deze parameter wordt aangegeven in het gegevensblad en hangt, net als in het geval van bipolaire transistors, af van het type behuizing. Hoe groter de behuizing van de component, hoe groter het thermische vermogen dat het veilig voor zichzelf kan afvoeren.

Sluiter capaciteit. Aangezien veldeffecttransistoren worden bestuurd door de poortspanning en niet door de basisstroom, zoals bipolaire transistoren, worden hier een parameter zoals de poortcapaciteit en de totale poortlading geïntroduceerd.Let bij het kiezen van een analoog om het origineel te vervangen op het feit dat de sluiter van de analoog niet zwaarder is.

De sluitercapaciteit is het beste als het iets minder blijkt te zijn, het is gemakkelijker om een ​​dergelijke veldeffecttransistor te regelen, de randen zullen steiler worden. Als u echter niet van plan bent om de poortweerstanden in het stuurcircuit te solderen, laat de poortcapaciteit dan zo dicht mogelijk bij het origineel liggen.

Dus, heel gebruikelijk een paar jaar geleden, is de IRFP460 vervangen door een 20N50, die een iets lichtere sluiter heeft. Als we ons tot datasheets wenden, is het gemakkelijk om de bijna volledige gelijkenis van de parameters van deze veldeffecttransistors op te merken.

We hopen dat dit artikel je heeft geholpen om uit te zoeken op welke eigenschappen je moet letten om de geschikte analoog van de transistor te vinden.