Comment choisir un transistor analogique

Dans cet article, nous aborderons le sujet de la sélection d'analogues de transistors bipolaires et à effet de champ. À quels paramètres du transistor devez-vous faire attention afin de choisir le remplacement approprié?

À quoi ça sert? Il arrive que lors de la réparation d'un appareil, disons une alimentation à découpage, l'utilisateur soit obligé de se rendre dans le magasin de composants électroniques le plus proche, mais l'assortiment ne contient pas uniquement un transistor qui est tombé en panne dans le circuit de l'appareil. Ensuite, vous devez choisir parmi ce qui est disponible, c'est-à-dire sélectionner un analogue.

Et il arrive également que le transistor grillé sur la carte soit l'un de ceux qui ont déjà été interrompus, et alors c'est juste la bonne chose à faire est la fiche technique disponible sur le réseau, où vous pouvez voir les paramètres et sélectionner l'analogue approprié parmi ceux actuellement disponibles. D'une manière ou d'une autre, vous devez savoir quels paramètres choisir, et cela sera discuté plus tard.

Transistors bipolaires

Pour commencer, parlons de transistors bipolaires. Les principales caractéristiques sont ici:

• tension collecteur-émetteur maximale

• courant de collecteur maximum

• puissance maximale dissipée par le boîtier du transistor,

• fréquence de coupure

• coefficient de transfert actuel.

Tout d'abord, ils évaluent le schéma dans son ensemble. À quelle fréquence l'appareil fonctionne-t-il? À quelle vitesse le transistor doit-il être? Il est préférable que la fréquence de fonctionnement de l'appareil soit 10 ou plusieurs fois inférieure à la fréquence de coupure du transistor. Par exemple, fg est de 30 MHz et la fréquence de fonctionnement de l'appareil où le transistor fonctionnera est de 50 kHz.

Si vous faites fonctionner le transistor à une fréquence proche de la limite, alors le coefficient de transfert actuel tendra vers l'unité, et beaucoup d'énergie sera nécessaire pour le contrôle. Par conséquent, laissez la fréquence limite de l'analogue sélectionné être supérieure ou égale à la fréquence limite du transistor qui doit être remplacé.

Les étapes suivantes font attention à la puissance que le transistor peut dissiper. Ici, ils regardent le courant maximum du collecteur et la valeur limite de la tension collecteur-émetteur. Le courant de collecteur maximum doit être supérieur au courant maximum dans le circuit commandé par transistor. La tension collecteur-émetteur maximale du transistor sélectionné doit être supérieure à la tension limite dans le circuit commandé.

Si les paramètres sont sélectionnés sur la base de la fiche technique du composant à remplacer, l'analogue sélectionné en termes de limite de tension et de courant doit correspondre ou dépasser le transistor remplaçable. Par exemple, si un transistor brûle, dont la tension maximale collecteur-émetteur est de 80 volts et le courant maximum est de 10 ampères, alors dans ce cas, un analogue avec des paramètres maximum pour le courant et la tension de 15 ampères et 230 volts convient comme remplacement.

Ensuite, le coefficient de transfert actuel h21 est estimé. Ce paramètre indique combien de fois le courant du collecteur dépasse le courant de base dans le processus de commande du transistor. Il vaut mieux donner la priorité aux transistors avec une valeur de ce paramètre supérieure ou égale à h21 du composant d'origine, au moins approximativement.

Vous ne pouvez pas remplacer le transistor avec h21 = 30, le transistor avec h21 = 3, le circuit de commande ne peut tout simplement pas faire face ou griller, et l'appareil ne peut pas fonctionner normalement, il est préférable que l'analogue ait h21 au niveau de 30 ou plus, par exemple 50. Plus le gain est élevé courant, plus il est facile de contrôler le transistor, plus l'efficacité de contrôle est élevée, le courant de base est moins, le courant de collecteur est plus.

Le transistor entre dans la saturation sans frais inutiles. Si le dispositif où le transistor est sélectionné a une exigence accrue pour le coefficient de transfert actuel, l'utilisateur doit choisir un analogue avec un plus proche du h21 d'origine, ou vous devrez apporter des modifications au circuit de commande de base.

Enfin, regardez la tension de saturation, la tension collecteur-émetteur d'un transistor ouvert. Plus elle est petite, moins la puissance sera dissipée sur le boîtier du composant sous forme de chaleur.Et il est important de noter combien le transistor devra réellement dissiper la chaleur dans le circuit, la valeur maximale de la puissance dissipée par le boîtier est indiquée dans la documentation (dans la fiche technique).

Multipliez le courant du circuit du collecteur par la tension qui tombera à la jonction collecteur-émetteur pendant le fonctionnement du circuit et comparez avec la puissance thermique maximale autorisée pour le boîtier du transistor. Si la puissance réellement allouée est supérieure à la limite, le transistor s'éteindra rapidement.

Ainsi, le transistor bipolaire 2N3055 peut être remplacé en toute sécurité par KT819GM ​​et vice versa. En comparant leur documentation, nous pouvons conclure que ce sont des analogues presque complets, à la fois dans la structure (les deux NPN) et dans le type de cas et dans les paramètres de base, qui sont importants pour un fonctionnement tout aussi efficace dans des modes similaires.

Transistors à effet de champ

Parlons maintenant de transistors à effet de champ. Les transistors à effet de champ sont largement utilisés aujourd'hui, dans certains appareils, par exemple dans les onduleurs, ils remplacent presque complètement les transistors bipolaires. Les transistors à effet de champ sont contrôlés par la tension, le champ électrique de la charge de grille, et donc le contrôle est moins cher que dans les transistors bipolaires, où le courant de base est contrôlé.

Les transistors à effet de champ commutent beaucoup plus rapidement que les bipolaires, ont une stabilité thermique accrue et n'ont pas de porteurs de charge minoritaires. Pour assurer la commutation de courants importants, les transistors à effet de champ peuvent être connectés en parallèle en grand nombre sans résistances de nivellement, il suffit de choisir le driver approprié.

Donc, en ce qui concerne la sélection des analogues des transistors à effet de champ, l'algorithme est ici le même que pour la sélection des analogues bipolaires, à la seule différence qu'il n'y a pas de problème avec le coefficient de transfert actuel et un paramètre supplémentaire tel que la capacité de grille apparaît. Tension drain-source maximum, courant drain maximum. Il vaut mieux choisir avec une marge pour qu'elle ne s'éteigne probablement pas.

Les transistors à effet de champ n'ont pas un paramètre tel que la tension de saturation, mais il existe un paramètre «résistance de canal à l'état ouvert». En fonction de ce paramètre, vous pouvez déterminer la quantité d'énergie qui sera dissipée sur le boîtier du composant. La résistance de canal ouvert peut aller de fractions d'un ohm à des unités d'un ohm.

Dans les transistors à effet de champ haute tension, la résistance de canal ouvert est généralement supérieure à un ohm, et cela doit être pris en compte. S'il est possible de choisir un analogue avec une résistance de canal ouvert plus faible, alors il y aura moins de perte de chaleur et la chute de tension à la jonction ne sera pas critique à l'état ouvert.

La raideur de la caractéristique S des transistors à effet de champ est un analogue du coefficient de transfert actuel des transistors bipolaires. Ce paramètre montre la dépendance du courant de drain à la tension de grille. Plus la pente de la caractéristique S est élevée, moins la tension doit être appliquée à la grille pour commuter un courant de drain important.

N'oubliez pas la tension de seuil de la grille lors du choix d'un analogue, car si la tension sur la grille est inférieure au seuil, le transistor ne s'ouvrira pas complètement et le circuit commuté ne recevra pas suffisamment de puissance, toute la puissance devra être dissipée par le transistor, et elle surchauffera simplement. La tension de commande du portail doit être supérieure à la tension de seuil. Un analogue doit avoir une tension de grille de seuil non supérieure à l'original.

La puissance de dissipation d'un transistor à effet de champ est similaire à la puissance de dissipation d'un transistor bipolaire, ce paramètre est indiqué dans la fiche technique et, comme dans le cas des transistors bipolaires, dépend du type de boîtier. Plus le boîtier du composant est grand, plus la puissance thermique qu'il peut se dissiper en toute sécurité est importante.

Capacité d'obturation. Comme les transistors à effet de champ sont contrôlés par la tension de grille, et non par le courant de base, comme les transistors bipolaires, un paramètre tel que la capacité de grille et la charge totale de grille sont introduits ici.Lorsque vous choisissez un analogue pour remplacer l'original, faites attention au fait que l'obturateur de l'analogue n'est pas plus lourd.

La capacité d'obturation est meilleure si elle s'avère légèrement inférieure, il est plus facile de contrôler un tel transistor à effet de champ, les bords se révéleront plus raides. Cependant, si vous n'avez pas l'intention de souder les résistances de grille dans le circuit de commande, laissez la capacité de grille être aussi proche que possible de l'original.

Donc, très courant il y a quelques années, l'IRFP460 est remplacé par un 20N50, qui a un obturateur légèrement plus léger. Si nous nous tournons vers les fiches techniques, il est facile de remarquer la similitude presque complète des paramètres de ces transistors à effet de champ.

Nous espérons que cet article vous a aidé à déterminer les caractéristiques sur lesquelles vous devez vous concentrer pour trouver l'analogue approprié du transistor.