Как да изберем аналогов транзистор

В тази статия ще обсъдим темата за подбор на аналози на биполярни и полеви транзистори. На какви параметри на транзистора трябва да обърнете внимание, за да изберете подходящата замяна?

За какво е това? Случва се, че когато ремонтира устройство, да речем, захранващо захранване, потребителят е принуден да отиде до най-близкия магазин на електронни компоненти, но асортиментът не съдържа точно такъв транзистор, който се е провалил във веригата на устройството. След това трябва да изберете от наличното, тоест да изберете аналог.

И също така се случва, че изгорелият транзистор на платката беше един от онези, които вече са преустановени, и тогава е най-правилното да се направи листът с данни, наличен в мрежата, където можете да видите параметрите и да изберете подходящия аналог от наличните в момента. Така или иначе, трябва да знаете какви параметри да изберете и това ще бъде обсъдено по-късно.

Биполярни транзистори

За начало нека поговорим биполярни транзистори, Основните характеристики тук са:

• максимално напрежение колектор-емитер

• максимален ток на колектора

• максимална мощност, разсеяна от корпуса на транзистора,

• честота на изключване

• коефициент на трансфер на ток.

На първо място, те оценяват схемата като цяло. На каква честота работи устройството? Колко бърз трябва да е транзисторът? Най-добре е, ако работната честота на устройството е 10 или много пъти по-ниска от честотата на прекъсване на транзистора. Например fg е 30 MHz, а работната честота на устройството, където ще работи транзисторът, е 50 kHz.

Ако накарате транзисторът да работи с честота, близка до границата, тогава коефициентът на прехвърляне на ток ще е склонен към единство и ще се изисква много енергия за контрол. Следователно, нека граничната честота на избрания аналог да бъде по-голяма или равна на граничната честота на транзистора, която трябва да бъде заменена.

Следващите стъпки обръщат внимание на силата, която транзисторът може да разсее. Тук те разглеждат максималния ток на колектора и граничната стойност на напрежението колектор-емитер. Максималният ток на колектора трябва да е по-висок от максималния ток в управляваната верига на транзистора. Максималното напрежение на колектор-емитер на избрания транзистор трябва да бъде по-високо от граничното напрежение в контролираната верига.

Ако параметрите са избрани въз основа на листа с данни за компонента, който ще бъде заменен, тогава избраният аналог по отношение на ограничението на напрежението и тока трябва да съвпада или да надвишава сменяемия транзистор. Например, ако транзисторът изгори, чието максимално напрежение на колектор-емитер е 80 волта, а максималният ток е 10 ампера, тогава в този случай като заместител е подходящ аналог с максимални параметри за ток и напрежение 15 ампера и 230 волта.

След това се изчислява коефициентът на токов пренос h21. Този параметър показва колко пъти токът на колектора надвишава базовия ток в процеса на управление на транзистора. По-добре е да се даде предимство на транзисторите със стойност на този параметър, по-голяма или равна на h21 на оригиналния компонент, поне приблизително.

Не можете да замените транзистора с h21 = 30, транзисторът с h21 = 3, управляващата верига просто не може да се справи или изгори и устройството не може да работи нормално, по-добре е, ако аналогът има h21 на ниво 30 или повече, например 50. Колкото по-голям е печалбата ток, толкова по-лесно е да управлявате транзистора, толкова по-висока е ефективността на управлението, базовият ток е по-малък, токът на колектора е повече.

Транзисторът навлиза в насищането без излишни разходи. Ако устройството, в което е избран транзисторът, има повишено изискване за коефициента на прехвърляне на ток, тогава потребителят трябва да избере аналог с по-близо до оригиналния h21, или ще трябва да извършите промени в основната управляваща верига.

И накрая, погледнете напрежението на насищане, напрежението на колектор-емитер на отворен транзистор. Колкото по-малък е, толкова по-малко мощност ще се разсейва върху корпуса на компонента под формата на топлина.И е важно да се отбележи колко транзисторът действително ще трябва да разсейва топлината във веригата, като максималната стойност на мощността, разсеяна от корпуса, е дадена в документацията (в листа с данни).

Умножете тока на колекторната верига с напрежението, което ще падне на кръстовището колектор-емитер по време на работа на веригата, и сравнете с максималната допустима топлинна мощност за случая на транзистора. Ако действително разпределената мощност е по-голяма от границата, транзисторът бързо ще изгори.

Така че, биполярният транзистор 2N3055 може безопасно да бъде заменен с KT819GM ​​и обратно. Сравнявайки тяхната документация, можем да заключим, че това са почти пълни аналози, както по структура (и NPN), и по вид на случая, и по основни параметри, които са важни за еднакво ефективната работа в подобни режими.

Транзистори с полеви ефекти

Сега нека поговорим полеви транзистори, Днес полевите транзистори се използват широко, като в някои устройства, например в инвертори, те почти изцяло заместват биполярните транзистори. Полевите транзистори се управляват от напрежение, електрическото поле на заряда на затвора и следователно управлението е по-евтино, отколкото в биполярните транзистори, където базовият ток се контролира.

Полевите транзистори превключват много по-бързо в сравнение с биполярните, имат повишена термична стабилност и нямат носители на миноритарен заряд. За да се осигури превключване на значителни токове, полеви транзистори могат да бъдат свързани паралелно в голям брой без изравняващи резистори, достатъчно е да изберете подходящия драйвер.

Така че, по отношение на избора на аналози на полеви транзистори, алгоритъмът тук е същият като при подбора на биполярни аналози, като единствената разлика е, че няма проблем с коефициента на прехвърляне на ток и се появява допълнителен параметър, като капацитета на портата. Максимално напрежение на източника на източване, максимален ток на източване. По-добре е да изберете с марж, така че вероятно да не изгори.

Полевите транзистори нямат такъв параметър като напрежение на насищане, но има параметър „канално съпротивление в отворено състояние“. Въз основа на този параметър можете да определите колко мощност ще се разсейва в случая на компонента. Съпротивлението на отворен канал може да варира от фракции на ома до единици на ома.

При високо напрежение полеви транзистори съпротивлението на отворен канал обикновено е повече от един ом и това трябва да се вземе предвид. Ако е възможно да се избере аналог с по-ниско съпротивление на отворен канал, тогава ще има по-малко загуби на топлина, а спадът на напрежението на кръстовището няма да бъде критично висок в отворено състояние.

Стръмността на S характеристиката на полевите транзистори е аналог на коефициента на токов пренос на биполярни транзистори. Този параметър показва зависимостта на тока на източване от напрежението на затвора. Колкото по-висок е наклонът на характеристиката S, толкова по-малко напрежение трябва да се приложи към портата, за да превключи значителен източващ ток.

Не забравяйте за праговото напрежение на портата, когато избирате аналог, защото ако напрежението на портата е по-ниско от прага, транзисторът няма да се отвори напълно и превключената верига няма да получи достатъчно мощност, цялата мощност ще трябва да се разсейва от транзистора и той просто ще се прегрява. Управляващото напрежение на портата трябва да бъде по-високо от праговото напрежение. Аналог трябва да има праг на напрежението на портата не по-високо от оригинала.

Мощността на разсейване на полеви транзистор е подобна на силата на разсейване на биполярния транзистор, този параметър е посочен в листа с данни и, както в случая с биполярни транзистори, зависи от типа на корпуса. Колкото по-голям е корпусът на компонента, толкова по-голяма топлинна мощност може да се разсейва безопасно за себе си.

Капацитет на затвора. Тъй като полевите транзистори се управляват от напрежението на затворите, а не от базовия ток, подобно на биполярните транзистори, тук се въвежда такъв параметър като капацитета на портата и общия заряд на затворите.Когато избирате аналог за замяна на оригинала, обърнете внимание на факта, че затворът на аналога не е по-тежък.

Капацитетът на затвора е най-добре, ако се окаже, че е малко по-малък, по-лесно е да се контролира такъв транзистор с полеви ефекти, краищата ще се окажат по-стръмни. Ако обаче не възнамерявате да споявате резисторите на портата в управляващата верига, тогава нека капацитетът на портата да бъде възможно най-близък до оригинала.

И така, много често срещано преди няколко години, IRFP460 е заменен с 20N50, който има малко по-лек затвор. Ако се обърнем към таблиците с данни, е лесно да забележим почти пълното сходство на параметрите на тези транзистори с полеви ефекти.

Надяваме се, че тази статия ви помогна да разберете какви характеристики трябва да се съсредоточите, за да намерите подходящия аналог на транзистора.