מעניין

מפרטים טרנזיסטורים מוסברים

מפרטים טרנזיסטורים מוסברים

יש מספר עצום של טרנזיסטורים דו-קוטביים זמינים התקנים עופרתיים והתקניים. אלה תוכננו למלא מגוון יישומים שונים בכל תחומי האלקטרוניקה.

על מנת להגדיר את הפרמטרים של טרנזיסטור יש הרבה מפרטים שונים המשמשים. כל אחד ממפרטי הטרנזיסטור הללו מגדיר היבט של ביצועי הטרנזיסטור.

יצרני טרנזיסטורים מוציאים דפי מפרט לטרנזיסטורים שלהם, שנמצאים בדרך כלל באינטרנט, אם כי לפני שנים מהנדסים נהגו ללמוד ספרי נתונים כדי לגלות את המידע.

לצורך תכנון מעגלים אלקטרוניים, בחירת הטרנזיסטור הנכון תצטרך כמה מהפרמטרים הטרנזיסטורים כדי להתאים לדרישות המעגל. לכן יהיה צורך להתאים בקפידה מגוון פרמטרים.

לא כל הפרמטרים הם חשמליים - היבטים כמו גודל החבילה, והאם המכשיר הוא טרנזיסטור בעל הרכבה עילית, כלומר התקן להרכבה על פני השטח. כאשר רוב מכלולי ה- PCB משתמשים כעת בטכנולוגיית הרכבה עילית כדי לסייע בייצור אלקטרוניקה אוטומטי של מוצרים וציוד, רוב הטרנזיסטורים המיוצרים בימינו הם טרנזיסטורי SMD.

בעוד שרוב הטרנזיסטורים המיוצרים בימינו הם טרנזיסטורי SMD בגלל טכניקות ההרכבה האוטומטיות של PCB, עדיין קיימים מכשירים מובילים רבים. מספרי חלקים ספציפיים של טרנזיסטור זמינים בדרך כלל כגרסאות עופרת וגם עבור טרנזיסטורי SMD עם מפרט חשמלי זהה, אם כי היבטים כמו פיזור החום יהיו שונים בגלל סגנונות החבילה השונים.

פרמטרים למפרט טרנזיסטור

ישנם מספר פרמטרים סטנדרטיים עם קיצורים המשמשים להגדרת הביצועים של טרנזיסטור. הגדרות הפרמטרים הללו מתוארות בטבלה שלהלן:

  • מספר סוג: מספר הסוג של המכשיר הוא מזהה ייחודי שניתן לכל סוג טרנזיסטור. זה מאפשר לבדוק את הנתונים המלאים במפרט שלו בגיליון הנתונים של הטרנזיסטור של היצרנים כדי לחקור את ביצועיו.

    ישנן שלוש תוכניות בינלאומיות שנמצאות בשימוש נרחב: תוכנית פרו-אלקטרונים אירופית; JEDEC בארה"ב (המספרים מתחילים עם 2N לטרנזיסטורים); והמערכת היפנית (מספרים מתחילים עם 2S).

    מלבד מתן מספר סוג סטנדרטי לטרנזיסטורים, תוכניות אלה יכולות לספק מידע על ביצועי הטרנזיסטור. התוכנית הפרו-אלקטרונית האירופית טובה במיוחד מכיוון שהיא מבדילה בין סוגים שונים של טרנזיסטור, למשל BC109 הוא טרנזיסטור בעל תדר שמע בסיליקון נמוך, ו- BFR90 הוא טרנזיסטור RF בעל הספק נמוך.


  • קוטביות: ישנם שני סוגים של טרנזיסטור: טרנזיסטורי NPN וטרנזיסטורי PNP. חשוב לבחור את הסוג הנכון אחרת כל קוטבי המעגל יהיו שגויים.

    הטרנזיסטורים של ה- NPN נמצאים בשימוש נרחב יותר. כמו למשל, הם מציעים ביצועים טובים יותר מאשר טרנזיסטורי PNP מכיוון שאלקטרונים הם נושאי הרוב והניידות שלהם גבוהה מזו של חורים שהם נושאי הרוב בטרנזיסטורי PNP. המעגלים הבסיסיים עבור טרנזיסטורי NPN משתלבים היטב עם כדור הארץ השלילי המשמש בדרך כלל במערכות DC.

  • חוֹמֶר: מפרט טרנזיסטור מרכזי אחד שיינתן לכל טרנזיסטור הוא החומר ממנו מיוצר t. הסוג העיקרי של החומר המשמש למכשירי מוליכים למחצה הוא סיליקון.

    למרות שקיימים חומרים אחרים כמו גרמניום וגליום ארסניד, הסיליקון הוא הפופולרי ביותר מכיוון שהוא זול יותר לעיבוד ובנוסף לכך התהליכים מתקדמים יותר מאשר לחומרים אחרים. מכיוון שהוא משמש למכשירים מוליכים למחצה רבים אחרים, ישנם יתרונות רבים של קנה מידה וטכנולוגיה זמינים.

    הסיליקון מציע ביצועים טובים כלולים עם מתח צומת פולט בסיס של 0.6 וולט - הוא גרמניום הוא 0.2 עד 0.3 וולט.

  • וCBO: פרמטר זה הוא אספן לבסיס מתח פירוק של טרנזיסטור דו קוטבי. זהו מתח הבסיס הקולטני המרבי - שוב הוא נמדד בדרך כלל עם המעגל הפתוח שנותר. אין לחרוג מערך זה בתפעול המעגל.

    פרמטר זה חשוב מכיוון שזרם דליפה כלשהו יזרום בין הקולט לבסיס ויגרום להתחממות החלק. לחלופין מתח יתר עלול לפגוע בצומת בסיס הקולט. מכיוון שעלול להיגרם נזק סופני לטרנזיסטור הדו קוטבי, אין לחרוג מדירוג זה ובאופן אידיאלי יש להפעיל את הטרנזיסטור עם מרווח טוב ביד.

    בתפעול צומת אספן-בסיס מופנה לאחור, וזרם הפוך קטן יזרום (ICBO. עם עליית המתח ההפוך השדה החשמלי באזור הדלדול של צומת בסיס הקולט גדל, והזרם ההפוך מתחיל לעלות ככל שנושאי מיעוט צוברים אנרגיה מספקת ליצירת זוגות אלקטרונים של חורים אשר מגדילים את זרם ההפוך. בסופו של דבר מתרחשת התמוטטות שלגים. זה מגביל את המתח המרבי שניתן להחיל על הטרנזיסטור.

    וCBO הוא בדרך כלל גבוה מ- V.מנכ"ל מכיוון שעם מסוף הבסיס של ה- BJT פתוח, כל זרם דליפה יהיה זהה גם לזרם בסיס חיצוני, וזה מוגבר על ידי הטרנזיסטור. זה יגרום לזרם גדול עוד יותר דרך המכשיר, ויחמם אותו ומסיבה זו, Vמנכ"ל הוא לעתים קרובות נמוך מ- V.CBO.

  • ומנכ"ל: מתח פירוק אספן לפולט. מפרט טרנזיסטור זה הוא המתח המרבי שניתן למקם מהקולט לפולט. זה נמדד בדרך כלל עם המעגל הפתוח הבסיסי - ומכאן האות "O" בקיצור. בשלב תכנון מעגלי האלקטרוניקה, חשוב לוודא שלא יחרוג מערך זה במהלך הפעולה, אחרת עלול להיווצר נזק. באופן אידיאלי יש להפעיל את הטרנזיסטור עם שוליים טובים ביד.

    לעיתים קרובות יש לאפשר למתח המרבי רק לעלות ל -50 או 60% מהערך המרבי לצורך פעולה אמינה. שים לב כי עבור מעגלים המשתמשים במשרנים במעגל הקולט, מתח הקולט עשוי לעלות פי שניים מתח המסילה.

    אם המתח המופעל בין מסופי הקולט לפולט הוא גבוה, ומספר המובילים המוגבר מתחיל להתפזר לאזור הקולט מהבסיס. זה גורם לדיודת פולט הבסיס בטרנזיסטור הדו-קוטבי להתחיל להיות מעקף קדימה, וזה גורם לזרם זרם בין הקולט לפולט, למרות שלא הוחל זרם בסיס חיצוני. כאשר מתח מסוים, Vמנכ"ל, הוא הגיע הטרנזיסטור יכול להפעיל לחלוטין, ובמקרים מסוימים זה יכול לגרום לנזק סופני למכשיר.

  • אניג: מפרט זרם הקולט של הטרנזיסטור מוגדר בדרך כלל במיליאמפר, אך ניתן לצטט טרנזיסטורים בעלי הספק גבוה במגברים. הפרמטר החשוב הוא הרמה המרבית של זרם האספן. אין לחרוג מנתון זה אחרת הטרנזיסטור עלול להיגרם נזק.
  • וCEsat: מתח הרוויה של פולט הקולט, כלומר המתח על פני הטרנזיסטור (אספן לפולט) כאשר הטרנזיסטור מופעל חזק. זה מצוטט בדרך כלל עבור בסיס מסוים וערכי זרם אספן.

    בנסיבות אלה המתח בין הקולט לפולט קטן יותר מזה שבצומת הפולט הבסיסי - לעתים קרובות הוא נע סביב 0.2 וולט.

  • חFE & hfe: זהו הרווח הנוכחי עבור טרנזיסטור המתבטא כפרמטר h או פרמטר היברידי. האות "f" מציינת שהיא מאפיין העברה קדימה, והאות "e" מציינת שהיא מיועדת לתצורת פולט נפוצה. הערך עבור hfe זהה בערך ל- β.

    שתי גרסאות של פרמטר זה נראות: hFE מתייחס לפרמטר שנמדד בתנאי DC, ואילו hfe מתייחס לפרמטר עבור אותות AC.

  • FT: מעבר תדרים - מפרט טרנזיסטור זה מפרט את התדירות בה הרווח הנוכחי נופל לאחדות. הטרנזיסטור צריך להיות מופעל בדרך כלל הרבה מתחת לתדר זה.
  • פכּוֹסִית: פיזור כוח כולל למכשיר. זה מצוטט בדרך כלל לטמפרטורה חיצונית חיצונית של 25 מעלות צלזיוס, אלא אם כן צוין אחרת. הפיזור בפועל על פני המכשיר הוא הזרם הזורם דרך הקולט מוכפל במתח על פני המכשיר עצמו.
  • סוג האריזה: ניתן להתקין טרנזיסטורים במגוון חבילות בהתאם ליישומיהם. ישנם המכשירים המובילים הסטנדרטיים המופיעים במגוון חבילות - חבילות אלו תואמות בדרך כלל את תקני JEDEC ומתחילות באותיות TO, העומדות במתווה טרנזיסטור. לאחר מכן מקף ומספר שהוא בדרך כלל עד שלוש ספרות.

    גדלי רכיבים מוליכים פופולריים כוללים TO5 (מארז מתכת, קוטר מכסה של 8.1 מ"מ), TO18 (מארז מתכת שקוטר המכסה הוא 4.5-4.95 מ"מ) ו- TO92 (הידוע גם בשם SOT54, מארז פלסטיק מחוץ לגדלים שונים אך עופרת בקו ישר מרווח של 1.27 מ"מ).

    טרנזיסטורים להרכבה עילית, טרנזיסטורי SMD משמשים בכמויות עצומות מכיוון שרוב ייצור האלקטרוניקה והרכבת PCB מתבצעות בטכניקות אוטומטיות וטכנולוגיית הרכבה על פני השטח מתאימה לכך. הגדלים הפופולריים כוללים את קווי המתאר SOT-23 ו- SOT-223.

  • תוכניות קידוד וסימון טרנזיסטורים: לרוב הטרנזיסטורים הנמצאים בשימוש יש מספרים תואמים לתכניות JEDEC או Pro-Electron. מספרים כמו BC107, BC109, 2N2222A ורבים אחרים מוכרים מאוד לכל מי שעוסק בתכנון וייצור אלקטרוניקה.

    עם זאת, כאשר משתמשים בטכניקות הרכבה אוטומטיות של PCB והתקני הרכבה עיליים, נמצא כי טרנזיסטורים רבים הם קטנים מכדי לשאת את המספר המלא שעשוי לשמש בגיליון נתונים. כתוצאה מכך התפתחה מערכת קידוד שרירותית למדי, לפיה חבילת המכשיר נושאת קוד זיהוי פשוט של שניים או שלושה תווים.

    בדרך כלל ניתן לאכלס את זה על חבילות דיודות משטחיות קטנות. עם זאת, זיהוי מספר הסוג של היצרן של דיודת SMD מקוד החבילה לא יכול להיות קל ממבט ראשון. ישנם מספר ספרי קודי SMD שימושיים הזמינים המספקים את הנתונים עבור מכשירים אלה.

ישנם אלמנטים רבים ומגוונים למפרט הטרנזיסטור, הן טרנזיסטורים מוליכים והן משטחיים. כדי לענות על הביקוש לייצור אלקטרוניקה יש מגוון עצום של טרנזיסטורים שניתן לבחור מהם. עם זאת, עדיין קל יחסית לבחור טרנזיסטור כאשר משתמשים בידע בסיסי במפרט והפרמטרים הטרנזיסטורים השונים.

ליישומים למטרות כלליות טרנזיסטורים רבים יספיקו, אך ליישומים מיוחדים יותר, חשוב לבחור את סוג הטרנזיסטור הנכון.


צפו בסרטון: טרנזיסטורי BJT - ניתוח עבור זרם חילופין4 תקבילית- צעירים 2016 - חלק 13 (דֵצֶמבֶּר 2021).