Измерение параметров полевых транзисторов

Характеристики

В любом техническом описании на транзистор производитель указывает максимально допустимые и электрические параметры эксплуатации, при температуре окружающей среды до 25 °C. Как правило, значения параметров указываются для идеальных условий эксплуатации, которых в реальной жизни добиться практически невозможно. Но именно на эти параметры ориентируется разработчик в своих проектах.

Максимальные

Главные максимально допустимые значения при эксплуатации указаны в самом начале технического описания. Это своеобразная реклама на устройство – чем выше значения параметров, тем лучше. Напомним, что значения этих параметров не должны превышаться ни при каких условиях. Для мощного mosfet irf840 такими параметрами являются: максимальное напряжение сток-исток VDS до 500 В, сопротивление в открытом состоянии RDS(ON) 0,85 Ом, суммарный заряд затвора QGMAX 63 Нк и максимальный ток ID 8.0 A. В отдельную таблицу сведены другие предельно допустимые характеристики, указанные для температуры окружающей среды 25 °C.

Электрические

Максимальные значения дают лишь общее понятия о параметрах устройства и возможность сравнить его с другими транзисторами. Кроме максимальных значений в datasheet на irf840 приводится таблица других не менее важных параметров с названием — электрические характеристики. Эти значения также приводятся с учетом температуры окружающей среды в 25 °C. Рассмотрим их поподробнее.

У таблицы электрических параметров имеется дополнительный столбец с условиями, при которых производитель проводил тестирование устройства

Все значения приведенные в таблице в той или иной мере важны для применения в проектах, однако в первую очередь из этого списка обращают внимание на следующие характеристики irf840: напряжение пробоя V(BR)DSS до 500 В, напряжение отсечки VGS(th) от 2 до 4 В, токи утечки затвора IDSS до 100 нА и канала IDSS до 250 мкА. Их производитель указывает в первую очередь

Время переключения

Для применения в ключевых схемах стоит обратить внимание на ёмкостные значения (СRSS, СISS, СOSS), которые определяют время открытия TD (ON) и закрытия TD(OFF) канала проводимости. Чем оно ниже, тем лучше работа устройства в ключевом режиме и меньше его нагрев

У irf840 эти значения составляют 14 и 49 наносекунд соответственно. Обратите внимание, что в даташит эти значения приводятся производителем для определенных условий тестирования, соответственно на практике они могут отличатся от указанных.

Ёмкостные характеристики

Так же, для ключевых схем могут понадобиться так называемые паразитные емкости между выводами транзистора (СGD, СGS, CDC). Некоторые производители не указывают их значения, но при необходимости их можно вычислить по формулам:Зная величину обратной переходной ёмкости у irf840 (CRSS = 120 пФ), вычисляем ёмкостные величины у паразитных конденсаторов: CGD 120 пФ; CGS 1180 пФ; CDS 180 пФ. Следует знать, что при включении (открытии канала) емкость CGD образует отрицательную обратную связь между входом и выходом прибора, называемую эффектом Миллера. Значения величин CGD и CDS сильно зависят от напряжения в нагрузке и лишь иногда указываются в документации для тестирования.

Тепловые параметры

Все вышеперечисленные параметры сильно зависят от нагрева самого irf840 и окружающих его элементов, во время работы. Так, при нагреве корпуса до 100 С максимальный постоянный ток стока, который может перегнать через себя этот транзистор, резко уменьшается до 5.1 A, при этом IGSS будет расти. Максимальные значения отдельных характеристик при переменном токе, таких как IDM, IEA, EAR так же ограничивает температура перехода TJ и об этом производитель указывает дополнительно в пояснениях.

Для расчетов TJ при импульсном токе в даташит приводится график зависимости теплового импеданса между подложкой-корпусом ZthJC (С/Вт) от коэффициента заполнения D (Duty Factor). Чем больше Duty Factor, тем выше ZthJC и тем сильнее нагревается кристалл, температура которого у irf840 ограничена 150 °C.

Снизить нагрев прибора возможно при установке дополнительных пассивных или активных схем охлаждения с помощью внешних устройств. Пассивная схема предполагает использование радиатора. Для расчета его площади и других свойств, позволяющих уменьшить нагрев irf840, в его спецификации приводят значения тепловых сопротивлений тепловых: кристалл-корпус  (Junction-to-Case ), корпус-среду (Junction-to-Ambient).

Аналог

Ближайшие зарубежные аналоги у irf840: это 2SK554 (Toshiba) и STP5NK50Z (STM). Отечественной заменой могут быть КП777А, КП840. К сожалению их очень трудно найти в продаже, особенно российского производства.

Применение полевых транзисторов

Первым прибором, поступившим в продажу, где использовался полевой транзистор с управляющим p-n переходом, был слуховой аппарат. Его появление зафиксировано в пятидесятых годах прошлого века. В промышленных масштабах их применяли в телефонных станциях.

В современном мире, устройства применяют во всей электротехнике. Благодаря маленьким размерам и разнообразию характеристик полевого транзистора, встретить его можно в кухонной технике, аудио и телевизионной технике, компьютерах и электронных детских игрушках. Их применяются в системах сигнализации как охранных механизмов, так и пожарной сигнализации.

На заводах транзисторное оборудование применяется для регуляторов мощности станков. В транспорте от работы оборудования на поездах и локомотивов, до системы впрыска топлива частных автомобилей. В ЖКХ от систем диспетчеризации, до систем управления уличным освещением.

Одна из важнейших областей применения транзисторов – производство процессоров. По сути, весь процессор состоит из множества миниатюрных радиодеталей. Но при переходе на частоту работы выше 1,5 ГГц, они лавинообразно начинают потреблять энергию. Поэтому производители процессоров пошли по пути многоядерности, а не путем увеличения тактовых частот.

Как он работает

Полевой транзистор включает нескольких составных элементов — истока (источника носителя заряда наподобие эмиттера на биполярном элементе), стока (приемника заряда по аналогии с коллектором) и затвора (управляющего электрода наподобие сетки в лампах или базы). Работа первых двух очевидна и состоит в генерации и приеме носителя электрозаряда, среди которых электроны и дырки. Затвор же нужен в первую очередь для управления электротоком, который протекает через ПТ. То есть, получается классического вида триод с катодом, анодом и электродом управляющего типа.

Когда происходит подача напряжения на затвор, возникает электрополе, которое изменяет ширину определенных переходов и влияет на параметр электротока, протекающего от истока к стоку. Если управляющее напряжение отсутствует, то ничто не будет препятствовать потоку носителей заряда в виде электронов. Когда напряжение управления повышается, то канал, по которому движутся электроны или дырки, наоборот, уменьшается, а при достижении некоего предела закрывается совсем, и полевой транзистор входит в так называемый режим отсечки. Именно эта характеристика ПТ делает возможным их применение в качестве ключей.

Подключение нагрузки к электротранзистору для его открытия

Свойства усиления электротока этого радиокомпонента обусловлены тем, что сильный электрический ток, который протекает от истока к стоку, повторяет все динамические характеристика напряжения, прикладываемого к затвору. Другим языком, с выхода этого усилителя берется абсолютно такой же по форме сигнал, как и на электроде управления, только более сильный.

Строение ПТ (униполярного транзистора) немного отличается от биполярного. А именно тем, что электричество в нем пере пересекает определенные переходные зоны. Электрозаряды совершают движение по участку регуляции, который называется затвором. Его пропускная способность регулируется параметром напряжения.

Виды электротранзисторов полевого типа с маркировкой

Важно! Пространство зон транзистора под действием электрического поля уменьшается и увеличивается. Исходя из этого изменяется количество носителей зарядов — от их полного отсутствия до переизбытка

Принцип работы биполярного транзистора.

Биполярный транзистор может быть либо p-n-p, либо n-p-n в зависимости от чередования слоев полупроводника
в кристалле. В любом случае выводы называются — база, коллектор и эмиттер.
Слой полупроводника, соответствующий базе заключен между слоями эмиттера и коллектора.
Он имеет принципиально очень малую ширину.
Носители заряда движутся от эмиттера через базу — к коллектору.
Условием возникновения тока между коллектором и эмиттером является наличие свободных носителей
в области базы. Эти носители проникают туда при возникновении тока эмиттер-база. причиной которого
может являться разность напряжения между этими электродами.

READ  Энергоаудит: путь к повышению эффективности производства

Т.е. — для нормальной работы биполярного транзистора в качестве усилителя сигнала
всегда необходимо присутствие напряжения некого минимального уровня, для смещения перехода эмиттер-база в
прямом направлении.
Прямое смещение перехода база-эмиттер приоткрывая транзистор, задает
так называемую — рабочую точку режима. Для гармоничного усиления сигнала по напряжению и току используют
режим — А. В этом режиме напряжение между коллектором
и нагрузкой, примерно равно половине питающего напряжения — т. е выходное сопротивление транзистора
и нагрузки примерно равны . Если подавать теперь на переход база — эмиттер
сигнал переменного тока, СОПРОТИВЛЕНИЕ эмиттер — коллектор будет изменяться, графически повторяя
форму входного сигнала. Соответственно, то же будет происходить и с током через эмиттер к коллектору
протекающим. Причем амплитуда тока будет большей, нежели амплитуда
входного сигнала — будет происходить усиление сигнала.

Если увеличивать напряжение смещения база — эмиттер дальше, это приведет к росту
тока в этой цепи, и как результат — еще большему росту тока эмиттер — коллектор.
В конце, концов ток перестает расти — транзистор переходит в полностью открытое
состояние(насыщения). Если затем убрать напряжение смещения — транзистор закроется,
ток эмиттер — коллектор уменьшится, почти исчезнет. Так транзистор может работать
в качестве электронного ключа. Этот режим наиболее эффективен в отношении
управления мощностями, при протекании тока через полностью открытый транзистор величина падения напряжения
минимальна. Соответственно малы потери тока и нагрев переходов транзистора.

Существует три вида подключения биполярного транзистора.
С общим эмиттером (ОЭ) — осуществляется усиление как по току, так и по напряжению — наиболее
часто применяемая схема.
Усилительные каскады построенные подобным образом, легче согласуются между собой,
так как значения их входного и выходного сопротивления относительно близки, если
сравнивать с двумя остальными видами включения (хотя иногда и отличаются в десятки раз).

С общим коллектором (ОК) осуществляется усиление только по току — применяется для согласования
источников сигнала с высоким внутренним сопротивлением(импендансом) и низкоомными сопротивлениями нагрузок.
Например, в выходных каскадах усилителей и контроллеров.

С общей базой (ОБ) осуществляется усиление только по напряжению. Имеет низкое входное и высокое
выходное сопротивление и более широкий частотный диапазон. Это позволяет использовать подобное включение для согласования
источников сигнала с низким внутренним сопротивлением(импендансом) с последующим каскадом
усиления. Например — в входных цепях радиоприемных устройств.

Транзисторы в корпусе типа КТ-26

Для обозначения группы используется следующая цветная маркировка транзисторов: группе А соответствует темно-красная точка, Б – желтая, В – темно-зеленая, Г – голубая, Д – синяя, Е – белая, Ж – темно-коричневая, И – серебристая, К – оранжевая, Л – светло-табачная, М – серая.

Тип обозначают посредством указанных ниже символов и красок.

  • КТ203 соответствует прямоугольный треугольник (катетами вниз и вправо) либо темно-красная точка.
  • КТ208 – маленький круг (для этого типа цветовой маркировки нет).
  • К209 – ромб (серая точка).
  • К313 – символ, напоминающий перевернутую букву Т (оранжевая точка).
  • КТ326 – перевернутый равносторонний треугольник (коричневая точка).
  • КТ339 – равносторонний треугольник (голубая точка).
  • КТ342 – четверть круга (синяя точка).
  • КТ502 – полкруга (желтая точка); КТ503 – круг (белая точка).
  • КТ3102 – прямоугольный треугольник катетами вверх и влево (темно-зеленая точка).
  • КТ3157 – прямоугольный треугольник катетами влево и вниз (цветового обозначения нет).
  • К366 – буква Т (цвета нет).
  • КТ6127 – перевернутая буква П.
  • КТ632 – символьного обозначения нет (серебристая точка).
  • КТ638 – без символа (оранжевая точка).
  • КТ680 – буква Г.
  • КТ681 – вертикальная палочка.
  • КТ698 – буква П.

Для чего нужен

ПТ нужны для того, чтобы управлять выходным током с помощью создаваемого электрического поля и изменять его важнейшие параметры. Структуры, созданные на основе полевого транзистора, часто используются в интегральных схемах цифрового и аналогового вида.

n- и p-канальные электротранзисторы

Именно за счет полевого управления, эти транзисторы воздействуют на величину приложенного к их затвору напряжения. Это отличает их от биполярных транзисторов, которые управляются током, который протекает через их базу. ПТ потребляют значительно меньшее количество электроэнергии, что и определило их популярность при использовании в ждущих и следящих устройствах, а также интегральных схемах малого потребления ( при организации спящего режима).

Важно! Одними из наиболее известных устройств, основанных на действии полевых транзисторов, являются пульты управления от телевизора, наручные часы электронного типа. Эти устройства за счет своего строения и применения ПТ могут годами работать от одного крошечного источника питания в виде батарейки

Схематический вид электротранзистора полевого типа

Распиновка

Цоколевка IRFP064N следующая. Почти все производители выпускают устройство в не изолированном пластиковом ТО-247 для монтажа в отверстия, который имеет большую площадь контакта с радиатором. В нем улучшена мощность рассеивания по сравнению со стандартным ТО-220 и устаревшим ТО-218. Расположение выводов, если смотреть на транзистор со стороны маркировки будет такое: первая ножка затвор, вторая сток, третья исток. Между стоком и истоком располагается паразитный диод, характерный для всех MOSFET данного типа.

Приведенное выше расположение выводов характерно и для большинства транзисторов Vishay. У этой компании своя усовершенствованная модификация упаковки ТО-247AC, c не изолированным монтажным отверстием. В других корпусах данное устройство не выпускается.

Стоит отметить, что полупроводниковый кристалл у TO-247 расположен на металлической теплоотводящей поверхности корпуса. Она соединена со стоком (у MOSFET), и в некоторых схемах электрически изолируется от заземленного радиатора с помощью слюды или полимерной шайбы. Для лучшего контакта в таком соединении, на заднюю часть ТО-247 наносится тонкий слой теплопроводящей пасты.

Технические параметры

КТ815Б имеет средние технические параметры, если сравнивать его с другими транзисторами этой серии. В даташит указано, что он способен пропускать через себя максимальное напряжение до 50 В и ток до 1.5А, при возможной потери на нём мощности до 10 Вт (с применением радиатора). Такие значения позволяют использовать его для работы различных электронных приложений. Приведем подробный перечень предельно допустимых электрических режимов эксплуатации:

  • напряжение между: К-Э до 50 В (RЭБ ≤100 Ом); Э-Б до 5 В;
  • ток коллектора: постоянный до 1.5 А; импульсный до 3 А;
  • ток базы до 0.5 А;
  • мощность рассеивания на коллекторе: до 10 Вт (c радиатором);  до 1 Вт (без теплоотвода);
  • температура: кристалла до +150 °C; диапазон для окружающей среды от -60 до +125 °C;
  • масса до 0.9 гр.

У КТ815Б относительно небольшой статический коэффициент усиления по току H21Э (от 40). При этом, на практике он бывает значительно меньше представленного в техописании. Подобрать же устройства с одинаковый H21Э, тем более найти ему комплементарную пару очень трудно. Поэтому большинство радиолюбителей предпочитают применять в своих разработках его зарубежные аналоги.

Электрические

Далее рассмотрим основные электрические параметры у КТ815Б. Они указываются для температуры окружающего воздуха вокруг корпуса не более +25°C. В отдельной графе приведены условия измерений.

В техническом описании на устройство российские изготовители не показывают параметр — «тепловое сопротивление между переходом и корпусом». Большинство радиолюбителей применяют для расчетов его значение — 10 °C/Вт. Так же принято считать, что у этой серии граничная частота fT не превышает 3 МГц, поэтому она считается низкочатотной.

Аналоги

У КТ815Б(КТ-37) существуют импортные аналоги, к ним относится BD135(ТО-126). Так же можно рассмотреть для замены, похожие по своим техническим данным и описанию: 2SA490, 2SA67, BD176, BD234,BD438, BD616, BD934 TIP32A. У отечественных производителей можно взять: КТ817Б, КТ815В,Г. У устройств в корпусе КТ-89 полных аналогов нет.

Как проверить полевой транзистор?

В норме сопротивление между любыми выводами ПТ бесконечно велико.

READ  Предварительный отзыв об опытной эксплуатации гидрофобной пасты упд-м

И, если тестер показывает какое-то небольшое сопротивление, то ПТ, скорее всего, пробит и подлежит замене.

Во многих ПТ имеется встроенный диод между стоком и истоком для защиты канала от обратного напряжения (напряжения обратной полярности).

Таким образом, если поставить «+» тестера (красный щуп, соединенный с «красным» входом тестера) на исток, а «-» (черный щуп, соединенный с черным входом тестера) на сток, то канал будет «звониться», как обычный диод в прямом направлении.

Это справедливо для ПТ с n-каналом. Для ПТ с p-каналом полярность щупов будет обратной.

Как проверить диод с помощью цифрового тестера, описано в соответствующей статье. Т.е. на участке «сток — исток» будет падать напряжение 500-600 мВ.

Если поменять полярность щупов, к диоду будет приложено обратное напряжение, он будет закрыт и тестер это зафиксирует.

Однако исправность защитного диода еще не говорит об исправности транзистора в целом. Более того, если «прозванивать» ПТ, не выпаивая из схемы, то из-за параллельно подключенных цепей не всегда можно сделать однозначный вывод даже об исправности защитного диода.

В таких случаях можно выпаять транзистор, и, используя небольшую схему для тестирования, однозначно ответить на вопрос – исправен ли ПТ или нет.

В исходном состоянии кнопка S1 разомкнута, напряжение на затворе относительно стока равно нулю. ПТ закрыт, и светодиод HL1 не светится.

При замыкании кнопки на резисторе R3 появляется падение напряжения (около 4 В), приложенное между истоком и затвором. ПТ открывается, и светодиод HL1 светится.

Эту схему можно собрать в виде модуля с разъемом для ПТ. Транзисторы в корпусе D2 pack (который предназначен для монтажа на печатную плату) в разъем не вставишь, но можно припаять к его электродам проводники, и уже их вставить в разъем. Для проверки ПТ с p-каналом полярность питания и светодиода нужно изменить на обратную.

Иногда полупроводниковые приборы выходят из строя бурно, с пиротехническими, дымовыми и световыми эффектами.

В этом случае на корпусе образуются дыры, он трескается или разлетается на куски. И можно сделать однозначный вывод об их неисправности, не прибегая к приборам.

В заключение скажем, что буквы MOS в аббревиатуре MOSFET расшифровываются как Metal — Oxide — Semiconductor (металл – оксид – полупроводник). Такова структура ПТ – металлический затвор («кран») отделен от канала из полупроводника слоем диэлектрика (оксида кремния).

Надеюсь, с «трубами», «кранами» и прочей «сантехникой» вы сегодня разобрались.

Однако, теория, как известно, без практики мертва! Надо обязательно поэкспериментировать с полевиками, поковыряться, повозиться с их проверкой, пощупать, так сказать.

Кстати, купить полевые транзисторы можно .

Транзисторы в корпусе типа КТ-27

На эти полупроводниковые элементы принято наносить либо буквенно-цифровой код, либо шифр, состоящий из геометрических фигур. Рассмотрим, что означает графическая маркировка транзисторов.

  • КТ972А – один «лежачий» прямоугольник.
  • КТ972Б – два прямоугольника: левый лежит, правый стоит.
  • КТ973А – один квадрат.
  • КТ973Б – два квадрата.
  • КТ646А – один треугольник.
  • КТ646Б – слева круг, справа треугольник.

Кроме того, существует и дополнительная цветовая маркировка торца корпуса, который противоположен выводам:

  • КТ 814 – серо-бежевый;
  • КТ 815 – сиренево-фиолетовый или серый;
  • КТ 816 – розово-красный;
  • КТ 817 – серо-зеленый;
  • КТ 683 – фиолетовый;
  • КТ9115 – голубой.

Транзисторы серии КТ814-817 группы Б могут маркироваться только путем окрашивания торца, без нанесения символьного кода.

Зачем нужен полевой транзистор

Рассматривая работу сложной электронной техники, как работу полевого транзистора (как одного из компонентов интегральной схемы) сложно представить, что основных направления его работы пять:

  1. Усилители высоких частот.
  2. Усилители низких частот.
  3. Модуляция.
  4. Усилители постоянного тока.
  5. Ключевые устройства (выключатели).

На простом примере работу транзистора, как выключателя, можно представить как компоновку микрофона с лампочкой. Микрофон улавливает звук, от этого появляется электрический ток. Он поступает на запертый полевой транзистор. Своим присутствием ток включает устройство, включает электрическую цепь, к которой подключена лампочка. Лампочка загорается при улавливании звука микрофоном, но горит за счет источника питания, не связанного с микрофоном и более мощного.

Модуляция применяется для управления информационным сигналом. Сигнал управляет частотой колебания. Модуляция применяется для качественного звукового сигнала в радио, для передачи звукового ряда в телевизионных передачах, трансляции цвета и телевизионного сигнала высокого качества. Она применяется везде, где требуется работа с материалом высокого качества.

Как усилитель полевой транзистор упрощенно работает так: графически любой сигнал, в частности, звуковой ряд, можно представить в виде ломаной линии, где ее длина – это время, а высота изломов частота звука. Для усиления звука на радиодеталь подают мощное напряжение, которое приобретает необходимые частоты, но с более большими значениями, за счет подачи слабого сигнала на управляющий контакт. Другими словами, устройство пропорционально перерисовывает изначальную линию, но с более высокими пиковыми значениями.

Полевой транзистор, принцип работы

По-простому, как работает полевой транзистор с управляющим р-п переходом, можно сказать так: радиодеталь состоит из двух зон: р — перехода и п — перехода. По зоне п течет электрический ток. Зона р – перекрывающая зона своего рода вентиль. Если на нее сильно надавить, она перекрывает зону для прохождения тока и его проходит меньше. Или, если давление снизить пройдет больше. Такое давление осуществляют увеличением напряжения на контакте затвора, находящегося в зоне р.

Прибор с управляющим р — п канальным переходом — это полупроводниковая пластина с электропроводностью одного из этих типов. К торцам пластины подсоединены контакты: сток и исток, в середине — контакт затвора. Действие устройства основано на изменяемости толщины пространства р-п перехода. Поскольку в запирающей области почти нет подвижных носителей заряда, ее проводимость равна нулю. В полупроводниковой пластине, в области не под воздействием запирающего слоя, создается проводящий ток канал. При подаче отрицательного напряжения по отношению к истоку, на затвор создается поток, по которому истекают носители заряда.

В случае изолированного затвора, на нем расположен тонкий слой диэлектрика. Этот вид устройства работает на принципе электрического поля. Чтобы разрушить его достаточно небольшого электричества. Поэтому для защиты от статического напряжения, которое может достигать тысяч вольт, создают специальные корпуса приборов — они позволяют минимизировать воздействие вирусного электричества.

Виды транзисторов

В первых транзисторах применялся германий, который работал не совсем стабильно. Со временем от него отказалось в пользу других материалов: кремния (самый распространённый) и арсенида галлия. Но все это традиционные полупроводники.

В настоящее время начинают набирать популярность триоды на основе органических материалов и даже веществ биологического происхождения: протеинов, пептидов, молекул хлорофилла и целых вирусов. Биотранзисторы используются в медицине и биотехнике.

Другие классификации транзисторов:

  1. По мощности подразделяются на маломощные (до 0,1 Вт), средней мощности (от 0,1 до 1 Вт) и просто мощные (свыше 1 Вт).
  2. Также разделяются по материалу корпуса (металл или пластмасса), типу исполнения (в корпусе, бескорпусные, в составе интегральных схем).
  3. Нередко их объединяют друг с другом для улучшения характеристик. Такие транзисторы называются составными или комбинированными и могут состоять из двух и более полупроводниковых приборов. Строение и у них простое: эмиттер первого является базой для второго и так далее до необходимого количества триодов. Бывает нескольких типов: Дарлинга (все составляющие с одинаковым типом проводимости), Шиклаи (тип проводимости разный), каскодный усилитель (два прибора, работающие как один с подключением по схеме с общим эмиттером).
  4. К составным относится также и IGBT-транзистор, представляющий собой биполярный, который управляется при помощи полярного триода с изолированным затвором. Такой тип полупроводниковых приборов применяется в основном там, где нужно управлять большим током (сварочные аппараты, городские электросети) или электромеханическими приводами (электротранспорт).
  5. В качестве управления может применяться не ток, а другое электромагнитное воздействие. К примеру, в фототранзисторах в качестве базы используется чувствительный фотоэлемент, а в магнитотранзисторах – материал, индуцирующий ток при воздействии на него магнитного поля.
READ  Ктп комплектные подстанции записка-word чертежи-dwg

Технологический предел для транзисторов еще не достигнут. Их размеры уменьшаются с каждым голом, а различные научно-исследовательские институты ведут поиск новых материалов для использования в качестве полупроводника. Можно сказать, что эти полупроводниковые приборы еще не сказали миру своего последнего слова.

Схемы включения

Как элемент схемы, он является активным несимметричным четырёхполюсником, одни из выводов у которого общий для цепей входа и выхода. Схемы включения irf840 соответствуют типовому включению в цепях: с общим; с общим стоком; c общим затвором. Типовые способы подключения для полевых транзисторов смотрите на рисунке.

Стабилизатор анодного напряжения

В последнее время у многих радиолюбителей появляется интерес к разработке и сборке анодных стабилизаторов напряжения на мощных mosfet. Идеи для сборки подобных схем подсмотрены в технической документации от компании National Semiconductor и доработаны радиолюбителями на различных форумах. Приведем пример одной из таких схем (c общим затвором) стабилизатора на 250 вольт, с использованием irf840 и микросхемы lm317.

Схема представляет из себя два каскада. В первом каскаде установлен irf840, он выполняет роль истокового повторителя. Во вором каскаде уставлена нагрузка — микросхема lm317. Максимальная величина напряжения между входом и выходом не должна превышать 37 В. Поэтому стабилитроны Z2 и Z3 защищают эту микросхему от напряжения превышающего 30 В.

Резисторы D1, D2, D3, Z3 защищают полупроводниковые устройства от различных нагрузок. R6 нужно поставить для обеспечения ток холостого хода у lm, он должен быть примерно 6.4 мА. Мощность резистора R4 должна быть не менее 30 Вт. Нагрузку обычно подсоединяют с помощью плавкого предохранителя. Микросхему и транзистор необходимо прикрепить на отдельные радиаторы, которые при работе стабилизатора будут достаточно хорошо греться. Указанный стабилизатор выдерживает предельны ток в нагрузке до 110 мА, ограниченный резистором R2.

Цветовая и цифровая маркировка

Транзисторы, как и другие радиокомпоненты, маркируют с помощью цветового кода. Цветовой код состоит из изображения геометрических фигур (треугольников, квадратов, прямоугольников и др.), цветных точек и латинских букв.

Код наносится на плоских частях, крышке и других местах транзистора. По нему можно узнать тип транзистора, месяц и год изготовления. Места маркировки и расшифровка цветовых кодов некоторых типов транзисторов приведены на рис. 2…3 и в табл. 1…4. Практикуется также маркировка некоторых типов транзисторов цифровым кодом (табл. 4).

Таблица 1. Цветовая и кодовая маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов.

Тип транзистора Группы транзисторов Месяц выпуска Год выпуска
Обозначение Маркировка Обозначение Маркировка Обозначение Маркировка Обозначение Маркировка
        ян в. бежевая    
    А розовая фев. синяя 1977 бежевая
    Б желтая март зеленая 1978 еалатовая
    В синяя апр. красная 1979 оранжевая
    Г бежевая май еалатовая 1980 электрик
    Д оранжевая июнь серая 1981 бирюзовая
КТ3107 голубая Е электрик июль коричневая 1982 белая
    Ж еалатовая авг. оранжевая 1983 красная
    И зеленая сент. электрик 1984 коричневая
    К красная окт. белая 1985 зеленая
    Л серая ноябр. желтая 1986 голубая
        декаб. голубая    

Таблица 2.  Цветовая маркировка транзистора КТ3107 .

Рис. 2. Места цветовой и кодовой маркировки маломощных среднечастотных и высокочастотных транзисторов в корпусе КТ-26 (ТО-92).

Рис. 3. Места цветовой маркировки транзистора КТ3107 в корпусе КТ-26 (ТО-92).

Рис. 4. Места кодовой маркировки транзисторов в корпусе КТ-27 (ТО-126).

Таблица 3.  Цветовая и кодовая маркировки транзисторов.

Код Тип
4 КТ814
5 КТ815
6 КТ816
7 КТ817
8 КТ683
9 КТ9115
12 К.У112
40 КТ940
Год выпуска Код Месяц выпуска Код
1986 и Январь 1
1987 V Февраль 2
1988 W Март 3
1989 X Апрель 4
1990 А Май 5
1991 В Июнь 6
1992 С Июль 7
1993 D Август 8
1994 Е Сентябрь 9
1995 F Октябрь
1996 Н Ноябрь N
1997 1 Декабрь D
1998 К
1999 L
2000 М

Таблица 4. Кодовая маркировка мощных транзисторов.

Литература: В.М. Пестриков. Энциклопедия радиолюбителя.

Японская система JIS

Данная система состоит из символов и содержит в себе пять элементов. Первая цифра соответствует типу полупроводникового прибора: 0 – фотодиод или фототранзистор; 1 – диод; 2 – транзистор. Второй элемент – буква S, она ставится на всех элементах. Следующая буква соответствует типу транзистора: А – высокочастотный PNP; В – низкочастотный PNP; С — высокочастотный NPN; D — низкочастотный NPN; Н – однопереходной; J — полевой с N-каналом; К — полевой с P-каналом. Далее следует серийный номер продукта (10 – 9999). Последний, пятый, элемент — это модификация прибора (зачастую он может отсутствовать). Иногда наносится и шестой символ – это дополнительный индекс (литеры N, M или S), означающий требование соответствия специальным стандартам. В японской системе цветовая маркировка транзисторов не применяется.

Управление от микроконтроллера

Как видно из представленных характеристик напряжение отсечки, при котором irf840 закрыт, составляет 4 В. В связи с этим у многих радиолюбителей появляется желание управления этим mosfet от микроконтроллера напрямую, например таким как Arduino. Однако, этого лучше не делать. Из некоторых условий видно, что значения RDS(ON)  и QGMAX измерялись производителем при напряжении на затворе в 10 В. Это связано с тем, что irf840 не открывается полностью при более низких напряжениях, а значит не является транзистором логического уровня и не рекомендован изготовителем для управления от микроконтроллера. Для стабильной работы в схемах управления от микроконтроллера потребуется отдельный драйвер, способный выдать на затвор более 10 В. Обычно, у транзисторов логического уровня в условиях измерений напряжение затвора приближено к 5 В. Компания Vishay рекомендует для этих целей IRF840LC (SiHF840LC).

Технические параметры

Основными параметрами, на которые ориентируется инженеры при проектировании электронной аппаратуры с использованием IRFP064N, являются его максимальные характеристики. Не допускается превышать эти значения при эксплуатации транзистора. Как правило, они указываются в техническом описании для температуры окружающего воздуха TA = +25ОС, если не указано иного:

  • максимальное допустимое напряжение между стоком и истоком (VDS) — 55 В;
  • отпирающее напряжение между затвором и истоком (VGS) — ±20 В;
  • максимальный постоянный ток стока при температуре +25ОС (ID) – 110 А;
  • максимальный постоянный ток стока при температуре +100ОС (ID) – 80 А;
  • предельный пиковый (импульсный) ток стока — 390 А;
  • максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 200 Вт;
  • диапазон рабочих температур (TJ) от — 55 до +175 °C;
  • предельный импульс на восстанавливающемся диоде dv/dt – 5,0 В/нс;
  • температура пайки (не более 10 секунд) – 300 (на расстоянии 1,6 миллиметра от корпуса);
  • максимальный пиковый неповторяющийся ток, допустимый в лавинных условиях (IAR) – 59 А;
  • предельно допустимая неповторяющаяся энергия, которая может быть рассеяна в условиях лавинного пробоя (EAR) – 20 мДж.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: