В этой статье мы рассмотрим тему выбора аналогов биполярных транзисторов и полевых транзисторов. На какие параметры транзистора следует обратить внимание, чтобы подобрать подходящую замену?
Для чего это нужно? Бывает, что при ремонте такого устройства, как импульсный блок питания, пользователь вынужден обратиться в ближайший магазин электроники, но в ассортименте нет неисправных транзисторов в схеме устройства. Тогда придется выбирать из того, что имеется, т е выбирать аналог.
Также возможно, что сгоревший на плате транзистор - один из тех, что сняты с производства, и тогда очень пригодятся даташиты, доступные в Интернете, где можно посмотреть параметры и по ним подобрать подходящую эмуляцию те, которые доступны на данный момент. В любом случае нужно знать, какие параметры выбрать, о чем пойдет речь дальше.
биполярный транзистор
Для начала поговорим о биполярных транзисторах. Основными особенностями здесь являются:
- максимальное напряжение коллектор-эмиттер,
- максимальный ток коллектора,
- Максимальная мощность, рассеиваемая корпусом транзистора,
- частота среза
- Текущий коэффициент передачи.
первым шагом является оценка всей программы. На какой частоте работает устройство? Насколько быстрым должен быть транзистор? Рабочая частота устройства желательно быть в 10 и более раз ниже частоты среза транзистора. Например, fгр равна 30 МГц, а рабочая частота устройства с транзисторным режимом работы — 50 кГц.
Если заставить транзистор работать на частотах, близких к его пределу, коэффициенты передачи тока сойдутся и на управление потребуется много энергии. Поэтому пусть частота среза выбранной симуляции будет больше или равна частоте среза транзистора, который необходимо заменить.
Следующий шаг — обратить внимание на мощность, которую может рассеивать транзистор. Здесь они также исследовали пределы максимального тока коллектора и напряжения коллектор-эмиттер. Максимальный ток коллектора должен быть выше максимального тока в цепи управления транзистором. Максимальное напряжение коллектор-эмиттер выбранного транзистора должно быть выше максимального напряжения в управляемой цепи.
Если параметры выбраны на основе таблицы данных заменяемого компонента, максимальное напряжение и максимальный ток выбранной модели должны соответствовать или превышать заменяемый транзистор. Например, если сгорел транзистор и его максимальное напряжение коллектор-эмиттер составляет 80 Вольт, а максимальный ток - 10 Ампер, то в этом случае в качестве замены подойдет аналог с максимальными параметрами тока и напряжения 15 Ампер и 230 Вольт. Вкус.
далее оценим коэффициент передачи тока h21. Этот параметр указывает, насколько ток коллектора превышает ток базы при управлении транзистором. Лучше всего отдать приоритет транзисторам со значением этого параметра больше или равным h21 исходного устройства, хотя бы приблизительно.
заменить транзистор с h21=30 на транзистор с h21=3 нельзя, схема управления просто не справится или сгорит, и устройство не будет работать корректно, если в симуляции h21 выше уровня 30, скажем уровня 50. Чем выше коэффициент усиления по току, тем легче управлять транзистором и тем выше эффективность управления, тем меньше ток базы и выше ток коллектора.
транзистор переходит в насыщение без каких-либо дополнительных затрат. Если выбранное транзисторное устройство имеет более высокие требования к коэффициенту передачи тока, пользователю следует выбрать аналоговое устройство с h21, более близкое к исходному устройству, в противном случае необходимо изменить базовую схему управления.
Наконец, они изучили напряжение насыщения, которое представляет собой напряжение коллектор-эмиттер транзистора с открытой цепью. Чем он меньше, тем меньше мощности рассеивается в корпусе компонента в виде тепла. Важно отметить, сколько тепла реально должен рассеивать транзистор в схеме, максимальные значения рассеиваемой мощности корпуса приведены в документации (даташите).
Читайте также статью: Как восстановить WhatsApp
Умножьте ток коллекторной цепи на напряжение, упавшее на переходе коллектор-эмиттер в процессе работы схемы, и сравните его с максимальной тепловой мощностью, допускаемой корпусом транзистора. Если фактическая выделяемая мощность превышает предел, транзистор быстро сгорит.
Поэтому биполярный транзистор 2Н3055 можно смело заменить на КТ819ГМ и наоборот. Сравнив их документацию, можно сделать вывод, что они практически полностью схожи как по структуре (оба NPN), типу оболочки, так и по важным параметрам, одинаково эффективно работающим в схожих режимах.
полевой транзистор
Теперь поговорим о полевых транзисторах. Полевые транзисторы сегодня широко используются; в некоторых устройствах, например в инверторах, они практически полностью вытеснили биполярные транзисторы. Полевые транзисторы управляются напряжением (т.е электрическим полем заряда затвора), и поэтому ими дешевле управлять, чем биполярными транзисторами (управляемыми током базы.
Полевые транзисторы переключаются гораздо быстрее, чем биполярные, более термически стабильны и не имеют неосновных носителей. Для обеспечения коммутации больших токов можно подключить параллельно большое количество полевых транзисторов без необходимости выбора подходящего драйвера.
Поэтому для подбора аналогов полевых транзисторов алгоритм здесь такой же, как и при подборе биполярных аналогов, с той лишь разницей, что исчезает проблема коэффициента передачи тока, а также появляются такие параметры, как емкость затвора. Максимальное напряжение сток-исток, максимальный ток утечки. Лучше всего выбрать один с запасным, чтобы он не сгорел.
Видео: Транзисторы, мосфеты и входные ключи. Где купить, чем заменить?
Полевые транзисторы не имеют такого параметра, как напряжение насыщения, но есть параметр «сопротивление канала в разомкнутом состоянии». На основе этого параметра можно определить, какая мощность будет потребляться на корпусе компонента. Сопротивление открытого канала может варьироваться от долей Ома до единицы Ома.
У высоковольтных полевых транзисторов сопротивление холостого хода обычно больше одного Ома и это необходимо учитывать. Если вы сможете выбрать аналоговое устройство с меньшим сопротивлением разомкнутой цепи, то теплопотери будут меньше и падение напряжения на переходе в разомкнутом состоянии будет не очень большим.
Наклон S-характеристики полевого транзистора аналогичен коэффициенту передачи тока биполярного транзистора. Этот параметр показывает зависимость тока стока от напряжения на затворе. Чем выше наклон S-характеристики, тем меньшее напряжение необходимо приложить к затвору, чтобы коммутировать значительный ток стока.
Выбирая аналоговое устройство, не забывайте о пороговом напряжении затвора, так как если напряжение затвора будет ниже порогового, то транзистор не включится полностью, схема включения не получит достаточной мощности, транзистору придется рассеивать всю мощность, и он просто перегреется. Напряжение управления затвором должно быть выше порогового напряжения. Моделируемое пороговое напряжение затвора не должно быть выше исходного напряжения.
Мощность, рассеиваемая полевым транзистором, аналогична мощности биполярных транзисторов, этот параметр указывается в паспорте и, как и в случае с биполярными транзисторами, зависит от типа корпуса. Чем больше корпус компонента, тем больше тепловой мощности можно безопасно рассеивать.
вместимость двери. Поскольку полевые транзисторы управляются напряжением затвора, а не током базы, как биполярные транзисторы, здесь вводятся такие параметры, как емкость затвора и общий заряд затвора. При выборе аналогового устройства взамен оригинального устройства обратите внимание, что затвор аналогового устройства не будет тяжелее.
Емкость затвора лучше иметь меньшую, чтобы полевым транзистором было легче управлять и передний фронт был круче. Однако если вы не планируете перепаивать резистор затвора в схему управления, то поддерживайте емкость затвора как можно ближе к исходному значению.
Поэтому распространенный несколько лет назад IRFP460 заменяется на 20N50, имеющий немного более легкий болт. Если посмотреть даташит, то легко заметить, что параметры этих полевых транзисторов практически полностью схожи.
Мы надеемся, что эта статья поможет вам понять, на какие характеристики следует обращать внимание, чтобы правильно выбрать аналоговое транзисторное устройство.
- Советы по обслуживанию импульсного блока питания
- Типы транзисторов и их применение
- Преобразователь постоянного тока в постоянный
Надеюсь, эта статья была вам полезна. См также «Электрическая энергия в повседневной жизни и работе» Другие статьи в категории «Практическая электроника
Подписывайтесь на наш Telegram-канал об электронике для профессионалов и любителей: Полезная электроника для повседневного использования
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Видео: Как подобрать аналог MOSFET транзистора | Сергей Штыфан
Видео: Как подобрать аналог транзистора
Читайте также статью: На что обратить внимание при выборе котла
Комментарии
Отправить комментарий