U ovom članku želim opisati na koje kriterije morate obratiti pažnju pri odabiru zamjene tranzistora. Nadam se da će članak biti koristan za početnike radio-amatere. Pokušat ću biti što kraći, ali dovoljno je da sve bude kako treba. izbor tranzistora u nedostatku slične.

bipolarni tranzistori.

Nudim procjenu i odabir analoga za zamjena tranzistora počnite s analizom kruga - frekvencija, napon, struja. Počnimo odabir prema brzini tranzistora, tj radna frekvencija tranzistor. U ovom slučaju, granica fgr. MHz (ovo je onaj na kojem je njegovo pojačanje jednako jedan) frekvencija tranzistora mora biti veća od stvarne frekvencije na kojoj uređaj radi, po mogućnosti više puta. Nakon odabira po frekvenciji, odabiremo dopuštenu snagu, drugim riječima, kolektorska struja tranzistora mora premašiti maksimalna struja u primarnom krugu. Zatim odabiremo tranzistor prema dopuštenom naponu emiter-kolektor, koji bi također trebao premašiti maksimalni napon primijenjen na tranzistor u bilo kojem trenutku. Dobitak: Poznato je da je struja kolektora bipolarnog tranzistora povezana sa baznom strujom kroz parametar h21. Drugim riječima, struja kolektora aktualniji baze u h21. Iz ovoga možemo zaključiti da je bolje koristiti tranzistore sa što većom vrijednošću ovog parametra. To će povećati učinkovitost smanjenjem troškova upravljanja tranzistorima, a osim toga, tranzistor s velikom vrijednošću ovog parametra lakše je ući u način zasićenja. Nadalje, da bi se na tranzistoru izgubio manje snage (istovremeno će se manje zagrijavati), potrebno je da njegov napon zasićenja (napon kolektor-emiter u otvorenom stanju) bude što manji, jer snaga oslobođena na tranzistoru jednaka je umnošku struje koja teče kroz njega i pada napona na njemu, a ipak, maksimalna snaga disipacije kolektora (navedena u priručniku) ne smije biti manja od stvarno dodijeljene, inače tranzistor neće se nositi (odmah će propasti). U članku „Tranzistori za prebacivanje napajanja za televizore. Zamjena "Već sam opisao tehnike zamjene tranzistora .

Tranzistori s efektom polja.

Imaju mnoge prednosti u odnosu na bipolarne, a što je najvažnije, cijena je niža. Najvažnije prednosti tranzistori s efektom polja po mom mišljenju sljedeće:

1. Upravlja se ne strujom, već naponom (električnim poljem), što uvelike pojednostavljuje krug i smanjuje snagu koja se troši na upravljanje.
2. FET-ovi nemaju manjinske nosače, tako da se mogu prebacivati ​​mnogo brže.
3. Povećana otpornost na toplinu. Povećanje temperature tranzistora s efektom polja kada se na njega dovede napon će, prema Ohmovom zakonu, dovesti do povećanja otpora otvorenog tranzistora i, sukladno tome, do smanjenja struje.

Toplinska stabilnost FET-a pomaže projektantu pri paralelnom povezivanju uređaja za povećanje nosivosti. Moguće je paralelno spojiti dovoljno velik broj terenskih radnika bez izjednačavajućih otpornika u strujnim krugovima, a pritom se ne bojati neusklađenosti struje, što je vrlo opasno za bipolarni tranzistori. Međutim paralelna veza tranzistori s efektom polja također imaju svoje karakteristike.

Što se tiče selekcije tranzistori za zamjenu, tada je redoslijed približno isti, tj. brzina pa snaga. Napon izvor-odvod također se bira iz istih razmatranja kao i za bipolarne, maksimalna struja odvoda također je odabrana s marginom, ovdje je puno lakše odabrati, jer tranzistori s efektom polja imaju prilično velike dopuštene struje odvoda i njihovu raznolikost je vrlo velik, što se ne može reći za bipolarne - bipolarne tranzistori s kolektorskom strujom većom od 20 A, to je već rijetkost. Tranzistori s efektom polja nemaju napon zasićenja, imaju sličan parametar - otpor otvorenog kanala, za tranzistori s dopušteni napon do 150 V je desetine milliohma, za veće napone je ohma. Što je manja vrijednost tog otpora, to su parametri tranzistora bliži idealnim i gubici su manji. Gubitak snage (disipacija) u otvorenom stanju definira se kao kvadrat struje pomnožen otporom otvorenog kanala. Naravno, što je ta vrijednost manja, to će se tranzistor manje zagrijavati. Analog parametra h21 za tranzistor s efektom polja je nagib karakteristike. Ovaj parametar povezuje struju odvoda i napon na vratima, drugim riječima, struja odvoda je definirana kao umnožak napona gejta i nagiba karakteristike tranzistora. Ključni tranzistori u pravilu imaju veliki nagib karakteristike. Ova vrsta tranzistora također ima takozvani napon praga na vratima - to je minimalna vrijednost upravljačkog napona dovoljna da se tranzistor uvede u apsolutno otvoreni način rada (zasićenje). Prilikom odabira mora se uzeti u obzir da minimalni napon na vratima nije niži od praga, inače će sva snaga biti dodijeljena tranzistoru, a ne opterećenju, jer nije potpuno otvoren. Tranzistori u pravilu ne mogu izdržati ovaj način rada - nakon uključivanja izgaraju s malim (ili velikim) kašnjenjem. Parametar snage disipacije kolektora za bipolarni tranzistor sličan je polju one - snaga disipacije odvoda. Parametri su apsolutno identični.

Aktivnije koristite referentne knjige i internet, sada ima dovoljno informacija o parametrima tranzistora.

Odmah rezervirajmo da ćemo govoriti o odabiru analoga N-kanalnih, "logičke razine", tranzistora s efektom polja koji se mogu pronaći u lancima ishrane na matičnim pločama i video karticama. Logička razina, u ovom slučaju, znači da je riječ o uređajima koji su kontrolirani, t.j. mogu u potpunosti otvoriti prijelaz Drain to Source, kada se relativno mali napon, do 5 volti, primijeni s vrata.

Kako izgleda tranzistor s efektom polja?

Sl. 1 D²PAK kućište, također poznato kao TO-263-3. Nalazi se uglavnom na starijim pločama, rijetko se koristi na modernim pločama.

sl.2 Tip kućišta DPAK, također poznat kao TO-252-3. Najčešće se koristi smanjeni D²PAK.

sl.3 Tip kućišta SO-8. Nalazi se na matičnim pločama i video karticama, češće na potonjima. Unutra se mogu sakriti jedan ili dva tranzistora s efektom polja.

sl.4 SuperSO-8, zvani TDSON-8. Razlikuje se od SO-8 po tome što su 4 pina spojena na tranzistorsku podlogu, što olakšava kontrolu temperature. Tipično za Infineon proizvode. Lako zamjenjiv s analognim u SO-8 pakiranju

sl.5 IPAK. Drugi naziv je TO-251-3. Zapravo, to je potpuni analog DPAK-a, ali s punopravnom drugom nogom. Intel voli koristiti ovu vrstu tranzistora na brojnim svojim pločama.

sl.A Prva opcija, jedan N-kanalni tranzistor.

sl.B Drugo, dva N-kanalna tranzistora.

sl.C Treći, N-kanalni plus P-kanalni tranzistori u jednoj boci.

sl.D Tip kućišta LFPAK ili SOT669. poseban slučaj SO-8 kućišta s jednim N-kanalnim tranzistorom, gdje su noge od 5" do 8" zamijenjene prirubnicom hladnjaka. Trenutno se vidi samo na video karticama.

U pravilu se umjesto uređaja u kućištu D²PAK može bez problema ugraditi sličan, ali u kućište DPAK.

S određenom spretnošću moguće je "rasprostirati" D²PAK na sjedalu ispod DPAK-a, iako to neće izgledati estetski ugodno.

LFPAK se prirodno bez problema mijenja u SO-8 s jednim N-kanalnim tranzistorom, i obrnuto.

U drugim slučajevima potrebno je odabrati uređaj u potpuno sličnom slučaju.

Gdje se može koristiti tranzistor s efektom polja

Iznad smo se složili da razmatramo samo podsustav napajanja, stoga postoji nekoliko opcija:

• Pretvarač impulsnog napona.
• Linearni stabilizator napona.
• Ključ u naponskim sklopnim krugovima.

FET sustav označavanja

Razmotrimo to na primjeru. Recimo da imamo 20N03. To znači da je ocijenjen za napon (Vds) ~30V i struju (Id) ~20A. Slovo N znači da je ovo N-kanalni tranzistor. Ali postoje iznimke od bilo kojeg pravila, na primjer, Infineon označava Rds u označavanju terenskog radnika, a ne maksimalnu struju.

IPP 15 N 03 Vds=30V Rds=12,6mΩ Id=42A TO220
IPB 15 N 03 L - Infineon OptiMOS N-kanalni MOSFET Vds=30V Rds=12,6mΩ Id=42A TO263(D²PAK)
SPI 80 N 03 S2L-05 - Infineon OptiMOS N-kanalni MOSFET Vds=30V Rds=5,2mΩ Id=80A TO262
NTD 40 N 03 R - On Semi Power MOSFET 45 pojačala, 25 Volti Rds=12,6mΩ
STD 10 PF 06 - ST STRipFET™ II Power P-kanalni MOSFET 60V 0,18Ω 10A IPAK/DPAK

Dakle, u slučaju označavanja XXYZZ, možemo reći da je XX ili Rds ili Id Y je tip kanala ZZ - Vds

Glavne karakteristike N-kanalnog tranzistora s efektom polja

Općenito, tranzistori s efektom polja imaju puno različitih parametara koji su važni, a ne baš važni. Problemu ćemo pristupiti s primijenjenog stajališta i ograničiti se na razmatranje parametara koji su nam potrebni u praksi.

• Vds - Drain to Source Voltage - maksimalni napon drain-source.
• Vgs - Gate to Source Voltage - maksimalni napon između vrata i izvora.
• Id - Drain Current - maksimalna struja odvoda.
• Vgs(th) - Gate to Source Threshold Voltage - prag napon-izvor na kojem se spoj drejn-izvor počinje otvarati.
• Rds(on) - Drain to Source On Resistance - otpor prijelaza drain-source u otvorenom stanju.
• Q(tot) - Total Gate Charge - ukupna naplata vrata.

Želio bih skrenuti vašu pozornost na činjenicu da se parametar Rds (on) može odrediti na različitim naponima vrata-izvora, u pravilu je 10 i 4,5 volti, što je važna značajka koja se mora uzeti u obzir.

Stupanj kritičnosti parametara u različitim primjenama

• Vds, Vgs - parametri se uvijek uzimaju u obzir, jer ako ako prelaze tranzistor otkaže. Trebalo bi biti veći ili jednak isti parametar kao i uređaj koji se zamjenjuje. U slučaju rada u impulsnom pretvaraču, ne biste trebali koristiti uređaje s marginom radnog napona većom od 2-2,5 puta, jer. uređaji s visokim radnim naponom u pravilu imaju lošije karakteristike brzine.

• Id je važan parametar samo u impulsnom pretvaraču, jer u drugim slučajevima, struja rijetko prelazi 10% nominalne vrijednosti, čak i za ne baš moćne uređaje. Trebalo bi biti veći ili jednak na isti parametar uređaja koji se zamjenjuje u slučaju impulsni pretvarač, i biti ne manje 10 ampera inače.

• Vgs(th) - ima neku vrijednost pri radu u linearnom stabilizatoru, jer samo tamo tranzistor radi u aktivnom, ne ključnom, načinu rada. Iako tranzistori s efektom polja praktički na logičkoj razini koji možda nisu prikladni za ovaj parametar nisu dostupni. Ovaj parametar je kritičan za linearne stabilizatore, gdje se TL431 napajan od +5V koristi kao upravljački element (na primjer, takav sklop se često koristi u linearni stabilizatori napon na video karticama)

• Rds (uključeno) - zagrijavanje tranzistora koji radi u ključnom načinu izravno proporcionalno ovisi o ovom parametru, kada struja prolazi kroz otvoreni kanal. U ovom slučaju manje je bolje. PAŽNJA ne zaboravite da zaštita od strujnog preopterećenja i kratkog spoja PWM serije HIP63 ** i nekih drugih koristi Rds (uključeno) donjih tipki (onih od induktora do zemlje) kao senzor struje - njegova čitljiva promjena će promijenite zaštitnu struju i ili strujnu zaštitu - radit će prije nego što je potrebno - rezultat nestanka struje pri vršnim opterećenjima - ili je struja kratkog spoja toliko velika da će ubiti ključeve prije nego što majka isključi napajanje uklanjanjem PW-ON-a, dakle strogo govoreći, također morate promijeniti Risen na podlošku (ali to obično nitko ne radi!)

• Q(tot) - utječe na vrijeme punjenja vrata i, sukladno tome, može odgoditi otvaranje i zatvaranje tranzistora. Još jednom manje je bolje.

Dokument od Fairchild Selection of MOSFETs in Switch Mode DC-DC Converters - preporuke za odabir (i stoga zamjenu) MOSFET-a.

• 284496 pregleda

Za izum ove komponente fizičari su dobili Nobelovu nagradu, zahvaljujući kojoj je napravljena revolucija u izgledu integriranih sklopova i računala. Tranzistori se koriste za kontrolu struje u električnom krugu. Mogu pojačavati, transformirati i generirati električne signale. Za povećanje izlazne struje i napona ovi se uređaji koriste u području digitalnih komunikacija, u procesorima i digitalnoj tehnologiji. Koristite terenske (unipolarne) i bipolarne uređaje.

Tranzistori se razlikuju po frekvenciji (niska i visoka frekvencija), po snazi, po materijalima (germanij, silicij, galijev arsenid, dobiveni kombiniranjem galija i arsena). Zaslonske matrice trenutno koriste uređaje temeljene na prozirnim poluvodičima, a u bliskoj budućnosti planira se koristiti i poluvodičke polimere.

Radio-amateri ponekad imaju poteškoća sa zamjenom stranih, posebice japanskih, tranzistora. U kućanskim aparatima koristi se veliki broj različitih poluvodičkih uređaja. Većina proizvodi bipolarni tranzistori (obrnuto i naprijed provođenje). Proizvodi ih elektronička industrija u Sjevernoj Americi, Europi i Japanu. Na kućištima uređaja možete pronaći oznake koje su iste za Japan i Južnu Koreju.

Ovisno o složenosti nadolazećeg popravka hardvera, mogu se razmotriti opći pristupi zamjeni tranzistora. U prvom slučaju, na tijelu tranzistora postoji oznaka koja određuje njegovu vrstu, a ovaj se uređaj može kupiti po maloj cijeni na uobičajenom radijskom tržištu. U složenijem slučaju, vrstu uređaja je lako odrediti, ali teško nabaviti zbog visoke cijene ili nedostatka na domaćem tržištu. U teškim slučajevima nije moguće odrediti vrstu uređaja ili nema upute za njegov rad.

Poteškoća leži u činjenici da je često potrebno zamijeniti snažan pulsni tranzistori inozemna proizvodnja domaćih kolega, koji ne zadovoljavaju uvijek sve potrebne parametre. Na primjer, teško je pokupiti uređaj u kompaktnim kućištima i kućištima od plastike, plastike. Ali možete lako pokupiti domaću zamjenu za uređaje tipa TO-3 u metalnom kućištu. Važno je uzeti u obzir dimenzije uređaja, moraju se podudarati.

Ispravna zamjena uređaja odvija se pod uvjetom usklađenosti izolacije od dvije opcije (polomljene i kupljene), metode spajanja kolektora na ploču tijela, koja uklanja toplinu.

Ako je uređaj koji zahtijeva zamjenu opremljen kućištem koje pruža izolaciju, a njegov analog ima samo plastični rukavac u nosaču, tada ugrađujemo PTFE ili liskun brtvu za zaštitu. Fluor plastika se koristi za izradu primarnog namota visokonaponskih žica zbog svoje visoke sposobnosti izolacije struje. Možda će biti potrebno izolirati montažni vijak ako nema izolacije čahure. Prilikom zamjene uređaja važno je zapamtiti da tranzistori u metalnom kućištu bolje odvode toplinu od svojih kolega u plastičnom kućištu.

Prilikom zamjene uređaja najprije odredite koji su parametri najvažniji za ovu tehniku ​​i vodite se njima pri odabiru zamjene. Da biste to učinili, morate imati određene ideje o krugovima i parametrima za uključivanje tranzistora. U popravcima je najčešće potrebno zamijeniti uređaje za Kućanski aparati, videorekorderi, televizori (izlazni stupnjevi sklopnih izvora napajanja).

Najbolje za kućanske aparate tranzistori visoke frekvencije . Prema uputama na uređaju možete odrediti kako je kućište izolirano, koliko je uređaj bučan, gdje ga koristiti (na primjer, tip G se koristi za komunikacijsku opremu). Ali u uređajima s ugrađenim otpornicima, diodama i drugim modifikacijama, oznaka se može razlikovati od općeprihvaćene. Dakle, NEC i TOSHIBA imaju svoje oznake za visoko- i niskofrekventne tranzistore.

Do kvara poluvodičkog uređaja može doći zbog preopterećenja, fluktuacija napona u mreži. Stoga morate tražiti zamjenu sa zaštitnim otpornicima, diodama, uzeti u obzir razinu otpora. Kako se kućište ne bi pregrijalo i ne bi došlo do ponovnog kvara, potreban vam je uređaj velike brzine.

Prilikom zamjene tranzistora potrebno je uzeti u obzir koeficijent prijenosa struje, radni napon na kolektoru uređaja. Poželjno je da zamjena nije lošije kvalitete od originala. Ili uključite paralelno nekoliko uređaja manje snage, ali iste vrste. Pogreška u analognoj instalaciji može uzrokovati pregrijavanje sustava.

FET-ovi teže zamijeniti od bipolarnih. Manje je sorti, a parametri se značajno razlikuju. Postoje dvije glavne vrste: s izoliranim kapkom i s p-n prijelaz. Sva moderna digitalna tehnologija temelji se na tim uređajima. Izrađeni su na kristalima silicija i koriste se za izgradnju procesora, memorije i logičkih sklopova. Međutim, silicijski tranzistori obično ne rade na naponu iznad 1000 volti.