Биполярные транзисторы
Биполярные транзисторы (BJT, Bipolar Junction Transistors) имеют три контакта:
- Коллектор (collector) — на него подаётся высокое напряжение, которым хочется управлять
- База (base) — через неё подаётся небольшой ток, чтобы разблокировать большой; база заземляется, чтобы заблокировать его
- Эмиттер (emitter) — через него проходит ток с коллектора и базы, когда транзистор «открыт»
Основной характеристикой биполярного транзистора является показатель hfe
также известный, как gain. Он отражает во сколько раз больший ток по участку коллектор–эмиттер
способен пропустить транзистор по отношению к току база–эмиттер.
Например, если hfe = 100, и через базу проходит 0.1 мА, то транзистор пропустит
через себя как максимум 10 мА. Если в этом случае на участке с большим током находится компонент,
который потребляет, например 8 мА, ему будет предоставлено 8 мА, а у транзистора останется «запас».
Если же имеется компонент, который потребляет 20 мА, ему будут предоставлены только максимальные
10 мА.
Также в документации к каждому транзистору указаны максимально допустимые напряжения и токи на
контактах. Превышение этих величин ведёт к избыточному нагреву
и сокращению службы, а сильное превышение может привести к разрушению.
NPN и PNP
Описанный выше транзистор — это так называемый NPN-транзистор. Называется он так из-за того, что состоит
из трёх слоёв кремния, соединённых в порядке: Negative-Positive-Negative. Где negative — это сплав
кремния, обладающий избытком отрицательных переносчиков заряда (n-doped), а positive —
с избытком положительных (p-doped).
NPN более эффективны и распространены в промышленности.
PNP-транзисторы при обозначении отличаются направлением стрелки. Стрелка всегда указывает от P к N.
PNP-транзисторы отличаются «перевёрнутым» поведением: ток не блокируется, когда база заземлена и блокируется,
когда через неё идёт ток.
Модели в устройствах бесперебойного питания
Большинство транзисторов для установки в устройства бесперебойного питания годятся
При этом необходимо обращать внимание только на толщину базы. В данном случае она не должна превышать 1,4 мм
Еще некоторые специалисты советуют осматривать транзистор на наличие дополнительного проводника. На сегодняшний день многие производители выпускают именно такие модификации.
Связано это с тем, что полоса пропускания у них значительно повышается. Однако к недостаткам следует отнести низкую скорость отклика сигнала
Также важно учитывать, что у них в последнее время наблюдаются определенные проблемы, связанные с установкой двоичной шины рядом
Зарождение нового мира
В то время как Бардин бросил Bell Labs, чтобы стать академиком (он продолжил изучение германиевых транзисторов и сверхпроводников в Иллинойском университете), Браттэйн поработал еще некоторое время, а после ушел в педагогику. Шокли основал свою собственную компанию по производству транзисторов и создал уникальное место — Силиконовую долину. Это процветающий район в Калифорнии вокруг Пало-Альто, где находятся крупные корпорации электроники. Двое из его сотрудников, Роберт Нойс и Гордон Мур, основали компанию Intel — крупнейшего в мире производителя микросхем.
Бардин, Браттэйн и Шокли ненадолго воссоединились в 1956 году: за свое открытие они получили высшую в мире научную награду — Нобелевскую премию по физике.
Детали пробника
PA1 — микроамперметр типа М4200 с током 300 мкА, со шкалой на 15 В, возможно использовать другие, от его габаритов завесит размер корпуса, при подборе R3, R4 при настройке, R1, R2 — СП4-1, СПО-1 сопротивлением от 4,7 кОм до 47 кОм, R3, R4 — МЛТ-0,25, С2-23 и другие. Переключатели SA1 — 3П12НПМ, 12П3Н ,ПГ2, ПГ3, П2К, SB1 — П2К. Тумблеры SA2 — SA4 — МТ-1, П1Т-1-1 и другие.
Трансформатор ТР1 в преобразователе выполнен в ферритовом броневом магнитопроводе внешним диаметром 30 и высотой 18 мм. Обмотка I содержит 17 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка II — 2×40 витков провода ПЭЛ 0,23. Возможно использовать другой сердечник с соответствующим перерасчетом.
Транзисторы VT1 — КТ315, КТ3102, VT2, VT3 — КТ801А, КТ801Б, VT4 — КТ805Б и другие, диоды VD1, VD2 — КД522, КД521, VD4-VD7 — КД105, КД208, КД209 или диодный мост КЦ407, микросхема DD1 — К555ЛН1, К155ЛН1.
В качестве XS3 используется кроватка для микросхем установленная на печатной плате и распаянная под тип ПТ (расположение выводов) для того чтобы не загибать выводы ПТ или другой разъем распаянный соответствующим образом. Монтаж объемный. На дно (задняя крышка) установлена плата преобразователя.
↑ Предыстория
При изготовлении любительских конструкций, особенно усилителей, весьма желательно, чтобы пары транзисторов, как одной проводимости, так и комплементарных, имели возможно близкие параметры. При прочих равных условиях, лучше работают транзисторы, подобранные по коэффициенту передачи по току, особенно в эпоху моды на усилители с неглубокой ОООС или даже без нее. Современные промышленные приборы слишком дороги и не рассчитаны на любителей, а старые неэффективны. Встроенные в дешевые цифровые тестеры измерители транзисторов вообще не годятся для этой цели т. к. обычно проводят измерения при токе 1 мА и напряжении 5 В. Поиски в интернете простой, но функциональной конструкции результатов не дали, а заниматься очередной раз подбором «на коленке» уже не хочется, хочется комфорта. Пришлось изобретать самому. Надеюсь, что найдутся желающие повторить эту конструкцию.
↑ Настройка
Считаю, что это не кофеварка и человек, которому нужен подбор пар транзисторов, должен представлять себе режимы их работы и возможности изменения.
При сопротивлении резистора в цепи эмиттера 15 Ом и изменении тока измерения в 10 раз, параллельный резистор должен иметь номинал в 9 раз больше, т. е. 135 Ом (подобрать из имеющихся 130 Ом, большая точность не нужна). Общее сопротивление резисторов будет 13,5 Ом. (Можно взять резисторы 15 и 150 Ом и подключать их тумблером поочередно, но я люблю безобрывность). Установить в панельку транзистор и переменным резистором выставить напряжение на эмиттере 2,7 В (клеммы для измерения тока базы временно закоротить). Настройка закончена.
Измерить ток базы. Отношение тока эмиттера к току базы даст коэффициент передачи транзистора по току (правильнее будет из тока эмиттера вычесть ток базы и получить ток коллектора, но погрешность мала). При замене транзисторов отключать питание не надо, при испытаниях я неоднократно ошибался и включал транзисторы «наоборот», тестер показывал, что ток базы равен нулю, больше никаких проблем.
Прибор делался для тока 200 мА и напряжения К-Э равному 2 В, этим вызван выбор номинала 15 Ом. Естественно, если вы захотите установить ток 300 мА, напряжение на эмиттере составит 4 В и для сохранения напряжения К-Э = 2 В напряжение питания должно быть не 5, а 6 В.
Можно делать измерения при токе 1 А, тогда резистор должен быть 3 Ома. При увеличении напряжения питания до 8…10 В, лучше увеличить номинал резистора, ограничивающего ток через TL431 до 200 Ом. Короче, если вы захотите существенно изменить параметры измерения, придется изменить номиналы одного-двух резисторов.
По сравнению с «фирменным» прибором, делающем измерения на коротком импульсе, данный прибор позволяет прогреть испытуемый транзистор — этот режим ближе к рабочему. Вместо М-832 можно включить обычный стрелочный миллиамперметр (или стрелочный авометр), шкалу отградуировать в единицах усиления по току, годится прибор на 1/10 мА, он покажет усиление от 20 до 200…400. Но тогда нельзя будет плавно менять ток измерений.
Вместо пролога.
При сборке или ремонте усилителей звука довольно часто требуется подобрать идентичные по параметрам пары биполярных транзисторов. Китайские цифровые тестеры могут измерить коэффициент передачи тока базы (в народе — коэффициент усиления) биполярного транзистора, но маломощного. Для входных дифференциальных или двухтактных каскадов подойдёт. А как быть с мощными выходными?
Для этих целей в измерительной лаборатории радиолюбителя, занимающегося конструированием или ремонтом усилителей, должен быть прибор для проверки транзисторов. Он должен измерять коэффициент усиления на больших токах, близких к рабочим.
Для справки: коэффициент усиления транзистора «по научному» называется коэффициентом передачи тока базы в цепь эмиттера, обозначается h21э. Раньше назывался «бэта» и обозначался как β, поэтому иногда радиолюбители старой школы прибор для проверки транзисторов называют «бетник».
В Интернете и радиолюбительской литературе можно найти огромное количество вариантов схем прибора для проверки транзисторов. Как довольно простых, так и сложных, рассчитанных на разные режимы или автоматизацию процесса измерений.
Для самостоятельной сборки решено было выбрать схему попроще, чтобы наши читатели без труда могли сделать прибор для проверки транзисторов своими руками. Заметим сразу, что нам как-то чаще приходится иметь дело с усилителями на биполярных транзисторах, поэтому и получившийся в конце концов прибор предназначен для измерения параметров только биполярных транзисторов.
Включив паяльник, главный редактор принялся собирать прибор для проверки транзисторов своими руками.
Поиск транзистора (аналога) по параметрам
Результаты подбора транзистора (поиска аналога)
| Type | Code | Mat | Struct | Pc | Uce | Ic | Hfe | Caps |
| 2N2222AUB | Si | NPN | 0.5 | 40 | 0.8 | 100 | CERSOT23 | |
| 2N4401SC | ZUC | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 150 | |
| 2N5551SC | ZFC | Si | NPN | 0.35 | 160 | 0.6 | 150 | |
| 2SD1501 | Si | NPN | 1 | 1 | 250 | |||
| 2STR1160 | 160 | Si | NPN | 0.5 | 60 | 1 | 250 | |
| BC817K-25 | Si | NPN | 0.5 | 45 | 500 | 160 | ||
| BC817K-40 | Si | NPN | 0.5 | 45 | 500 | 160 | ||
| BCW66 | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 100 | ||
| BCW66F | EF EFs | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 100 | |
| BCW66G | EG EGs | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 160 | |
| BCW66H | EH EHs | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 250 | |
| BCW66KF | Si | NPN | 0.5 | 45 | 0.8 | 100 | ||
| BCW66KG | Si | NPN | 0.5 | 45 | 0.8 | 160 | ||
| BCW66KH | Si | NPN | 0.5 | 45 | 0.8 | 250 | ||
| BCW66RA | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 100 | ||
| BCW66RB | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 160 | ||
| BCW66RF | EX | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 100 | |
| BCW66RG | EY | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 160 | |
| BCW66RH | EZ | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.8 | 250 | |
| BSR14 | GU8 U8 U8p U8t | Si | NPN | 0.425 | 40 | 0.8 | 100 | |
| BSR14R | U81 | Si | NPN | 0.425 | 40 | 0.8 | 100 | |
| BTC2030N3 | CB | Si | NPN | 0.56 | 200 | 1 | 100 | |
| BTC3906N3 | G1 | Si | NPN | 0.56 | 160 | 0.6 | 120 | |
| BTC3906N3G | G1 | Si | NPN | 0.56 | 160 | 0.6 | 120 | |
| CHT2222AGP | S1P | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| CHT2222AGP-A | S1P | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| CHT3019GP | HT | Si | NPN | 0.35 | 80 | 1 | 100 | |
| CHT4401GP | JT | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| CMMT491 | 491 | Si | NPN | 0.5 | 60 | 1 | 100 | |
| CMPT2222AE | C1PE | Si | NPN | 0.35 | 45 | 0.6 | 100 | |
| CMPT3820 | 38C | Si | NPN | 0.35 | 60 | 1 | 200 | |
| CMPT491E | C49 | Si | NPN | 0.35 | 60 | 1 | 200 | |
| CMPT5551E | C555 | Si | NPN | 0.35 | 220 | 0.6 | 120 | |
| DNBT8105 | Si | NPN | 0.6 | 60 | 1 | 100 | ||
| DSS4160T | ZN9 | Si | NPN | 0.725 | 60 | 1 | 100 | |
| DSS4240T | Si | NPN | 0.6 | 40 | 2 | 300 | ||
| ECG2406 | Si | NPN | 0.425 | 40 | 0.8 | 100 | ||
| FMMT2222A | 1P | Si | NPN | 0.5 | 40 | 0.8 | 100 | |
| FMMT493A | Si | NPN | 0.5 | 60 | 1 | 500 | ||
| FMMT620 | 620 | Si | NPN | 0.625 | 80 | 1.5 | 300 | |
| FMMT634 | 634 | Si | NPN | 0.625 | 100 | 0.9 | 15000 | |
| FMMTL619 | L69 | Si | NPN | 0.5 | 50 | 1.25 | 300 | |
| FSB560 | Si | NPN | 0.5 | 60 | 2 | 100 | SSOT3 | |
| FSB560A | Si | NPN | 0.5 | 60 | 2 | 250 | SSOT3 | |
| FSB619 | Si | NPN | 0.5 | 50 | 2 | 300 | SSOT3 | |
| KMMT491 | 491 | Si | NPN | 0.5 | 60 | 1 | 100 | |
| KMMT493 | 493 | Si | NPN | 0.5 | 100 | 1 | 100 | |
| KMMT619 | 619 619H | Si | NPN | 0.35 | 50 | 2 | 200 | |
| KN2222AS | ZGA | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| KN4401S | ZUA | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| KTC3571S | Si | NPN | 0.35 | 100 | 1 | 150 | ||
| KTN2222AS | ZG | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| MMBT1616 | Si | NPN | 0.35 | 50 | 1 | 135 | ||
| MMBT1616A | Si | NPN | 0.35 | 60 | 1 | 135 | ||
| MMBT2222 | 1AM 1B | Si | NPN | 0.35 | 45 | 1 | 100 | |
| MMBT2222A | 1P 7Cp 7Ct 7CW K1P M2A s1P | Si | NPN | 0.35 | 40 | 1 | 100 | |
| MMBT2222AK | 1PK | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| MMBT4401K | 2XK | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| MMBT491 | Si | NPN | 0.5 | 60 | 1 | 100 | ||
| MMBT619 | Si | NPN | 0.35 | 50 | 2 | 100 | ||
| MMBTA28 | 3SS K6R | Si | NPN | 0.35 | 80 | 0.8 | 10000 | |
| N0501S | GM GL GK | Si | NPN | 1 | 50 | 1 | 135 | SOT23F |
| NSS1C201L | VT | Si | NPN | 0.71 | 100 | 2 | 120 | |
| NSS1C201LT1G | Si | NPN | 0.71 | 100 | 2 | 120 | ||
| NSS40201L | Si | NPN | 0.54 | 40 | 4 | 200 | ||
| NSS40201LT1G | VB | Si | NPN | 0.54 | 40 | 2 | 200 | |
| NSS60201LT1G | Si | NPN | 0.54 | 60 | 4 | 150 | ||
| NSV1C201LT1G | VT | Si | NPN | 0.71 | 100 | 2 | 120 | |
| NSV40201LT1G | VB | Si | NPN | 0.54 | 40 | 2 | 200 | |
| NSV60201LT1G | VJ | Si | NPN | 0.54 | 60 | 2 | 150 | |
| SBT2222A | 1P | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | |
| SBT2222AF | 1P | Si | NPN | 0.35 | 40 | 0.6 | 100 | SOT23F |
| TSC5904CX | CF | Si | NPN | 0.5 | 60 | 3 | 100 | |
| ZXTC2063E6 | 2063 | Si | NPN*PNP | 1.1 | 40 | 3 | 200 | SOT236 |
| ZXTN04120HFF | Si | NPN | 1.5 | 120 | 1 | 3000 | SOT23F | |
| ZXTN07045EFF | Si | NPN | 1.5 | 45 | 4 | 400 | SOT23F | |
| ZXTN19060CFF | 1E4 | Si | NPN | 1.5 | 60 | 5.5 | 200 | |
| ZXTN19100CFF | Si | NPN | 1.5 | 100 | 4.5 | 200 | SOT23F | |
| ZXTN2018F | Si | NPN | 1.2 | 60 | 5 | 100 | ||
| ZXTN2020F | Si | NPN | 1.2 | 100 | 4 | 100 | ||
| ZXTN2031F | Si | NPN | 1.2 | 50 | 5 | 200 | ||
| ZXTN2038F | Si | NPN | 0.35 | 60 | 1 | 100 | ||
| ZXTN2040F | Si | NPN | 0.35 | 40 | 1 | 300 | ||
| ZXTN25040DFH | Si | NPN | 1.25 | 40 | 4 | 300 | ||
| ZXTN25040DFL | Si | NPN | 0.35 | 40 | 1.5 | 300 | ||
| ZXTN25050DFH | Si | NPN | 1.25 | 50 | 4 | 240 | ||
| ZXTN25100BFH | Si | NPN | 1.25 | 100 | 3 | 100 | ||
| ZXTN25100DFH | Si | NPN | 1.25 | 100 | 2.5 | 300 |
Всего результатов: 88
Настройка испытателя полевых транзисторов
Налаживание прибора практически не требуется. Правильно собранный преобразователь, из исправных деталей, начинает работать сразу, выходное напряжение 15 В устанавливают подстроечным резистором R4 контролируя напряжение вольтметром.
Затем движки резисторов R1, R2 устанавливают в нижнее по схеме положение, что соответствует нулевым напряжениям. Переключатель SA3 переводят в положение 1,5 В, а SA2 в положение Uзи. Подключив контрольный вольтметр к движку R1 перемещают его контролируя показание PA1 по контрольному вольтметру и если оно отличается подбирают сопротивление резистора R3. После подбора резистора R3 переключают SA3 в положение 15 В и далее перемещают движок R3 контролируя напряжение и если оно также не соответствует подбирают R4. Таким образом настраивают внутренний вольтметр прибора. После всех настроек закрывают заднюю крышку, прибор готов к работе.
Как показывает практика, для радиолюбителя важны следующие положения:
1. Проверить исправность ПТ. Для этого обычно достаточно убедиться, что параметры его стабильны, не «плывут» и находятся в пределах справочных данных.
2. Выбрать по определенным характеристикам из имеющихся у радиолюбителя всего нескольких экземпляров ПТ те, что больше подходят для применения в собираемой схеме. Обычно здесь работает качественный принцип «больше — меньше».
Например, нужен полевой транзистор с большей S или меньшим напряжением отсечки. И из нескольких экземпляров выбирают тот, у которого лучше (больше или меньше) выбранный показател. Таким образом, высокая точность измеряемых параметров на практике часто не столь важна, как можно было бы думать.Тем не менее, предлагаемый прибор позволяет с достаточно высокой точностью проверить работоспособность и важнейшие характеристики ПТ.
На что нужно обратить внимание
Открыв PDF-даташит, в первую очередь надо выяснить: тип транзистора (MOSFET или JFET), полярность, тип корпуса, расположение выводов (цоколевку).
Из числовых параметров это, прежде всего предельные характеристики, такие как Pd — максимальная рассеиваемая мощность, Vds — максимальное напряжение
сток-исток, Vgs — максимальное напряжение затвор-исток, Id — максимальный ток стока. У подбираемого транзистора эти параметры должны быть не меньше чем у исходного транзистора.
Для MOSFET-транзистора важным параметром является сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds). От значения Rds зависит мощность, выделяемая
на транзисторе. Чем меньше значение Rds, тем меньше транзистор будет нагреваться.
Однако необходимо помнить, что чем больше Id и меньше Rds, тем больше ёмкость затвора у MOSFET-транзистора. Это приводит к тому, что требуется большая
мощность для управления этим затвором. А если схема не обеспечит нужную мощность, то возрастут динамические потери из-за замедленной скорости
переключения транзистора и, как итог, MOSFET будет больше нагреваться. Поэтому необходимо проверить температурный режим (нагрев) транзистора после
включения устройства. Если транзистор сильно нагревается, то дело может быть как в самом транзисторе, так и в элементах его обвязки.
История появления
Первые полевые транзисторы были разработаны в 1973 году, а уже спустя 6 лет появились управляемые биполярные модели, в которых использовался изолированный затвор. По мере совершенствования технологии существенно улучшились показатели экономичности и качества работы таких элементов, а с развитием силовой электроники и автоматических систем управления они получили широкое распространение, встречаясь сегодня практически в каждом электроприборе.
Сегодня используются электронные компоненты второго поколения, которые способны коммутировать электроток в диапазоне до нескольких сотен Ампер. Рабочее напряжение у IGBT — транзисторов колеблется от сотен до тысячи Вольт. Совершенствующие технологии изготовления электротехники позволяют выполнять качественные транзисторы, обеспечивающие стабильную работу электроприборов и блоков питания.
https://youtube.com/watch?v=VEaS9AeOO44
КАК ПОДОБРАТЬ ТРАНЗИСТОР ДЛЯ УСИЛИТЕЛЯ
Для простых каскадных усилителей очень важно подобрать транзисторы с максимальным коэффициентом усиления (КУ). Известно, что характеристики транзисторов легко узнать в мануале, но даже там вы увидите огромный разброс параметров усилительных свойств транзисторов одно марки и серии.Иногда так и получается — установив указанные в нарисованной схеме детали , на практике при включении ничего должным образом не работает.Разброс параметров транзисторов настолько большой, что ПРОВЕРКА перед пайкой крайне необходима
Известно, что характеристики транзисторов легко узнать в мануале, но даже там вы увидите огромный разброс параметров усилительных свойств транзисторов одно марки и серии.Иногда так и получается — установив указанные в нарисованной схеме детали , на практике при включении ничего должным образом не работает.Разброс параметров транзисторов настолько большой, что ПРОВЕРКА перед пайкой крайне необходима.
Говоря о Коэффициенте Усиления надо оговориться , что у простого Биполярного транзистора их несколько — и по току и по напряжению и даже комплексный по мощности зависимый от ряда параметров схемы применения.
В частном случае Коэффициент усиления транзистора (по току, мощности или напряжению) – отношение изменения соответствующего показателя в цепи коллектора и в цепи базы.️ Коэффициент усиления транзистора по току Для схем с общей базой этот коэффициент обозначается буквой α (hfБ или h21Б), с общим эмиттером буквой β (hfЭ или h21Э).️ Коэффициент усиления по току (или, как еще указывается в литературе, коэффициент передачи тока) в первом случае (α) есть отношение силы тока в коллекторе (Iк) к силе тока эмиттера (Iэ) при неизменном напряжении в части коллектор-база: α = IК / IЭ, при UК-Б = const
Коэффициент усиления триода по мощности Это величина отношения выходной мощности (P2) к мощности, подаваемой на вход триода (P1): КР = Р2 / Р1Коэффициент усиления транзистора по мощности можно также определить произведением коэффициента усиления по току (КI) и коэффициента усиления по напряжению (KU): КР = КI * KU
Для расчета этих параметров достаточно собрать простенькую схему и провести измерения величин тока в цепях базы и коллектора.
На кухонном столе такая установка выглядит вот так.
С помощью простого расчеты мы легко сможем определить самый подходящий для нашего усилителя транзистор из имеющихся в наличии.
Удивил меня факт того, что транзистор регулярно используемый в усилителях КТ803А оказался далеко не лидером по КУ среди транзисторов изъятых из блоков питания и лампочек экономок.Его КУ равный 10 никак не соперничает с КУ транзистора 13003 равным 20.
А вот германиевые транзисторы П210А меня порадовали Коэффициентом усиления переваливающим за 200.
https://youtube.com/watch?v=wXWbq0gFBqI
Подделка TIG056 #1
Особенности: Корпус со шлифовкой на лицевой стороне, не очень аккуратно выполнена. Маркировка тонким шрифтом, двумя строками вместо трех. Выштамповки вроде-бы есть, но не там и не в тех количествах. Кристалл меньше раза в два.
Причины выхода из строя оригинальных транзисторов и методы борьбы с этим явлением
Кратко пройдемся и по причинам выхода из строя транзисторов. Если копии/перемаркировка «вылетают» по вполне понятным причинам, то почему мастера сталкиваются с выходом из строя оригинальных транзисторов?
Причин, в принципе, может быть три.
1) Превышение максимально допустимого импульсного тока коллектора. В штатном режиме этого не произойдет, ток транзисторов выбран с большим запасом. Но случается, что импульсная лампа пробивается «обходным путем» — через подгоревшее стекло у электродов на рефлектор. Цепь, в таком случае, получается очень коротка: плюсовой вывод лампы-рефлектор-минусовой вывод лампы. В таком случае ток уже не ограничен лампой. Немного его ограничивает катушка индуктивности в цепи питания лампы да провода. Но на пробой транзистора хватает.
Факторы риска:
- Изношенная лампа с почернением у плюсового электрода.
- Замененная лампа с плохой изоляцией электрода.
- Закороченный тиристор-шунт индуктивности (CR3AS, CR5AS)
- Частое использование режима HSS на предельных мощностях. К примеру, TTL HSS днем на солнце, для подсветки теней.
Методы повышения надежности:
- Замена лампы вспышки на более длинную. Мы рекомендуем устанавливать во все вспышки лампы бОльшей мощности на шаг. SB600->SB800, 430EX, 430EXII -> SB900, 580EXII->SB900. Это никак не сказывается на функциональности вспышки, но значительно (более чем вдвое) продлевает ресурс. Медленнее портится и сама лампа (запас по мощности), и не возникает пробоев через электроды, т.к. они вынесены за рефлектор.
- Хорошая изоляция электродов. В оригинальных конструкциях используется силиконовая термоусадка с клеевым слоем, закрывающая стекло лампы до границы электродов. Хорошей заменой будет силиконовая трубка от капельницы с силиконовым герметиком.
- Для 580EXII — установка дополнительного провода поджига на рефлектор лампы.
2) Проблемы с управлением затвора IGBT транзистора. Недостаточно резкое нарастание напряжения на затворе гарантированно выведет из строя транзистор. В этом случае он успевает оказаться в линейном режиме, с многократным превышением рассеиваемой мощности.
Сюда же можно отнести неверный выбор напряжения на затворе IGBT при замене транзистора. Транзисторы RJP4301, CT40KM питаются 30В, а RJP5001, IRG4BC40W — 18В. При перекрестной замене требуется найти и заменить стабилитрон в цепи драйвера затвора. Установка дополнительного стабилитрона в затвор мы не рекомендуем, он вносит дополнительную емкость и ограничивает ток затвора.
3) Превышение допустимого напряжения К-Э. Данное явление встречается редко при оборванном, искрящем проводе к негативному электроду лампы. Собственно и добавить тут нечего. Данному явлению особо подвержены старые (420EX) вспышки и, как ни странно, Nikon SB700.
Методы повышения надежности (в общем). Если во вспышке горит уже не первый транзистор, то возможно, данные рекомендации помогут выполнить качественный ремонт:
-
- Установка транзистора бОльшей мощности, чем родной. Хорошие результаты дает установка RJP5001 вместо RJP4301 с обязательной заменой стабилитрона в цепи питания затвора с 30В на 18В. Можно также вместо RJP5001 устанавливать IRG4PC50U в корпусе TO-247, отпиливая часть корпуса.
- Установка сдвоенного транзистора с развязкой затворов резисторами (22 Ом). Отличные результаты дает пара IRG4BC40W. Стабилитрон можно не менять, напряжение на затворе до 30В допустимо.
В данную статью попадает каждый забракованный транзистор, который нам присылают поставщики-любители подделок. А значит материала со временем станет больше, а работа мастеров чуточку проще.
При копировании статьи индексируемая ссылка на первоисточник обязательна: photo-parts.com.ua
Мощные модули
Силовые транзисторы изготавливаются не только отдельными полупроводниками, но и уже собранными готовыми к использованию модулями. Такие приспособления входят в состав мощных частотных преобразователей в управлении электромоторами. В каждом конкретном случае схема и принцип работы модуля будут различаться в зависимости от его типа и предназначения. Чаще всего в таких устройствах используется мост, выполненный на основе двух силовых транзисторов.
Стабильная работа IGBT обеспечивается при частоте 150 килогерц. При повышении рабочей частоты могут увеличиваться потери, что отрицательно сказывается на стабильности электроприборов. Силовые транзисторы все свои преимущества и возможности проявляют при использовании с напряжением более 400 Вольт. Поэтому такие полупроводники чаще всего применяют в промышленном оборудовании и электроприборах высокого напряжения.
https://youtube.com/watch?v=yPte2VboVHI
Транзистор как усилитель
Транзистор также может работать в качестве усилителя слабых сигналов, то есть он может находиться в любом положении между «полностью включено» и «полностью выключено».
Это означает, что слабый сигнал может управлять транзистором и создать более сильную копию этого сигнала на переходе коллектор-эмиттер (или сток-исток). Таким образом, транзистор может усиливать слабые сигналы.
Вот простой усилитель для управления динамиком сигналом прямоугольной формы:
Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор
Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…
Подробнее
Insulated Gate Bipolar Transistor
Заголовок этого раздела переводится как “биполярный транзистор с изолированным затвором” (англ.). Это современный прибор, появившийся примерно в конце прошлого века и сделавший революцию в силовой электронике. Электроэнергия используется человечеством уже давно, по мере развития техники одна часть возникающих проблем была успешно решена как например, отказ от дорогих магнитных сплавов в пользу дешевой стали и медных обмоток возбуждения в двигателях постоянного тока и магнитах (Вернер Сименс). Другая часть проблем долго и упорно не поддавалась решению. К ней, например, можно отнести использование переменного тока в электротранспорте.
Электротехнические устройства всегда содержат элементы коммутации и это самые больные их места. При разрыве многих электрических цепей возникает дуга, пережигающая со временем контакты. Сопротивление контактов в идеале должно быть не больше, чем самый маленький участок остальной цепи, но на практике, именно благодаря окислам от дуги, в месте контакта возникает повышенное сопротивление. По закону Джоуля-Ленца на этом сопротивлении возникает и рассеивается тепловая мощность пропорциональная сопротивлению и квадрату тока. Нагрев током места контакта приводит к его ускоренному старению, чем дальше, тем быстрее, и в результате цепь выходит из строя.
https://youtube.com/watch?v=6Xf8bbv6v0k
https://youtube.com/watch?v=9ErX174Zowo
https://youtube.com/watch?v=lN9sbt0y6Jc
↑ Принципиальная схема
Схема предельно проста, но имеет несколько изюминок. Первая
— измерение при фиксированном токе эмиттера (фактически и коллектора), а не базы (идея из журнала «Радио», взята с датагорского форума). Это позволило поставить транзисторы в одинаковые условия и выбрать режим по току, в котором будут работать эти транзисторы.
Вторая
— регулируемый стабилитрон на TL431 позволяет плавно установить ток, с обычными стабилитронами это невозможно, да и подбор пар «стабилитрон+резистор в цепи эмиттера» вызвал бы проблемы. Третья — двухканальная схема и отдельные панельки для P-N-P и N-P-N транзисторов, что упрощает коммутацию, позволяет моментально сравнивать опытную пару и проверять идентичность, изменяя напряжение питания.
↑ Техническое задание
Как всегда, считаю, что любительская конструкция, как правило, должна быть простой, дешевой, технологичной, состоять из недефицитных деталей. Кроме того, я давно пришел к выводу, что для подобных целей лучше делать небольшие простые платы без блока питания, без цифрового индикатора, без сложного корпуса. Достаточно предусмотреть зажимы для подключения внешнего лабораторного регулируемого блока питания, индикатора в виде простого цифрового тестера или стрелочного прибора, при необходимости — осциллографа и т. п.
Такие приборы быстро делаются и переделываются, а главное — они работают и приносят пользу. Если же задумать многофункциональный самодостаточный прибор в отдельном красивом корпусе, он обычно так и останется в прожектах. Кроме того, если прибор сделан, вдруг оказывается, что надо добавить еще одну функцию, например, капацитовизор, а места на передней панели уже нет и дизигн надо портить… Поэтому я считаю, что неказистые любительские узкофункциональные изделия имеют право на жизнь.
Итак, задумана проверка кремниевых транзисторов в режиме — ток 200 мА, напряжение К-Э = 2 В. Оперативно можно изменять ток в диапазоне примерно 150…300 мА, напряжение К-Э до 5…7 В. Можно проверять (чуть изменив настройки) составные транзисторы с двумя последовательными P-N переходами.
Тумблером можно изменить ток, например, в 10 раз. Это позволит проверять и маломощные транзисторы при токе 15…30 мА (заменой одного резистора можно установить любой разумный ток). Важным считаю удобство подключения любых транзисторов. Для транзисторов КТ814-819 на плате стоят панельки, для мощных транзисторов в корпусах типа ТО-247, ТО-3Р, есть зажимы. В них устанавливают провода с «крокодилами», которые позволяют подключать транзисторы в корпусе ТО-3, любые транзисторы с гнутыми паяными выводами и т. д.
Изменение напряжения К-Э осуществляется внешним источником питания, цель – проверка идентичности режимов при большем напряжении и значительном нагреве транзисторов. При 5 В и 200 мА получаем предельную мощность для КТ814 без теплоотвода — 1 Вт. Для бОльших корпусов без теплоотводов тепловая мощность обычно = 2 Вт.
Легко заметить, что усиление транзистора зависит в некоторых пределах как от напряжения, так и от температуры, поэтому определение абсолютного значения усиления транзистора с помощью микропроцессора с точностью до седьмого знака, не имеет смысла. По этой причине выбрано простейшее схемное решение, которое дает достаточную для практики точность и позволяет обойтись без ОУ, МК и нескольких источников питания. Для измерения тока базы годится любой цифровой тестер, например, М-832.
