Kā izvēlēties piemērotu tranzistora modeli

Pamatzināšanas par tranzistoriem
Tranzistors ir pusvadītāju ierīce, ko plaši izmanto tādās shēmās kā pastiprināšana, komutācija un modulācija. Tranzistori galvenokārt tiek iedalīti divās kategorijās: bipolārie tranzistori (BJT) un lauka efekta tranzistori (FET), un pēdējie tiek iedalīti krustojuma lauka efekta tranzistoros (JFET) un izolētos vārtu lauka efekta tranzistoros (MOSFET).

Bipolārais tranzistors (BJT)
Darbības princips: kontrolējiet strāvu, paļaujoties uz elektronu un caurumu kustību.

Priekšrocības: Liels strāvas pastiprinājums un ātra reakcija.

Trūkumi: zema ieejas pretestība un liels enerģijas patēriņš.

Lauka efekta tranzistors (FET)
Savienojuma lauka efekta tranzistors (JFET)
Darbības princips: regulējiet avota noplūdes strāvu, kontrolējot vārtu spriegumu.

Priekšrocības: augsta ieejas pretestība un zems trokšņa līmenis.

Izolēts vārtu lauka efekta tranzistors (MOSFET)
Darbības princips: Vadošo kanālu veidošanos kontrolē vārtu spriegums.

Priekšrocības: augsta ieejas pretestība, zems enerģijas patēriņš, piemērots augstfrekvences lietojumiem.

Galvenie parametri tranzistoru izvēlei
Izvēloties tranzistora modeli, jāņem vērā šādi galvenie parametri:

Strāva un spriegums
Kolektora emitera spriegums (Vce): attiecas uz maksimālo spriegumu, ko var izturēt tranzistors. Izvēloties, pārliecinieties, ka darba spriegums ir zem šīs vērtības.

Kolektora strāva (Ic): attiecas uz maksimālo strāvu, ko var izturēt tranzistors. Izvēloties, pārliecinieties, ka darba strāva ir zem šīs vērtības.

jauda
Izkliedējošā jauda (Pd): attiecas uz maksimālo jaudu, ko tranzistors var izturēt darbības laikā. Pārliecinieties, ka strāvas patēriņš darba apstākļos ir zem šīs vērtības.

Pašreizējais pastiprinājums (hFE vai )
Līdzstrāvas pastiprinājums (hFE): attiecas uz kolektora strāvas attiecību pret bāzes strāvu. Pastiprināšanas shēmās ir jāizvēlas piemēroti pastiprinājuma tranzistori, lai tie atbilstu konstrukcijas prasībām.

Pārslēgšanās ātrums
Nogriešanas frekvence (fT): attiecas uz tranzistora darbības spēju augstas frekvences apstākļos. Augstfrekvences ķēdēs ir jāizvēlas augsti fT tranzistori.

Ievades pretestība
Augsta ieejas pretestība palīdz samazināt signāla avota slodzes efektus, īpaši pastiprināšanas ķēdēs.

Iepakojuma forma
Izvēlieties piemērotas iepakojuma formas, pamatojoties uz shēmas plates dizainu un siltuma izkliedes prasībām, piemēram, TO-92, TO-220, SOT-23 utt.

Pielietojuma scenāriju izskatīšana
Analogā ķēde
Pastiprinātāju shēmās ir jāizvēlas BJT vai JFET ar lielu pastiprinājumu un zemu trokšņa līmeni.

Audio pastiprinātāji parasti izmanto tādus modeļus kā 2N3904 un BC547.

digitālā shēma
Slēdžu ķēdēs jāizvēlas MOSFET ar ātru pārslēgšanas ātrumu un zemu pretestību.
Parastie modeļi ietver IRF540N un IRLZ44N.

Jaudas vadība
Slēdža režīma barošanas avotos jāizvēlas augstas efektivitātes un augstsprieguma MOSFET.
Parastie modeļi ietver STP55NF06 un IRFP250.

Augstas frekvences lietojumprogrammas
Augstfrekvences pastiprinātājos un oscilatoros ir jāizvēlas augsti fT tranzistori.
Parastie modeļi ietver 2N2222 un BF199.

Atlases piemēru analīze
Audio pastiprinātājs
Prasības: liels strāvas pastiprinājums (hFE), zems trokšņa līmenis un atbilstoša jaudas apstrādes iespēja.

Ieteicamie modeļi: 2N3904 (mazjaudas lietojumiem), BC547 (zema trokšņa līmeņa ierīcēm).

Pārslēgšanas režīma barošanas avots
Prasības: Augsta sprieguma pretestība, zema pretestība, ātrs pārslēgšanas ātrums.

Ieteicamie modeļi: IRF540N (vispārējiem slēdžu lietojumiem), STP55NF06 (lielas strāvas lietojumiem).

Augstas frekvences pastiprinātājs
Prasības: Augsta izslēgšanas frekvence (fT), zema ieejas kapacitāte, augsta stabilitāte.

Ieteicamie modeļi: 2N2222 (vispārējiem augstfrekvences lietojumiem), BF199 (augstfrekvences pastiprinātājiem).

Nākotnes tendences un jaunas tehnoloģijas
Platas joslas pusvadītāju materiāli
Gallija nitrīda (GaN) un silīcija karbīda (SiC) tranzistoriem ir augsta sprieguma pretestība un efektivitāte, tāpēc tie ir piemēroti lieljaudas un augstfrekvences lietojumiem.

Nanotehnoloģijas
Oglekļa nanocaurulēm (CNT) un grafēna tranzistoriem ir lielāka elektronu mobilitāte un siltumvadītspēja, un paredzams, ka nākotnē tos izmantos augstas veiktspējas elektroniskajās ierīcēs.

Inteliģents tranzistors
Inteliģentie tranzistori ar integrētu temperatūras aizsardzību, aizsardzību pret pārspriegumu un pašdiagnostikas funkcijām uzlabo ķēžu drošību un uzticamību.

 

https://www.trrsemicon.com/transistor/pnp-silicon-epitaxial-planar-transistor.html