Электронные компоненты зао «эпл»: мощные биполярные транзисторы дарлингтона, диоды

Биполярный СВЧ-транзистор

Биполярные СВЧ-транзисторы (БТ СВЧ) служат для усиления колебаний с частотой свыше 0,3 ГГЦ. Верхняя граница частот БТ СВЧ с выходной мощностью более 1 Вт составляет около 10 ГГц. Большинство мощных БТ СВЧ по структуре относится к n-p-n типу. По методу формирования переходов БТ СВЧ являются эпитаксиально-планарными. Все БТ СВЧ, кроме самых маломощных, имеют многоэмиттерную структуру (гребёнчатую, сетчатую). По мощности БТ СВЧ разделяются на маломощные (рассеиваемая мощность до 0,3 Вт), средней мощности (от 0,3 до 1,5 Вт) и мощные (свыше 1,5 Вт). Выпускается большое число узкоспециализированных типов БТ СВЧ.

Мощные биполярные транзисторы Дарлингтона

Мощные транзисторы Дарлингтона (МТД), обладая высокими коэффициентами усиления по току h21Э и не требующие энергоемких управляющих цепей, довольно прочно занимают свое место на рынке полупроводниковых приборов

Прежде всего- это системы автоматики, усилители мощности, управление электроприводом двигателей, низковольтный сервопривод и регуляторы напряжения генераторов автомобилей, электронные схемы коммутаторов систем зажигания автомобилей и другие низкочастотные устройства для которых прежде всего важно сочетание стоимости и качества

Серия транзисторов КТД8252 со встроенным диодом и стабилитроном- аналог BU941Z, BU941ZT— разработана и выпускается для систем электронного зажигания автомобилей. Внедрение усовершенствованного конструктивно-технологического варианта и ужесточение системы функционального контроля позволили улучшить статические и динамические характеристики транзисторов.

Для маломощных транзисторных систем электронного зажигания мотоблоков разработаны и выпускаются транзисторы Дарлингтона с I_к=7А, U_{кэо_гр}>350В:

• КТД8262 со встроенным диодом и стабилитроном, резисторами R1, R2;
   
• КТД8279 — аналог SEC80 со встроенным диодом, резисторами R1, R2.
   

Серия транзисторов Дарлингтона КТД8278 дополняет ряд отечественных транзисторов Дарлингтона, предназначенных для коммутации тока в обмотке возбуждения генераторов переменного тока— КТ829АТ, КТ8116, КТ8246, КТД8253. Отличительными особенностями серии транзисторов Дарлингтона КТД8278 (зарубежный аналог SGSD93ST) являются:

• сочетание низкого напряжения насыщения U_{кэо_нас}<1,1В (I_К=5А/I_Б=8мА) с высоким граничным напряжением U_{кэо_гр}=120-180В;
   
• высокий коэффициент усиления h_21Э>1000 на начальной стадии характеристики h_21Э=f(I_К) (h_21Э>1000 при токе коллектора I_К=200мА).
   

Транзисторы имеют внутренний диод в цепи коллектор — эмиттер, резисторы R1, R2 в цепях база — эмиттер. Улучшены статические и динамические характеристики транзистора.

Серия транзисторов Дарлингтона КТД8257 — npn, аналог массово продаваемой комплиментарной пары SGSD100 npn/ SGSD200 pnp низковольтной серии фирмы ST, разработана для применения в линейных и импульсных промышленных устройствах, аудио усилителях, драйверах, мощных регуляторах напряжения автотракторной электроники.

Транзисторы КТД8278, КТД8257, собираемые в корпус ТО-3 заменяют известный транзистор 2Т827.

Серии транзисторов Дарлингтона КТД8280 (npn), КТД8281 (pnp)— комплиментарная пара на токи коллектора I_к 25-50А, U_{кэо_гр} 60, 80, 100В с низкими напряжениями насыщения- разработана для применения в схемах управления двигателями, низковольтных DC/DC и DC/AC преобразователях, источниках бесперебойного питания и источниках лазерной накачки.

Статические характеристики транзисторов этого класса приведены на Рис.1 и 2.

Режимы работы

Нормальный активный режим

Переход эмиттер-база включён в прямом направлении (открыт), а переход коллектор-база — в обратном (закрыт):

U_ЭБ<0; U_КБ>0 (для транзистора n-p-n типа), для транзистора p-n-p типа условие будет иметь вид U_ЭБ>0; U_КБ<0.

Инверсный активный режим

Эмиттерный переход имеет обратное смещение, а коллекторный переход — прямое: U_КБ<0; U_ЭБ>0 (для транзистора n-p-n типа).

Режим насыщения

Оба p-n перехода смещены в прямом направлении (оба открыты).
Если эмиттерный и коллекторный р-n-переходы подключить к внешним источникам в прямом направлении, транзистор будет находиться в режиме насыщения. Диффузионное электрическое поле эмиттерного и коллекторного переходов будет частично ослабляться электрическим полем, создаваемым внешними источниками Uэб и Uкб. В результате уменьшится потенциальный барьер, ограничивавший диффузию основных носителей заряда, и начнётся проникновение (инжекция) дырок из эмиттера и коллектора в базу, то есть через эмиттер и коллектор транзистора потекут токи, называемые токами насыщения эмиттера (I_{Э. нас}) и коллектора (I_{К. нас}).

Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (U_{КЭ. нас}) — это падение напряжения на открытом транзисторе (смысловой аналог R_{СИ. отк} у полевых транзисторов). Аналогично напряжение насыщения база-эмиттер (U_{БЭ. нас}) — это падение напряжения между базой и эмиттером на открытом транзисторе.

Режим отсечки

В данном режиме коллекторный p-n переход смещён в обратном направлении, а на эмиттерный переход может быть подано как обратное, так и прямое смещение, не превышающее порогового значения, при котором начинается эмиссия неосновных носителей заряда в область базы из эмиттера (для кремниевых транзисторов приблизительно 0,6—0,7 В).

Режим отсечки соответствует условию U_ЭБ<0,6—0,7 В, или I_Б=0.

Барьерный режим

В данном режиме база транзистора по постоянному току соединена накоротко или через небольшой резистор с его коллектором, а в коллекторную или в эмиттерную цепь транзистора включается резистор, задающий ток через транзистор. В таком включении транзистор представляет собой своеобразный диод, включённый последовательно с токозадающим резистором.
Подобные схемы каскадов отличаются малым количеством комплектующих, хорошей развязкой по высокой частоте, большим рабочим диапазоном температур, нечувствительностью к параметрам транзисторов.

Историческая справка

Созданию первого транзистора по планарной технологии способствовали знания и опыт, полученные СССР при разработке интегральных микросхем. Их разработка в 60-е годы велась в НИИ «Пульсар», НИИ-35 и различных опытно-конструкторских бюро на предприятиях советской промышленности. В 1962 году в НИИ «Пульсар» перешли на планарную кремневую технологию, которая в последующем дала жизнь КТ315.

Небольшой временной период от разработки до серийного выпуска этого устройства, позволяет судить о высоком уровне развития электронной промышленности СССР в те времена. Судите сами, на сколько быстро и оперативно это было сделано. В 1966 г. министр энергетической промышленности Шокин А.И. узнал о появлении в США технологии промышленного изготовления транзисторов по планарной технологии. Уже в 1967 г. Фрязинский завод полупроводниковых приборов так же начинает выпускать первый в СССР высокочастотник в пластиковом корпусе, по аналогичной технологии – КТ315.

В 1968 г. начался выпуск первого электронного калькулятора — «Электроника-68», в котором насчитывалось около 400 транзисторов данного вида. А к 1973 он стал основой для разработки более 20 подобных полупроводниковых устройств. Примерно до начала 90-х годов КТ315 оснащалась почти вся отечественная электроника, так как, несмотря на свою дешевизну, он получился весьма надежным и технологичным. В настоящее время, в мире насчитывается более 7 миллиардов этих транзисторов. Они были выпущены не только в нашей стране, но и за рубежом по государственной лицензии от СССР.

Схемы включения

Любая схема включения транзистора характеризуется двумя основными показателями:

• Коэффициент усиления по току I_вых/I_вх.
• Входное сопротивление R_вх = U_вх/I_вх.

Схема включения с общей базой

Схема включения с общей базой.

Основная статья: Усилительный каскад с общей базой

• Среди всех трёх конфигураций обладает наименьшим входным и наибольшим выходным сопротивлением. Имеет коэффициент усиления по току, близкий к единице, и большой коэффициент усиления по напряжению. Не инвертирует фазу сигнала.
• Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх = I_к/I_э = α .
• Входное сопротивление R_вх = U_вх/I_вх = U_эб/I_э.

Входное сопротивление (входной импеданс) усилительного каскада с общей базой мало зависит от тока эмиттера, при увеличении тока — снижается и не превышает единиц — сотен Ом для маломощных каскадов, так как входная цепь каскада при этом представляет собой открытый эмиттерный переход транзистора.

Достоинства

• Хорошие температурные и широкий частотный диапазон, так как в этой схеме подавлен эффект Миллера.
• Высокое допустимое коллекторное напряжение.

Недостатки

• Малое усиление по току, равное α, так как α всегда немного менее 1
• Малое входное сопротивление

Схема включения с общим эмиттером

Схема включения с общим эмиттером.I_вых = I_кI_вх = I_бU_вх = U_бэU_вых = U_кэ.

Основная статья: Каскад с общим эмиттером

• Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх = I_к/I_б = I_к/(I_э-I_к) = α/(1-α) = β .
• Входное сопротивление: R_вх = U_вх/I_вх = U_бэ/I_б.

Достоинства

• Большой коэффициент усиления по току.
• Большой коэффициент усиления по напряжению.
• Наибольшее усиление мощности.
• Можно обойтись одним источником питания.
• Выходное переменное напряжение инвертируется относительно входного.

Недостатки

Имеет меньшую температурную стабильность. Частотные свойства такого включения по сравнению со схемой с общей базой существенно хуже, что обусловлено эффектом Миллера.

Схема с общим коллектором

Схема включения с общим коллектором.I_вых = I_эI_вх = I_бU_вх = U_бкU_вых = U_кэ.

Основная статья: Эмиттерный повторитель

• Коэффициент усиления по току: I_вых/I_вх = I_э/I_б = I_э/(I_э-I_к) = 1/(1-α) = β+1 .
• Входное сопротивление: R_вх = U_вх/I_вх = (U_бэ + U_кэ)/I_б.

Достоинства

• Большое входное сопротивление.
• Малое выходное сопротивление.

Недостатки

Коэффициент усиления по напряжению немного меньше 1.

Схему с таким включением часто называют «эмиттерным повторителем».

Структура полевого транзистора

Основополагающий принцип работы, на котором осуществляется действие полевого транзистора с использованием управляющего p-n-перехода основывается на изменении проводимости канала, которая возможна благодаря изменению поперечного сечения. Сток и исток включают напряжение полярности, при котором главные носители заряда (ими являются электроны в канале n-типа) движутся от истока к стоку. В свою очередь, между затвором и истоком включается отрицательное напряжение, управляющее запиранием p – n–переходом.

Рис. №2. Структуры (а) полевых транзисторов с управляющим p—n-перехода и (б) структура транзистора с изолированным затвором.

При большем значении напряжения расширяется запирающий активный слой и канал становится уже. С уменьшением поперечного размера канала происходит увеличение сопротивления и уменьшение величины тока между стоком и истоком. Это действие позволяет управлять протеканием тока. При невысоком значении напряжения затвор  — исток происходит перекрытие канала запирающим слоем, что снижает проводимость канала. Ширина канала варьируется от нулевого значения  до отрицательных величин, иначе говоря, p-n-переходы затвора сдвигаются в обратном направлении, сопротивление увеличивается.

Напряжение на затворе после исчезновения канала и смыкании  p-n-перехода, определяется, как напряжение отсечки U– это величина считается одной из основополагающих для всех  разновидностей полевых транзисторов.

Рис. №3. Структура полевого транзистора. Канал, расположенный между электродами стоком и истоком сформирован из слабообогащенного полупроводника n-типа.

Сфера использования полевых транзисторов

Полевой транзистор является устройством, рассчитанным на большую мощность, характерным в конструкции регуляторов, конвертеров, драйверов, электродвигателей, реле и мощных биполярных транзисторов. Они применяются в конструкции зарядных устройств, автоэлектроники, устройствах управления температурным режимом, широкополосных и малошумящих усилителях в схемах зарядочувствительных предусилителей и прочее.  Для полевых транзисторов характерно наличие высокого входного сопротивления. Управление полевым транзистором производится непосредственно от микросхемы, без применения добавочных усиливающих каскадов.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Результаты подбора транзистора (поиска аналога)

Всего результатов: 75