13003 транзистор характеристики и его российские аналоги

Маркировка и цоколёвка

Данный прибор имеет структуру n — p — n . Выводы элемента слева-направо, при обращении лицевой части транзистора к нам(плоская сторона с маркировкой), имеют такой порядок – “коллектор-база-эмиттер”. Цоколёвку КТ3102 нужно знать и учитывать её при пайке прибора. Ошибка при пайке может повредить весь транзистор.

Маркировка транзисторов применяется для различия одного типа прибора от другого. Например, различия между типом А и Б. В случае КТ3102, маркировка имеет следующую структуру:

Зелёный кружок на лицевой стороне означает тип транзистора. В нашем случае – КТ3102.
Кружок сверху означает букву прибора (А, Б, В и т.д). Применяются следующие обозначения :

А – красный или бордовый. Б – жёлтый. В – зелёный. Г – голубой. Д – синий. Е – белый. Ж – тёмно-коричневый.

На некоторых приборах вместо цветовых обозначений, маркировка пишется словами. Например, 3102 EM. Подобные обозначения удобнее цветных.

Знание маркировки транзистора позволит правильно подобрать нужный элемент, согласно требуемым параметрам.

История появления транзисторов

На заре прошлых веков конца 19 века ученые физики и практики (Гутри, Браун, Эдисон, Боус, Пикард, Флеминг) разных стран совершили принципиальное открытие и получили патенты на «детектор», «выпрямитель» — так тогда называли диод. Вслед за диодом последовало эпохальное открытие транзистора. Перечисление имен ученых разных стран, приложивших голову и руки к открытию транзистора, заняло бы много строк.

Основными теоретиками считаются Шокли, работавший в Bell Telephone Laboratories, а также его коллеги Бардин и Браттейн.

Слева направо: Шокли, Бардин и Браттейн

В итоге их работ, в 1947 году, получен первый образец работающего точечного германиевого транзистора, и на его основе, в том же году, был разработан первый усилитель, имевший коэффициент усиления 20 дБ (в 10 раз) на частоте 10 Мгц.

Серийный выпуск точечных транзисторов фирмой Western Electric начался в 1951 году и достиг около 10 000 штук в месяц в 1952 году. В СССР первый точечный транзистор был создан в 1949 г. Серийный выпуск точечных транзисторов был налажен в 1952 году, а плоскостных — в 1955 году. Затем последовали следующие открытия в теории и технологиях: транзисторы на выращенных переходах (1950 г.), сплавные транзисторы (1952 г.), диффузные мета-транзисторы (1958 г.), планарные транзисторы (1960 г.), эпитаксиальные транзисторы (1963 г.), многоэмиттерные транзисторы (1965 г.) и т. д.

Как же появился среди них наш герой — транзистор Дарлингтона (далее по тексту ТД)? Дарлингтон (англ. Darlingtone) — город в в Великобритании. Однако и люди могут иметь фамилии по имени городов или наоборот. Таким является сотрудник все той же фирмы Bell — Сидни Дарлингтон

Сидни Дарлингтон

Маркировка транзисторов

Транзистор КТ361 и КТ361-1.
Тип транзистора указывается в этикетке, а также на корпусе прибора в виде буквы указывалась группа. На корпусе указывается полное название транзистора или только буква, которая находится по центру корпуса транзистора. Товарный знак завода может не указываться. Дата выпуска ставится в цифровом или кодированном обозначении (при этом могут указывать только год выпуска). Точка в составе маркировки транзистора указывает на его применяемость – в составе цветного телевидения, станков с числовым программным управлением и бытовой электроники высшего класса, соответственно такие транзисторы были повышенной надежности и проходили дополнительные испытания при изготовлении. Пример маркировки транзистора КТ361-1 показан на рисунке 1 (в случае КТ361 цифра в маркировке отсутствует).

Следует также отметить, что транзисторы КТ315 и КТ361 были первыми массовыми транзисторами с кодовой маркировкой в миниатюрном пластмассовом корпусе КТ-13. Транзистор КТ361 тоже маркировался одной буквой, как и КТ315, но буква располагалась по центру, а также иногда слева и справа от неё были тире. Однако транзисторы, поставляемые с отклонениями по внешнему виду и габаритным размерам, дополнительно маркировались диагональной чертой. Подавляющее большинство транзисторов КТ315 и КТ361 (характеристики такие же, как у КТ315, а проводимость p-n-p) было выпущено в корпусах желтого или красно-оранжевого цветов, значительно реже можно встретить транзисторы розового, зелёного и черного цветов. В маркировку транзисторов предназначенных для продажи помимо буквы обозначающей группу, товарного знака завода и даты изготовления входила и розничная цена, например «ц20к», что означало цена 20 копеек.

Транзистор КТ361-2 и КТ361-3.
Тип транзистора также указывается в этикетке, а на корпусе указывается полное название транзистора. Пример маркировки транзистора КТ361-2 приведен на рисунке 2(в случае КТ361-3 на корпусе указывается цифра 3).

Пошаговая инструкция проверки мультимером

Перед началом проверки, прежде всего определяется структура триодного устройства, которая обозначается стрелкой эмиттерного перехода. Когда направление стрелки указывает на базу, то это вариант PNP, направление в сторону, противоположную базе, обозначает NPN проводимость.

Проверка мультимером NPN транзистора состоит из таких последовательных операций:

Проверяем обратное сопротивление, для этого присоединяем «плюсовой» щуп прибора к его базе.
Тестируется эмиттерный переход, для этого «минусовой» щуп подключаем к эмиттеру.
Для проверки коллектора перемещаем на него «минусовой» щуп.

Результаты этих измерений должны показать сопротивление в пределах значения «1».

Для проверки прямого сопротивления меняем щупы местами:

«Минусовой» щуп прибора присоединяем к базе.
«Плюсовой» щуп поочередно перемещаем от эмиттера к коллектору.
На экране мультиметра показатели сопротивления должны составить от 500 до 1200 Ом.

Данные показания свидетельствуют о том, что переходы не нарушены, транзистор технически исправен.

Многие любители имеют сложности с определением базы, и соответственно коллектора или эмиттера. Некоторые советуют начинать определение базы независимо от типа структуры таким способом: попеременно подключая черный щуп мультиметра к первому электроду, а красный – поочередно ко второму и третьему.

База обнаружится тогда, когда на приборе начнет падать напряжение. Это означает, что найдена одна из пар транзистора – «база – эмиттер» или «база – коллектор». Далее необходимо определить расположение второй пары таким же образом. Общий электрод у этих пар и будет база.

Практика работы составного транзистора

На рис. 3 показаны три варианта построения выходного каскада (эмиттерный повторитель). При подборе транзисторов надо стремится к b1~b2 и b3~b4 . Различие можно компенсировать за счёт подбора пар по равенству коэффициентов усиления СТ b13~b24 (см. табл. 1).

Схема на рис. 3а имеет наибольшее входное сопротивление, но это худшая из приведённых схем: требует изоляцию фланцев мощных транзисторов (или раздельные радиаторы) и обеспечивает наименьший размах напряжения, поскольку между базами СТ должно падать ~2 В, в противном случае сильно проявятся искажения типа «ступенька».
Схема на рис. 3б досталась в наследство с тех времён, когда ещё не выпускались комплементарные пары мощных транзисторов. Единственный плюс по сравнению с предыдущим вариантом – меньшее падение напряжения ~1,8 В и больше размах без искажений.
Схема на рис. 3в наглядно демонстрирует преимущества СТШ: между базами СТ падает минимум напряжения, а мощные транзисторы можно посадить на общий радиатор без изоляционных прокладок.

На рис. 4 показаны два параметрических стабилизатора. Выходное напряжение для варианта с СТД равно:

Поскольку Uбэ гуляет в зависимости от температуры и коллекторного тока, то у схемы с СТД разброс выходного напряжения будет больше, а потому вариант с СТШ предпочтительней.

Рис. 3. Варианты выходных эмиттерных повторителей на СТ

Рис. 4. Применение СТ в качестве регулятора в линейном стабилизаторе

Для коммутации электромеханических приводов и, тем более, в импульсных схемах следует использовать готовые СТ с нормированными параметрами включения и выключения, паразитными ёмкостями. Типичный пример – широко распространённые импортные комплементарные СТД серии TIP12х.

Аналоги КТ315

У транзистора имеется как отечественная замена, так и заграничная. Начнем с первой. Это КТ3102 (ТО-92). Он тоже кремниевый, с npn структурой, но с большей температурой (до +150 С), другим расположением диодов и более высокими электрическими возможностями. Можно сказать, что они, относительно, одинаковы.

Иностранные заменители: ВС547 (npn, высокочастотный (примерно в 300 МГц, когда у КТ315 — 250 МГц), расположение диодов как у КТ3102, температура до +150 С), PN2222 (300 МГц, цоколевка соответствует предыдущей, остальные характеристики примерно одинаковы с КТ315), 2SC9014 (температура от -55 С до +150 С, 270 МГц). Раньше зарубежные транзисторы выходили с корпусом КТ-13, но на данный момент таких уже не существует.

Распиновка

Цоколевка 13003 у большинства производителей выполняется в пластиковым корпусом ТО-126. У компании STMicroelectronics (STM) этот корпус называется SOT-32. Фирменный MJE13003 у компании Motorola имел пластиковый корпус — ТО-225A. Это тот же, немного улучшенный ТО-126, согласно системы стандартизации полупроводниковых приборов Jedec. Три гибких вывода из корпуса ТО-126, если смотреть на маркировку, имеют следующее назначение: самый левый контакт – база; посередине – коллектор; крайний справа – эмиттер.

В статье рассмотрено назначение выводов, встречающееся у большинства производителей, однако бывает и другая – нетипичная распиновка 13003 в ТО-126. У той же STM, если смотреть на прибор как описано выше, эмиттер будет слева, база справа, а коллектор посередине. Аналогичная цоколевка у KSE13003 (Fairchild Semiconductor). Очень редко, но встречаются приборы в корпусе ТО-220. Для наглядности просмотрите рисунок с цоколевкой от разных компаний.

Режима работы в SOA

Очень важной характеристикой для переключающего транзистора является параметры, относящиеся к область безопасной работы (Safe operating area (SOA). Они в даташит показаны в виде графиков активного (безопасного) режима работы в SOA (FBSOA) и выключения (RBSOA)

Режим FBSOA

На графике активного режима работы для mje13003 видно, что постоянный ток коллектора в 1 А допустим только при напряжении около 30 В, что не превышает номинальной мощности 30 Вт (при предельной мощности устройства в 40 Вт). При импульсном токе активная область расширяется. Например при импульсном токе в 3 A, в течении 100 мкс, допустимо напряжение около 150 В. Как видно из графика, при увеличении напряжения, величина используемого тока коллектора уменьшается. Область возможного вторичного пробоя указывается в правой части графика.

Выглядит это конечно замечательно, но стоит внести в эту идиллию ложку дёгтя. Как принято, безопасный режим работы рассчитывается производителями при температуре перехода до 25 градусов. В реальности нельзя поддерживать такую температуру у работающего полупроводникового прибора, так как при её увеличении мощность устройства падает. А при увеличении температуры до предельных 150 °С доходит до 0 Вт. В связи с этим радиолюбители стараются разными способами уменьшить нагрев корпуса, оснащая устройства радиаторами, добиваясь при этом средних рабочих температур.

Режим RBSOA

В справочнике на 13003 (рисунке 12), приводится график работы в режиме выключения — RBSOA. На графике показана область устойчивой работы транзистора при выключении и обратном смещении на переходе эмиттер-база V_BE(off), при этом ток коллектора продолжает течь. Если на базе напряжение нулевое, то область RBSOA значительно меньше.

BD243C аналог BD243C и TIP41CG

150℃

Материал — Silicon Silicon
Произведение Коэффициента Усиления на Ширину Полосы Пропускания — — 3 MHz
Длина — 10.4 mm 10.28 mm
Ширина — 4.6 mm 4.83 mm
Высота — 9.15 mm 15.75 mm
Стиль Монтажа Through Hole Through Hole Through Hole
Упаковка — Tube Tube
REACH SVHC Комплаенс No SVHC No SVHC No SVHC
Бессвинцовая Статус Lead Free Lead Free Lead Free
RoHS Комплаенс Non-Compliant RoHS Compliant RoHS Compliant
Жизненный Цикл Продукта — Not Recommended for New Designs Active
Рассеиваемая Мощность (Макс) — 65000 mW 2000 mW
Рабочая температура (мин) — -65 ℃ -65 ℃
Транзисторная полярность NPN NPN NPN
REACH SVHC Compliance Edition 2016/06/20 2015/12/17 2015/12/17
Усиление постоянного тока (hFE) 15 30 3
Максимальная входная мощность — 65 W 2 W
Рабочая температура (Макс) 150 ℃ 150 ℃ 150 ℃
Automative Application — — Yes
Industrial Application — — Yes
Справочная цена（） $ 0.339Все цены (3 позиции)$ 0.211Все цены (9 позиции)$ 0.259Все цены (15 позиции)

Основные технические характеристики

Кроме выходного напряжения, для стабилизатора важен ток, который он может обеспечить под нагрузкой.

Тип микросхемы	Номинальный ток, А
К(Р)142ЕН1(2)	0,15
К142ЕН5А, 142ЕН5А	3
КР142ЕН5А	2
К142ЕН5Б, 142ЕН5Б	3
КР142ЕН5А	2
К142ЕН5В, 142ЕН5В, КР142ЕН5В	2
К142ЕН5Г, 142ЕН5Г, КР142ЕН5Г	2
К142ЕН8А, 142ЕН8А, КР142ЕН8А	1,5
К142ЕН8Б, 142ЕН8Б, КР142ЕН8Б	1,5
К142ЕН8В, 142ЕН8В, КР142ЕН8В	1,5
КР142ЕН8Г	1
КР142ЕН8Д	1
КР142ЕН8Е	1
КР142ЕН8Ж	1,5
КР142ЕН8И	1
К142ЕН9А, 142ЕН9А	1,5
К142ЕН9Б, 142ЕН9Б	1,5
К142ЕН9В, 142ЕН9В	1,5
КР142ЕН18	1,5
КР142ЕН12	1,5

Этих данных достаточно для предварительного решения о возможности применения того или иного стабилизатора. Если нужны дополнительные характеристики, их можно найти в справочниках или в интернете.

Транзисторы КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Д, КТ315И, КТ315Ж.

Т ранзисторы КТ315 — кремниевые, маломощные высокочастотные, структуры — n-p-n. Корпус пластиковый — желтого, красного, темно — зеленого, оранжевого цветов. Масса — около 0,18г. Маркировка буквенно — цифровая, либо буквенная. Цоколевка легко определяется с помощью буквы, обозначающей подкласс транзистора. Она распологается напротив вывода эмиттера. Вывод коллектора — посередине, базы — оставшийся, крайний.

Наиболее широко распространенный отечественный транзистор. При изготовлении КТ315 впервые массово была применена планарно — эпитаксиальная технология. На пластине из материала n — проводимости формировался участок базы, проводимостью — p, затем, уже в нем — n участок эмиттера. Эта технология способствовала значительному удешевлению производства, при меньшем разбросе параметрических характеристик, по тому времени — довольно высоких.

Благодаря плоской форме корпуса и выводов КТ315 хорошо подходит для поверхностного монтажа. Таким образом, применение КТ315 позволило в свое время значительно уменьшить размеры элементов ТТЛ советских ЭВМ второго поколения. Область применения КТ315 черезвычайно широка, кроме элементов логики это — низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные усилители, генераторы, все что сотавляло основу огромного количества бытовых и промышленных электронных устройств советской эпохи.

Разработка КТ315 была отмечена в 1973 г. Государственной премией СССР. Примечательно, что КТ315 до сих пор производятся в Белоруссии, в корпусе ТО-92.

Наиболее важные параметры.

Граничная частота передачи тока — 250 МГц. Коэффициент передачи тока у транзисторов КТ315А, КТ315В, КТ315Д — от 20 до 90. У транзисторов КТ315Б,КТ315Г,КТ315Е — от 50 до 350. У транзистора КТ315Ж, — от 30 до 250. У транзистора КТ315Ж, не менее 30.

Максимальное напряжение коллектор — эмиттер. транзистора КТ315А — 25в. Транзистора КТ315Б — 20в, транзистора КТ315Ж — 15в. У транзисторов КТ315В, КТ315Д — 40 в. у транзисторов КТ315Г, КТ315Е — 35 в. У транзистора КТ315И — 60 в.

Напряжение насыщения база — эмиттер при токе коллектора 20 мА, а токе базы — 2 мА: У транзисторов КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г — 1,1 в. У транзисторов КТ315Д, КТ315Е — 1,5 в. У транзисторов КТ315Ж — 0,9 в.

Напряжение насыщения коллектор — эмиттер при токе коллектора 20 мА, а токе базы 2 мА: У транзисторов КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г — 0,4 в. У транзисторов КТ315Д, КТ315Е — 1 в. У транзисторов КТ315Ж — 0,5 в.

Максимальное напряжение эмиттер-база — 6 в.

Обратный ток коллектор-эмиттер при предельном напряжении : У транзисторов КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Д, КТ315Е — 1 мкА. У транзисторов КТ315Ж — 10 мкА. У транзисторов КТ315И — 100 мкА.

Обратный ток коллектора при напряжении колектор-база 10в — 1 мкА.

Максимальный ток коллектора. У транзисторов КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Д, КТ315Е — 100 мА. У транзисторов КТ315Ж, КТ315И — 50 мА.

Емкость коллекторного перехода при напряжении коллектор-база 10 в, не более: У транзисторов КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г,КТ315Д, КТ315Е, КТ315И — 7 пФ. У транзисторов КТ315Ж — 10 пФ.