Область применения транзисторов 13001
Транзисторы серии 13001 разработаны специально для применения в преобразовательных устройствах небольшой мощности в качестве ключевых (переключающих) элементов.
- сетевые адаптеры мобильных устройств;
- электронная пускорегулирующая аппаратура люминесцентных ламп малой мощности;
- электронные трансформаторы;
- другие импульсные устройства.
Нет принципиальных ограничений на использование транзисторов 13001 в качестве транзисторных ключей. Также можно применять данные полупроводниковые приборы в усилителях низкой частоты в случаях, где не требуется особое усиление (коэффициент передачи по току у серии 13001 по современным меркам невелик), но в этих случаях не реализуются довольно высокие параметры этих транзисторов по рабочему напряжению и их высокое быстродействие.
Лучше в этих случаях применить более распространенные и дешевые типы транзисторов. Также при построении усилителей надо помнить, что комплементарная пара у транзистора 31001 отсутствует, поэтому с организацией двухтактного каскада могут быть проблемы.
На рисунке приведен характерный пример использования транзистора 13001 в сетевом зарядном устройстве для аккумулятора переносного устройства. Кремниевый триод включен в качестве ключевого элемента, формирующего импульсы на первичной обмотке трансформатора ТР1. Он с большим запасом выдерживает полное выпрямленное сетевое напряжение и не требует дополнительных схемотехнических мер.
Температурный профиль для пайки бессвинцовым припоем
При пайке транзисторов надо соблюдать определенную осторожность, не допуская излишнего нагрева. Идеальный температурный профиль указан на рисунке и состоит из трех этапов:
- этап предварительного нагрева длится около 2 минут, за это время транзистор прогревается от 25 до 125 градусов;
- собственно пайка длится около 5 секунд при максимальной температуре 255 градусов;
- заключительный этап – расхолаживание со скоростью от 2 до 10 градусов в секунду.
Этот график сложно соблюсти в домашних условиях или в мастерской, да и не так это важно при демонтаже-монтаже единичного транзистора. Главное – не превышать максимально допустимую температуру пайки. Смотрите это видео на YouTube
Смотрите это видео на YouTube
Транзисторы 13001 имеют репутацию достаточно надежных изделий, и при условиях эксплуатации, не выходящих за установленные пределы, могут прослужить долго без отказов.
Описание, технические характеристики и аналоги выпрямительных диодов серии 1N4001-1N4007
Описание, характеристики и схема включения стабилизатора напряжения КРЕН 142
Как работает транзистор и где используется?
Как работает микросхема TL431, схемы включения, описание характеристик и проверка на работоспособность
Описание, устройство и принцип работы полевого транзистора
Описание характеристик, назначение выводов и примеры схем включения линейного стабилизатора напряжения LM317
Схема «зарядки» для телефона.
R1 — 1 Ом, 1Ватт. R2 — 20 кОм. R3 — 680 кОм. R4 — 100 кОм. R5 — 43 Ом. R6 — 5,1 Ом. R7 — 33 Ом. R8 — 1 кОм. R9 — 1,5 кОм. C1 — 22 мФ,25в(оксидный). C2 — 1 нФ, 400в. C3 — 3,3 нФ, 1000в. C4 — 2,2 мФ,400в(оксидный). C5 — 100 мФ,25в(оксидный). VD1 — стабилитрон 5,6в. VD2,VD3 — диод 1N407. VD4 — диод 1N4937. VD5 — индикаторный светодиод. Транзистор — MJE13001(13001), MJE13003(13003), самый надежный вариант — MJE13005(13005).
Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».
13001 – кремниевый, эпитаксильно-планарный биполярный транзистор n-p-n проводимости. Используется в маломощных импульсных блоках питания бытовых приборов, зарядках, энергосберегающих, светодиодных лампах и других высоковольтных устройствах. Так же его можно встретить в схемах низкочастотных усилителей в качестве усилителя звукового сигнала.
Аналоги
Для замены подойдут транзисторы кремниевые, со структурой NPN, эпитаксиально-планарные, примененяемые в пускорегулирующих устройствах осветительной аппаратуры, преобразователях напряжения, импульсных регуляторах и других переключающих устройствах.
Отечественное производство
| Тип | PC | UCB | UCE | UBE | IC | TJ | fT | hFE | Врем. параметры: ton / tstg / tf мкс | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 13001-0 | 0,8 | 700 | 400 | 9 | 0,4 | 150 | 5 | 8…30 | 0,7 / 1,8 / 0,6 | TO-92 |
| КТ538А | 0,7 | 600 | 400 | 9 | 0,5 | 125 | 4 | 5 | — | TO-92 |
| 2Т506А/Б | 0,8 | 800/600 | 800/600 | 5 | 2 | 150 | 17 | 30 | 0,25 / 1,56 / 0,5 | TO-39 |
| КТ8270А | 7 | 600 | 400 | 9 | 0,5 | 125 | 4 | 10 | — | TO-126 |
Зарубежное производство
| Тип | PC | UCB | UCE | UBE | IC | TJ | fT | hFE | Врем. параметры: ton / tstg / tf мкс | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 13001-0 | 0,8 | 600 | 400 | 9 | 0,5 | 150 | 5 | 8…30 | 0,7 / 1,8 / 0,6 | TO-92 |
| 3DD6012A1 | 0,8 | 900 | 500 | 9 | 1,5 | 150 | 5 | 5 | 1 / 2 /1,5 | TO-92 |
| BU103AH | 0,8 | 900 | 600 | 9 | 1,6 | 150 | 5 | 15 | 1 / 3 / 0,8 | TO-92 |
| BU103DH | 0,8 | 800 | 500 | 9 | 1,6 | 150 | 5 | 20 | 1 / 3,5 / 0,8 | TO-92 |
| BUJ100 | 2 | 700 | 700 | — | 1 | 150 | — | 14 | 0,88 / 1,2 / 0,3 | TO-92 |
| CS13002 | 9,9 | 700 | 480 | 9 | 1 | 150 | — | 8 | — | TO-92 |
| CS13003 | 0,9 | 700 | 480 | 9 | 1,5 | 150 | — | 8 | — | TO-92 |
| KSB13003H | 1,1 | 900 | 530 | 9 | 1,5 | 150 | 4 | 20 | 1,1 / 4 / 0,7 | TO-92 |
| KSB13003HR | 1,1 | 900 | 530 | 9 | 1,5 | 150 | 4 | 20 | 1,1 / 4 / 0,7 | TO-92 |
| KTC3003HV | 1,1 | 900 | 530 | 9 | 1,5 | 150 | 4 | 20 | 1,1 / 3 / 0,7 | TO-92 |
| MJE13002AHT | 1,2 | 850 | 500 | 9 | 1,5 | 150 | — | 20 | — | TO-92(S) |
| MJE13003HT | 1,3 | 850 | 500 | 9 | 2 | 150 | — | 20 | — | TO-92 |
| MJE13003J1 | 1 | 900 | 550 | 9 | 1,5 | 150 | 5 | 10 | — / 6 / 1,2 | TO-92 |
| MJE13003J1G | 1 | 900 | 550 | 9 | 1,5 | 150 | 5 | 10 | — | TO-92 |
| MJE13003L1 | 1 | 900 | 530 | 9 | 1,5 | 150 | 5 | 10 | — / 5 / 1,2 | TO-92 |
| STD5915 | 1,1 | 900 | 530 | 9 | 1,5 | 150 | 4 | 20 | 1,1 / 4 / 0,7 | TO-92 |
| STX616 | 2,8 | 980 | 500 | 12 | 1,5 | 150 | — | 25 | 0,2 / 5 / 0,65 | TO-92 |
Примечания:
- Для транзистора MJE13002AHT возможны также корпуса: TO-126(S), TO-251(S), SOT-89.
- Данные в таблицах взяты из даташип-производителя.
Усилитель на транзисторах 13002
Хотя компактные люминесцентные лампы уже непопулярны, у многих самодельщиков накопились платы от них. Среди прочих компонентов, там присутствуют транзисторы типов 13001, 13002, 13003. Хотя они считаются ключевыми, перевести их в линейный режим общепринятым способом не составляет труда, выходная мощность при этом, конечно, невелика. Так, например, автор Instructables под ником Utsource123 собрал из двух таких транзисторов составной (его также называют транзистором Дарлингтона, который сделал соответствующее изобретение в 1953 году) и построил на нём простой однотактный усилитель мощности звуковой частоты (УМЗЧ). Поскольку мастер решил не составлять схему усилителя, переводчику пришлось восстановить её по описанию и фотографиям. Получилась самая обыкновенная схема УМЗЧ на составном транзисторе без каких-либо особенностей. На старых транзисторах МП она выглядела бы точно так же. С учётом противоположной структуры, конечно.
Смещение на базу резистором, конденсатор, чтобы это смещение не попало в источник сигнала — всё как обычно. Конденсатор на 100 мкФ, 25 В, резистор на 1 кОм.
Первым делом мастер знакомит читателей с цоколёвкой транзистора 13002:
Затем он, как и положено при сборке из двух транзисторов одного составного, соединяет эмиттер первого транзистора с базой второго. Хорошо, они как раз расположены рядом.
Впаивает резистор смещения между коллектором и базой первого транзистора. Благодаря ему оба транзистора будут работать в линейном режиме.
Подключает к базе первого транзистора плюсовой вывод конденсатора:
Соединяет коллекторы обоих транзисторов перемычкой:
Подключает сигнальный кабель: общий провод припаивает к эмиттеру второго транзистора, а выход любого из стереоканалов — к минусовому выводу конденсатора:
Один вывод динамической головки соединяет с плюсом питания, второй — с соединёнными вместе коллекторами обоих транзистора. Минус питания подаёт на эмиттер второго транзистора.
Усилитель готов к работе. Если не добавлять к нему регулятор громкости, источник сигнала придётся взять такой, в котором соответствующий регулятор имеется. И можно слушать.
Собрав второй такой же усилитель и подав на него сигнал с другого стереоканала, вы получите стереофонический эффект.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Графические иллюстрации характеристик
Рис. 1. Зависимость статического коэффициента усиления hFE транзистора в схеме с общим эмиттером от величины коллекторной нагрузки IC.
Зависимость снята при трех значениях температуры кристалла и при напряжении коллектор-эмиттер UCE = 10 В.
Рис. 2. Зависимость напряжения насыщения UCE(sat) коллектор-эмиттер от величины коллекторной нагрузки IC.
Зависимость снята при трех значениях температуры кристалла и при соотношении тока коллектора к току базы IC/IB = 5.
Рис. 3. Зависимость напряжения насыщения UBE(sat) база-эмиттер от величины коллекторной нагрузки IC.
Зависимость снята при трех значениях температуры кристалла и при соотношении тока коллектора к току базы IC/IB = 5.
Рис. 4. Ограничение мощности рассеивания PC при увеличении температуры внешней среды Ta.
Рис. 5. Область безопасной работы транзистора.
Ограничительные кривые определены при в импульсном режиме при длительностях импульсов: 1 мс, 100 мс, 1с.
Маркировка
Маркируется на корпусе цифрами “13003”, указывающими на серийный номер устройства по системе JEDEC. Префикс MJE, в начале указывает на происхождение устройства у именитого брэнда — компании Motorola. В настоящее время префикс mje в обозначении своей продукции добавляют и другие производители радиоэлектронного оборудования. Так что, не удивительно встретить транзистор с таким префиксом от другого компании.
Также, вместо MJE, но с другими буквами в названиях, могут встречается похожие устройства: ST13003 SOT-32 (ST Microelectronics), FJP13003, KSE 13003 (Fairchild). В последнее время стали встречается копии устройств от китайских компаний с такой маркировкой на корпусе: 13003d, 13003br, j13003, e13003. В большинстве случаев у приборов с буквой “d” в конце есть встроенный защитный диод, а у остальных меньшая мощность до 25 Вт.
Переход на нитрид-галлиевую технологию
Рис. 3. IGN1011L1200 — мощный GaN-on-SiC транзистор с импульсной выходной мощностью 1250 Вт. Транзистор предназначен для работы на частотах 1030 и 1090 МГц в режиме Mode-S ELM в составе систем вторичной радиолокации
Технология нитрид-галлиевых ПВПЭ (GaN HEMT) транзисторов — новейшая технология изготовления мощных усилительных полупроводниковых ВЧ/СВЧ-приборов, быстро набирающая популярность во многих приложениях благодаря высокому коэффициенту усиления и большой выходной мощности в S-диапазоне и выше. Как правило, приборы этого типа выполнены на подложке из карбида кремния (SiC), которая, обеспечивая высокую теплопроводность, способствует повышению долговременной надежности работы устройств.
GaN HEMT-транзисторы в силу конструктивного исполнения на SiC-подложке, обеспечивающей оптимальное охлаждение, идеально подходят для импульсных приложений высокой мощности с их строгими требованиями к плотности мощности (по сравнению с CW-приложениями). Кроме того, поскольку эти транзисторы отличаются высокой плотностью мощности, их выходная емкость из расчета на 1 Вт намного ниже, чем у конкурирующих с ними технологий. Это позволяет проводить настройку гармонических составляющих сигнала на выходе, что обеспечивает КПД выше 85% даже при киловаттных уровнях выходной мощности. Меньшая емкость из расчета на 1 Вт — то, что позволяет этим полупроводниковым устройствам работать на гораздо более высоких частотах, чем при использовании технологии LDMOS.
Однако одним из недостатков, присущих GaN HEMT-транзисторам, является то, что они являются полупроводниковыми устройствами, работающими в режиме обеднения носителями. Это значит, что для их функционирования требуется и положительное, и отрицательное напряжения. Кроме того, напряжение на затвор такого транзистора подается до появления напряжения на его стоке. Чтобы нивелировать этот недостаток, компания Integra в усилительных субмодулях (паллетах) использует специальные схемы, распределяющие по времени управляющие импульсы затвора (gate pulsing and sequencing, GPS). Такое решение позволяет избежать затруднений, связанных с указанной особенностью GaN HEMT-транзисторов, и не приводит к увеличению числа элементов в конечном решении усилителя.
Примером современного GaN HEMT-устройства является транзистор IGN1011L1200 компании Integra, представленный на рис. 3. Импульсная выходная мощность транзистора (предназначенного для систем опознавания и обзорных радиолокационных станций) превышает 1250 Вт. Он работает на частотах 1030 и 1090 МГц в том же схемотехническом решении, что является следствием исключительно низкого отношения емкости из расчета на 1 Вт. При коэффициенте усиления около 17 дБ у IGN1011L1200 — очень высокий КПД: 85% в режиме Mode-S ELM при усилении импульсного сигнала соответствующего формата (пачка из 48 импульсов — 32 мкс вкл./18 мкс выкл., период повтора посылок — 24 мс, усредненный коэффициент заполнения — 6,4%.
ЗАВЕРШЕНИЕ
Да, этот проект отнял у меня много времени и финансов, но знаете что? Ничуть не жалею, в конце концов был собран действительно очень крутой усилитель, который можно использовать и в машине, и дома, а качество звучания на все 200% лучше любого промышленного аудиоцентра аналогичного класса, не зря в комплексе использовал высококачественные схемы УМЗЧ.
Изначально, затял проект и не знал сколько времени он у меня отнимет, но благодаря конкурсу довел его до конца и успел буквально на последний день приема заявок, хотя очень сомневался, что успею в срок.
Усилитель вполне подходит для дискотек в малых залах — колоссальная мощность не подведет даже на свадьбах, осталось сделать блок питания и предварительные усилители со всеми удобствами, которые планирую на следующее лето. На сборку было потрачено 4 месяца, были трудности с компонентами и временем, которого так не хватает, но при наличии всех компонентов и комплектующих частей, можно уложится в гораздо короткий срок.
На счет качества звучания — не могу передать это словами, нужно лишь раз послушать и все станет ясно! Основные проблемы заключались в том, что нужно было все приспособить, резать, травить и смонтировать все это в общий блок. Над видом передней панели думали всей семьей, в конце концов победила версия матери — именно она предложила этот вариант, за это и многое другое — низкий ей поклон — основные идеи подавала она, ну и разумеется жена тоже не оставалась в стороне — помогала и работала почти наравне со мной.
В процессе сборки были некоторые этапы, когда проект забросил, но находил силы и довел до конца, а сегодня с гордостью представляю его вашему суду — здоровья вам, любви и терпения, всегда ваш КАСЬЯН АКА.
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.
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.
Первый вариант УНЧ на транзисторах
В первом варианте усилитель построен на кремниевых транзисторах n-p-n проводимости. Входной сигнал поступает через переменный резистор R1, который в свою очередь является нагрузочным сопротивлением для схемы источника сигнала. Наушники подсоединены к коллекторной электроцепи транзистора VT2 усилителя.
Поступающие на потенциометр R1 колебания НЧ через его движок и емкость С1 идут на базу VT1 1-го каскада в результате чего происходит частичное усиление. Данный резистор еще играет роль регулятора усиления (регулятор громкости), поскольку с изменением его сопротивления меняется напряжение, поступающее на базу VT1, и соответственно изменяется уровень усиленного сигнала.
Далее частично усиленный сигнал с сопротивления R3 через разделительный конденсатор идет на базу второго транзистора, в результате чего сигнал дополнительно усиливается и выделяется на наушниках, которые являются нагрузкой выходной цепи.
Сопротивления R2 и R4 обеспечивают положительное смещение на базе транзисторов (по отношению к эмиттеру). В момент отладки УЗЧ, данные сопротивления необходимо подобрать под конкретно используемые транзисторы, поскольку каждый транзистор имеет определенное отклонение коэффициента усиления.
Профессиональный цифровой осциллограф
Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…
Подробнее