Графические иллюстрации характеристик
Рис. 1. Внешняя характеристика транзистора в схеме с общим эмиттером. Зависимость коллекторной нагрузки IC от напряжения коллектор-эмиттер UCE при различных токах (управления) базы IB.
Рис. 2. Зависимость статического коэффициента усиления по току от коллекторной нагрузки IC.
Зависимость снята при импульсном напряжении коллектор-эмиттер UCE = 5 В.
Рис. 3. Зависимости напряжений насыщения коллектор-эмиттер UCE(sat) и эмиттер-база UBE(sat) от величины коллекторной нагрузки IC.
Зависимость снята при соотношении амплитуд импульсов токов коллектора и базы IC/IB = 5.
Рис. 4. Снижение предельной токовой нагрузки IC в области безопасной работы транзистора при увеличении температуры корпуса прибора TC.
Кривая «Dissipation Limited» — снижение токовой нагрузки в результате общего перегрева п/п структуры.
Кривая «S/b Limited» — снижение токовой нагрузки для исключения вторичного пробоя п/п структуры локально, в местах повышенной плотности тока.
Определение теплового режима транзистора во многом сводится к определению рассеиваемой мощности и соотнесению её с областью безопасной работы транзистора (ОБР). Для транзистора, работающего в ключевом режиме, приходится учитывать потери на коммутационных интервалах, а также ряд особенностей, определяемых реактивными свойствами коллекторной цепи и источника питания.
Рис. 5. Область безопасной работы транзистора, определена при температуре среды Ta = 25°С при нагрузке транзистора одиночными импульсами (Single Pulse) различной длительности: PW = 10 мкс; 50 мкс; 100 мс; 300 мкс; 1,0 мс; 10 мс; 100 мс.
Выделяются 4 участка ограничивающих линий предельного тока коллектора:
- горизонтальный – предельный ток транзистора, определяющий устойчивость паяных соединений. При возрастании температуры корпуса вводится поправка согласно графику Рис. 4;
- участок «Dissipation Limited» – предельный ток, ограничивающий общий нагрев п/п структуры;
- участок «S/b Limited» — ограничение тока исходя из недопущения вторичного пробоя п/п структуры;
- вертикальный участок – предельное напряжение коллектор-эмиттер, не приводящее к лавинному пробою п/п структуры.
Характеристики ОБР по Рис. 5 подходят для анализа безопасной работы транзистора при резистивном или емкостном характере нагрузки, а также при любой нагрузке на интервале проводимости (ton). См. диаграмму тока коллектора в импульсном режиме выше.
В схеме с индуктивной нагрузкой на коммутационном интервале (tstg + tf), при восстановлении непроводящего состояния, возникающие на транзисторе пиковые перенапряжения могут превышать критические значения и вызвать пробой п/п структуры. Для уменьшения перенапряжений вводятся ограничители напряжения: снабберные RC-цепи, активные ограничители и т. п. Для уменьшения потерь (уменьшения длительности коммутационного интервала) в цепь управления (базы) транзистора вводится отрицательное напряжение смещения.
Увеличение напряжений при вводе отрицательного смещения и ограничение коллекторного тока отражаются на конфигурации ОБР. Такая ОБР является неотъемлемой характеристикой работы транзистора в переключающем режиме с индуктивной нагрузкой.
Рис. 6. Область безопасной работы с обратным смещением. Характеристика снята при условии Tc ≤ 100°C.
Увеличение UCEX(sus) при значительном ограничении тока коллектора – результат ввода ограничителей коммутационных перенапряжений до уровня 450 В.
Условиями безопасной (корректной) работы транзистора в ключевом режиме является выполнение следующих условий:
- непревышение температурных ограничений по структуре в целом;
- токи и напряжения на интервале включения (ton) не превышают ограничений ОБР;
- токи и напряжения на интервале выключения (tstg + tf) не превышают ограничений ОБР с обратным смещением.
Электрические параметры
Одной из важнейших характеристик для всех высокочастотников является коэффициент шума (FШ), во многом он предопределяет возможность применения транзистора в схемах усиления слабых сигналов. Значение FШ определяется при заданном сопротивлении источника сигнала (Rs) на частоте генерации 1 кГц.
У s9014 коэффициент шума, в параметрах большинства производителей, не превышает 10 дБ. Поэтому этот высокочастотный транзистор относят к малошумящим. Чтобы добиться наименьшего уровня шума, его применяют при пониженных значениях напряжения коллектор-база и тока эмиттера. Температура при этом должна быть низкой, так как при её возрастании собственные шумы транзистора увеличиваются.
Аналоги
Для замены могут подойти транзисторы кремниевые, со струкрурой NPN, эпитаксиально-планарные, предназначенные для применения в схемах усилителей низкой частоты, дифференциальных и операционных усилителей.
Отечественное производство
| Тип | PC | UCB | UCE | UEB | IC | TJ | hFE | fT | Cob | NF | UCE(sat) | Корпус |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C1815 | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 130 | 80 | 3,5 | — | ≤ 0,25 | SOT-23 |
| КТ3102А | 0,25 | 50 | 50 | 5 | 0,1 | — | 100…200 | 150 | ≤ 6 | 10 | — | ТО-92, ТО-18 |
| КТ3102Б | 0,25 | 50 | 50 | 5 | 0,1 | — | 200…500 | 150 | ≤ 6 | 10 | — | ТО-92, ТО-18 |
| КТ602А/Б | 0,85 | 120 | 100 | 5 | 0,075 | 150 | 20…80 | 150 | ≤ 4 | — | ≤ 3,0 | ТО-126 |
| КТ602В/Г | 0,85 | 80 | 70 | 5 | 0,075 | 150 | 15…80 | 150 | ≤ 4 | — | ≤ 3,0 | ТО-126 |
| КТ611А/Б | 0,8 | 200 | 180 | 4 | 0,1 | 150 | 10…120 | ≥ 60 | ≤ 5 | — | ≤ 0,8 | ТО-126 |
| КТ611В/Г | 0,8 | 180 | 180 | 4 | 0,1 | 150 | 10…120 | ≥ 60 | ≤ 5 | — | ≤ 0,8 | ТО-126 |
| КТ660А | 0,5 | 50 | 45 | 5 | 0,8 | 150 | 110…220 | ≥ 200 | ≤ 10 | — | ≤ 0,5 | ТО-92 |
Зарубежное производство
| Тип | PC | UCB | UCE | UEB | IC | TJ | hFE | fT | Cob | NF | UCE(sat) | Корпус | Маркировка |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2SC1815 | 0,4 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 70…700 | 80 | ≤ 3,5 | 1…10 | 0,25 | TO-92 | — |
| CSC3114/R | 0,4 | — | 50 | — | 0,15 | — | 100 | 100 | ≤ 3,5 | ≤ 100 | ≤ 0,25 | TO-92 | — |
| CSC3114S | 0,4 | — | 50 | — | 0,15 | — | 140 | 100 | — | — | — | TO-92 | — |
| CSC3114V | 0,4 | — | 50 | — | 0,15 | — | 280 | 100 | — | — | — | TO-92 | — |
| CSC3199 | 0,4 | — | 50 | — | 0,15 | — | 70…700 | 80 | — | — | — | TO-92 | — |
| CSC3331/R/S/T | 0,5 | — | 50 | — | 0,2 | — | 70 | 200 | — | — | — | TO-92 | — |
| CSC3331TU/U/V | 0,5 | — | 50 | — | 0,2 | — | 70 | 200 | — | — | — | TO-92 | — |
| C1815 | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 130 | 80 | — | — | 0,25 | SOT-23 | HF |
| 2N5551SC | 0,35 | 180 | 160 | 6 | 0,6 | 150 | 150 | 100 | ≤ 6 | ≤ 8 | ≤ 0,5 | SOT-23 | ZFC |
| 2PD601BRL | 0,25 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 210 | 100 | ≤ 3 | — | ≤ 0,25 | SOT-23 | ML٭ |
| 2PD601BSL | 0,25 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 290 | 100 | ≤ 3 | — | ≤ 0,25 | SOT-23 | MM٭ |
| 2PD602ASL | 0,25 | 60 | 50 | 5 | 0,5 | 150 | 170 | 180 | ≤ 15 | — | ≤ 0,6 | SOT-23 | SF |
| 2SC2412-R | 0,2 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 180 | 180 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | BR |
| 2SC2412-S | 0,2 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 270 | 180 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | BS |
| 2SC945LT1 | 0,23 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 200 | 150 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,3 | SOT-23 | L6 |
| 2STR1160 | 0,5 | 60 | 50 | 5 | 1 | 150 | 250 | 150 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,43 | SOT-23 | 160 |
| BCV47 | 0,36 | 80 | 60 | 10 | 0,5 | 150 | 10000 | 170 | ≤ 3,5 | — | ≤ 1,0 | SOT-23 | DK, FG, FGp, FGs, FGt, W |
| BTC2412N3 | 0,225 | 60 | 50 | 7 | 0,2 | 150 | 180 | 80 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | C4 |
| BTD2150N3 | 0,225 | 80 | 50 | 6 | 4 | 150 | 270 | 175 | 14 | — | ≤ 0,32 | SOT-23 | CF |
| BTN6427N3 | 0,225 | 100 | 60 | 12 | 0,5 | 150 | 10000 | ≤ 7 | — | ≤ 1,5 | SOT-23 | 1N | |
| CMPT3820 | 0,35 | 80 | 60 | 5 | 1 | 150 | 200 | 150 | ≤ 10 | — | ≤ 0,28 | SOT-23 | 38C |
| CMPT491E | 0,35 | 80 | 60 | 5 | 1 | 150 | 200 | 150 | ≤ 10 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | C49 |
| INC5001AC1 | 0,2 | 80 | 60 | 5 | 1 | 150 | 130 | 240 | ≤ 10 | — | ≤ 0,25 | SOT-23 | XY |
| INC5006AC1 | 0,2 | 100 | 50 | 7 | 3 | 150 | 400 | 250 | 13 | — | ≤ 0,2 | SOT-23 | CER |
| KMMT619 | 0,35 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 20 | — | ≤ 0,5 | SOT-23 | 619, 619H |
| KST6428 | 0,35 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 3 | — | — | SOT-23 | 1K |
| L2SC1623RLT1G | 0,225 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 180 | 250 | ≤ 3 | — | ≤ 0,3 | SOT-23 | L6 |
| L2SC1623SLT1G | 0,225 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 270 | 250 | ≤ 3 | — | ≤ 0,3 | SOT-23 | L7 |
| L2SC2412KRLT1G | 0,2 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 180 | 180 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | BR |
| L2SC2412KSLT1G | 0,2 | 60 | 50 | 7 | 0,15 | 150 | 270 | 180 | ≤ 3,5 | — | ≤ 0,4 | SOT-23 | G1F |
| L2SC5343RLT1G | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 180 | 80 | ≤ 3,5 | ≤ 10 | ≤ 0,25 | SOT-23 | 7R |
| L2SC5343SLT1G | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 270 | 80 | ≤ 3,5 | ≤ 10 | ≤ 0,25 | SOT-23 | 7S |
| LMBT6428LT1G | 0,225 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 3 | ≤ 0,5 | SOT-23 | 1KM | |
| MMBT5343-G/L | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 200 | 80 | ≤ 3,5 | ≤ 10 | ≤ 0,25 | SOT-23 | 5343 |
| MMBT6428 | 0,3 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 3 | — | ≤ 0,6 | SOT-23 | 1K, 1KM |
| MMBT6428L/LT1/LT1G | 0,225 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 3 | — | ≤ 0,6 | SOT-23 | 1KM |
| MMBT945-H/L | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 200/130 | 150 | ≤ 3 | — | ≤ 0,3 | SOT-23 | CR |
| MMBTA28 | 0,35 | 80 | 80 | 12 | 0,8 | 150 | 10000 | 125 | ≤ 8 | — | ≤ 1,5 | SOT-23 | 3SS K6R |
| NXP3875G | 0,2 | 60 | 50 | 5 | 0,15 | 150 | 200 | 80 | ≤ 3,5 | ≤ 10 | ≤ 0,25 | SOT-23 | ٭JF |
| PBSS4041NT | 0,3 | 60 | 60 | 5 | 3,8 | 150 | 300 | 175 | 17 | — | ≤ 0,3 | SOT-23 | ٭BK |
| PBSS4160T | 0,3 | 80 | 60 | 5 | 1 | 150 | 250 | 150 | ≤ 10 | — | ≤ 0,25 | SOT-23 | ٭U5 |
| PBSS8110T | 0,3 | 120 | 100 | 5 | 1 | 150 | 150 | 100 | ≤ 7,5 | — | ≤ 0,2 | SOT-23 | ٭U8 |
| SSTA28 | 0,2 | 80 | 80 | 12 | 0,3 | 150 | 10000 | 200 | ≤ 8 | — | ≤ 1,5 | SOT-23 SST3 | RAT |
| TMPS1654N7 | 0,225 | 80 | 160 | 5 | 0,15 | 150 | 150 | 100 | ≤ 8 | — | ≤ 1,5 | SOT-23 | N7 |
| TMPT6428 | 0,225 | 60 | 50 | 6 | 0,2 | 150 | 250 | 100 | ≤ 3 | — | ≤ 0,2 | SOT-23 | 1K |
Примечание: данные в таблицах взяты из даташип компаний-производителей.
