Ток или поле, управление транзисторами
Большинству людей, так или иначе имеющими дело с электроникой, принципиальное устройство полевых и биполярных транзисторов должно быть известно. По крайней мере, из названия «полевой транзистор», очевидно, что управляется он полем, электрическим полем затвора, в то время как биполярный транзистор управляется током базы.
Ток и поле, различие здесь кардинальное. У биполярных транзисторов управление током коллектора осуществляется путем изменения управляющего тока базы, в то время как для управления током стока полевого транзистора, достаточно изменить приложенное между затвором и истоком напряжение, и не нужен уже никакой управляющий ток как таковой.
Простейший усилитель на биполярном транзисторе
Рассмотрим детальнее принцип усиления сигнала в электрической плоскости на примере схемы.
Заранее оговорюсь, что такая схема не совсем правильная. Никто не подключает источник постоянного
напряжения напрямую к источнику переменного. Но в данном случае, так будет проще и нагляднее для
понимания самого механизма усиления с помощью биполярного транзистора. Так же, сама техника расчетов
в приведенном ниже примере носит несколько упрощенный характер.
1.Описание основных элементов цепи
Итак, допустим в нашем распоряжении транзистор с коэффициентом усиления 200 (β = 200).
Со стороны коллектора подключим относительно мощный источник питания в 20V,
за счет энергии которого будет происходить усиление. Со стороны базы транзистора
подсоединим слабый источник питания в 2V. К нему последовательно подсоединим источник переменного
напряжения в форме синуса, с амплитудой колебаний в 0.1V. Это будет сигнал, который нужно усилить.
Резистор Rb возле базы необходим для того, чтобы ограничить ток, идущий от источника сигнала,
обычно обладающего слабой мощностью.
2. Расчет входного тока базы Ib
Теперь посчитаем ток базы Ib. Поскольку мы имеем дело с переменным напряжением,
нужно посчитать два значения тока – при максимальном напряжении (Vmax) и минимальном (Vmin).
Назовем эти значения тока соответственно — Ibmax и Ibmin.
Также, для того чтобы посчитать ток базы, необходимо знать напряжение база-эмиттер VBE. Между базой и эмиттером располагается
один PN-переход. Получается, что ток базы «встречает» на своем пути полупроводниковый диод. Напряжение,
при котором полупроводниковый диод начинает проводить — около 0.6V. Не будем вдаваться в подробности
вольт-амперных характеристик диода, и для простоты расчетов возьмем приближенную модель,
согласно которой напряжение на проводящем ток диоде всегда 0.6V. Значит, напряжение между
базой и эмиттером VBE = 0.6V. А поскольку эмиттер подключен к земле (VE = 0),
то напряжение от базы до земли тоже 0.6V (VB = 0.6V).
Посчитаем Ibmax и Ibmin с помощью закона Ома:
2. Расчет выходного тока коллектора IС
Теперь, зная коэффициент усиления (β = 200),
можно с легкостью посчитать максимальное и
минимальное значения тока коллектора ( Icmax и Icmin).
3. Расчет выходного напряжения Vout
Осталось посчитать напряжение на выходе нашего усилителя Vout.
В данной цепи — это напряжение на коллекторе VC.
Через резистор Rc течет ток коллектора, который мы уже посчитали. Осталось подставить значения:
4. Анализ результатов
Как видно из результатов, VCmax получился меньше чем VCmin. Это произошло из-за того,
что напряжение на резисторе VRc отнимается от напряжения питания VCC. Однако в большинстве
случаев это не имеет значения, поскольку нас интересует переменная составляющая сигнала – амплитуда,
которая увеличилась c 0.1V до 1V. Частота и синусоидальная форма сигнала не изменились. Конечно же,
соотношение Vout/Vin в десять раз — далеко на самый лучший показатель для усилителя,
однако для иллюстрации процесса усиления вполне подойдет.
Итак, подытожим принцип работы усилителя на биполярном транзисторе.
Через базу течет ток Ib, несущий в себе постоянную и переменную составляющие.
Постоянная составляющая нужна для того чтобы PN-переход между базой и эмиттером начал проводить – «открылся».
Переменная составляющая – это, собственно, сам сигнал (полезная информация).
Сила тока коллектор-эмиттер внутри транзистора – это результат умножения тока базы на коэффициент усиления β.
В свою очередь, напряжение на резисторе Rc над коллектором – результат умножения усиленного тока коллектора на значение резистора.
Таким образом, на вывод Vout поступает сигнал с увеличенной амплитудой колебаний,
но с сохранившейся формой и частотой
Важно подчеркнуть, что энергию для усиления транзистор
берет у источника питания VCC. Если напряжения питания будет недостаточно,
транзистор не сможет полноценно работать, и выходной сигнал может получится с искажениями.
Где и как мы можем использовать ?
Максимальная нагрузка, которую может выдерживать этот транзистор, составляет около 150 мА, что достаточно для работы многих устройств в цепи, например реле, светодиодов и других элементов схемы. Напряжение насыщения Uкэ.нас. составляет всего 0.3 В, что также удовлетворяет почти все потребности. Как обсуждалось выше, C945 имеет хороший коэффициент усиления постоянного тока hFE и низкий уровень шума, благодаря чему он идеально подходит для использования в каскадах схем предусилителя, усилителя звука или для усиления других сигналов в электронных цепях. Напряжение насыщения большинства биполярных транзисторов составляет 0,6 В, но у нашего С945 Uкэ.нас. = 0,3 В, поэтому он может работать в цепях низкого напряжения.
Транзистор 2SC458: техническое описание, распиновка, эквивалент, использование
Спецификация транзистора 2SC458
- Это маломощный NPN-транзистор
- Напряжение между коллектором и эмиттером 30 В
- Напряжение между коллектором и базой 30 В
- Напряжение между эмиттером и базой 5В
- Ток коллектора 0,1 А
- Рассеиваемая мощность 0,2 Вт
- Коэффициент усиления постоянного тока от 100 до 500hFE
- Частота перехода 230 МГц
- Коэффициент шума 3 дБ
- Температура перехода от -55 до 150℃
- Усилитель низкой частоты
- Компонент малой мощности
Транзистор 2SC458 Распиновка
Номер контакта | Имя контакта | Описание |
1 | Излучатель | Ток протекает через эмиттер |
2 | Коллектор | Ток протекает через коллектор |
3 | База | База запускает транзистор |
Блок транзисторов 2SC458
В транзисторе 2SC458 используется корпус TO-92, это обычный маломощный транзисторный корпус, используемый для маломощных транзисторов общего назначения.
Показания тока и напряжения транзистора 2SC458 показывают, что эти транзисторы широко распространены в каждой небольшой цепи.
Транзистор 2N5133
Описание спецификации транзистора 2SC458
Транзистор 2SC458 представляет собой маломощный транзистор общего назначения, используемый для проектных схем и обычных небольших схем.
Характеристики напряжения
Напряжение коллектор-эмиттер и коллектор-база составляет 30 В, а напряжение между эмиттером и базой составляет 5 В, характеристики напряжения показывают, что 2SC458 является маломощным транзистором.
Характеристики тока
Значение тока коллектора транзистора 2SC458 составляет 0,1 А, поэтому общая мощность, вырабатываемая этим транзистором, минимальна.
Характеристики рассеяния
Значение рассеиваемой мощности составляет 0,2 Вт, транзисторный блок 2SC458 будет генерировать низкую мощность.
Коэффициент усиления по току
Коэффициент усиления по постоянному току транзистора 2SC458 составляет от 100 до 500Hfe, коэффициент усиления транзистора очень важен для приложений усилителей и схем регулирования напряжения.
Спецификации частоты перехода
Значение частоты перехода этого транзистора составляет 230 МГц, что более важно при переключении приложений. Шумовые характеристики
Шумовые характеристики
Коэффициент шума является важной характеристикой 2sc458, 3 дБ — это шум, который может обеспечить этот транзистор. Температура перехода от -55 до 150 ℃, это наиболее распространенное значение температуры для транзисторных устройств общего назначения
Температура перехода от -55 до 150 ℃, это наиболее распространенное значение температуры для транзисторных устройств общего назначения.
2SC458 Транзисторный таблица транзистора
Если вам нужен таблица DataShing в PDF, Нажмите на эту ссылку
2SC458, эквивалент
TRENSISTOR 2SSC458, 2SSC458, 2SSC458, 2SSC458.
Каждый транзистор из приведенного выше списка имел почти те же электрические и физические характеристики, что и 2sc458, поэтому мы выбрали эти транзисторы в качестве эквивалента.
В некоторых схемных приложениях нам просто нужно заменить почти такое же транзисторное устройство, чтобы получить лучший результат.
2SC458, 2sc3920, 2sc3918
В таблице ниже сравниваются характеристики трех транзисторов 2SC458, 2SC3920, 2sc3918.
Характеристики | 2sc458 | 2sc3920 | 2sc3918 |
---|---|---|---|
Напряжение между коллектором и базой (VCB) | 30 В | 50 В | 50 В |
Напряжение между коллектором и эмиттером (VCE) | 30 В | 50 В | 50 В |
Напряжение между эмиттером и базой (VEB) | 5 В | 10 В | 6 В |
Ток коллектора (IC) | 0,1 А | 0,5 А | 0,5 А |
Рассеиваемая мощность | 0,2 Вт | 0,6 Вт | 0,3 Вт |
Температура перехода (TJ) | 150°C | 150°C | 150°C |
Частота перехода (FT) | 230 МГц | 250 МГц | 250 МГц |
Шум (Н) | 3 дБ | — | — |
Коэффициент усиления (hFE) | от 100 до 500hFE | 50хФЭ | 50хФЭ |
Пакет | ТО-92 | ТО-92 | ТО-92с |
Из приведенной выше таблицы сравнения мы заметили, что каждый из транзисторов имеет почти одинаковые электрические и физические характеристики, мы можем заметить большую разницу в коэффициенте усиления по постоянному току каждого транзистора.
Характеристики транзистора КТ3102
Транзистор | Uкбо(и),В | Uкэо(и), В | Iкmax(и), мА | Pкmax(т), мВт | h21э | fгр., МГц |
КТ3102А | 50 | 50 | 100(200) | 250 | 100-200 | >150 |
КТ3102АМ | 50 | 50 | 100(200) | 250 | 100-200 | >150 |
КТ3102Б | 50 | 50 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102БМ | 50 | 50 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102В | 30 | 30 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102ВМ | 30 | 30 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102Г | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 400-1000 | >150 |
КТ3102ГМ | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 400-1000 | >150 |
КТ3102Д | 30 | 30 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102ДМ | 30 | 30 | 100(200) | 250 | 200-500 | >150 |
КТ3102Е | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 400-1000 | >150 |
КТ3102ЕМ | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 400-1000 | >150 |
КТ3102Ж | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 100-250 | >150 |
КТ3102ЖМ | 20 | 20 | 100(200) | 250 | 100-250 | >150 |
Uкбо(и)
— Максимально допустимое напряжение (импульсное) коллектор-базаUкэо(и) — Максимально допустимое напряжение (импульсное) коллектор-эмиттерIкmax(и) — Максимально допустимый постоянный (импульсный) ток коллектораPкmax(т) — Максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора без теплоотвода (с теплоотводом)h21э — Статический коэффициент передачи тока биполярного транзистора в схеме с общим эмиттеромfгр — граничная частота коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером
Таблица предельных значений
При превышении значений параметров, указанных в таблице, производитель не гарантирует не только работу транзистора С945 в номинальных режимах и функционирование, в соответствии с графиками, но и целостность самого элемента.
Значения напряжения и тока в таблице соответствуют температуре окружающей среды +25°C.
Обозначение | Параметр | Величина | ед.изм. |
---|---|---|---|
VCBO | Напряжение коллектор-база | 60 | В |
VCEO | Напряжение коллектор-эмиттер | 50 | В |
VEBO | Напряжение эмиттер-база | 5 | В |
IC | Постоянный ток коллектора | 150 | мА |
PC | Мощность рассеяния | 400 | мВт |
TJ | Максимальная рабочая температура | 125 | °C |
Tstg | Интервал рабочих температур | -55…125 | °C |
Отечественные и импортные аналоги
Первая позиция в таблице, – транзистор С945, для которого предлагаются аналоги.
Аналог | VCEO | IC | PC | hFE | fT |
---|---|---|---|---|---|
C945 | 50 | 0,15 | 0,4 | 70 | 200 |
Отечественное производство | |||||
КТ3102 | 45 | 0,1 | 0,25 | 250 | 300 |
Импорт | |||||
KSC945 | 50 | 0,15 | 0,25 | 40 | 300 |
2N2222 | 30 | 0,8 | 0,5 | 100 | 250 |
2N3904 | 40 | 0,2 | 0,31 | 40 | 300 |
2SC3198 | 50 | 0,15 | 0,4 | 20 | 130 |
2SC1815 | 50 | 0,15 | 0,4 | 70 | 80 |
2SC2002 | 60 | 0,3 | 0,3 | 90 | 70 |
2SC3114 | 50 | 0,15 | 0,4 | 55 | 100 |
2SC3331 | 50 | 0,2 | 0,5 | 100 | 200 |
2SC2960 | 50 | 0,15 | 0,25 | 100 | 100 |
Среди перечня аналогов транзистор КТ3102 отличается широкой доступностью и незначительной стоимостью, поэтому радиолюбители часто используют его для замены С945
Обращаем ваше внимание, что его мощность рассеяния значительно ниже оригинала, – ориентировочно на 30%. Перед использованием КТ3102 проверьте мощностные режимы, в которых ему предстоит работать. Примечание: данные в таблице взяты из даташип компаний-производителей
Примечание: данные в таблице взяты из даташип компаний-производителей.
Мощный низковольтный маяк
Для обозначения опасного участка, или неисправной машины, стоящей на дороге, в ночное время может быть весьма полезным световой маяк, питающийся от автомобильного аккумулятора. Схема маяка показана на рисунке 2. Выполнена она по схеме несимметричного мультивибратора, в котором одно из плеч сделано на мощном коммутаторном полевом транзисторе VT2 типа IRF530.
Схема включается последовательно лампе накаливания Н1, и питается через неё. Полевой транзистор VT2 в открытом состоянии имеет очень низкое сопротивление канала, поэтому напряжение питания схемы во время открытого состояния VT2 снижается почти до нулевого значения.
Чтобы поддерживать питание схемы во время горения лампы, когда полевой транзистор VT2 открыт, есть цепь из конденсатора С1 и диода VD1. Конденсатор С1, в то время, когда VT2 закрыт, через диод VD1 и лампу быстро заряжается, и во время открытого состояния VT2 схема питается напряжением, накопленном на С1, потому что диод VD1 препятствует разрядке этого конденсатора.
Рис. 2. Схема мощный низковольтного свето-маяка.
Частота мигания лампы зависит от емкости конденсатора С2. Лампа Н1 — стандартная автомобильная лампочка от фар. Можно использовать лампу мощностью до 65 W. При этом, нужно учесть что транзистору VT2 может потребоваться радиатор.
Аналоги транзистора КТ3102
КТ3102А
: 2N4123, BC547A, BC548A, BCY59-VII, BCY65-VII, BC107AP, BC182A, BC183A, BC237A, BC317, BC238A, MPS3709КТ3102Б : 2N2483, 2SC538A, 2SC828A, BC452, BC547B, BCY56, BCY59-VIII, BCY59-IX, BCY65-VIII, BCY65-IX, BCY79, MPSA09, 2SC1000GTM, 2SC1815, BC182B, BC182C, BC183B, BC237B, BC318, BC382B, SF132E, BC183C, PN2484КТ3102В : 2SC828, BC548B, MPS3708, MPS3710, 2N3711, 2SC454B, 2SC454C, 2SC454D, 2SC458, 2SC458KB, 2SC458KC, 2SC458KD, BC108AP, BC238B, BC451, SF131EКТ3102Г : 2SC538, 2SC900, 2SC923, BC547C, BC548C, MPS3711, MPS6571, BC108CP, BC238C, BC382C, SF131F, SF132FКТ3102Д : 2N2484, 2N5209, 2SC945, BC453, BC521, BC521C, BC549A, BC549B, BCY59-х, MPS3707, MPS6512, MPS6513, MPS6514, MPS6515, 2N4124, 2SC458LGB, 2SC458LGC, 2SC458LGD, BC109BP, BC184A, BC239B, BC383B, BC384BКТ3102Е : 2N5210, BC549C, BCY57, BC109CP, BC184B, BC239C, BC319, BC383C, BC384C, BFх65
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.
Модификации транзистора
Тип | Pc | Ucb | Uce | Ueb | Tj | Cc | Ic | hfe | ft | Корпус |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
C945 | 0.2 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3 pf | 0.15 A | 130 | 150 MHz | SOT23 |
2SC945 | 0.25 W | 50 V | 40 V | 5 V | 125 °C | 0.1 A | 75 | 125 MHz | TO-92 | |
STC945 | 0.5 W | 50 V | 40 V | 5 V | 150 °C | 2 pf | 0.15 A | 70 | 80 MHz | TO-92 |
2PC945 | 0.5 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | SOT54, TO-92, SC43 |
2SC945-GR | 0.4 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 0.15 A | 200 | 150 MHz | TO-92 | |
2SC945-Y | 0.4 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 0.15 A | 120 | 150 MHz | TO-92 | |
2SC945L | 0.25 W | 50 V | 40 V | 5 V | 125 °C | 0.1 A | 75 | 125 MHz | TO-92 | |
2SC945LT1 | 0.23 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2.2 pf | 0.15 A | 200 | 150 MHz | SOT23 |
2SC945M | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 250 pf | 0.15 A | 90 | 3 MHz | SOT23 |
2SC945O | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2.5 pf | 0.15 A | 70 | 300 MHz | TO-92 |
2SC945P | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2.5 pf | 0.15 A | 200 | 300 MHz | TO-92 |
2SC945R | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2.5 pf | 0.15 A | 40 | 300 MHz | TO-92 |
2SC945T | 0.25 W | 50 V | 40 V | 5 V | 125 °C | 0.1 A | 75 | 125 MHz | TO-92 | |
2SC945Y | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2.5 pf | 0.15 A | 120 | 300 MHz | TO-92 |
BTC945A3 | 0.625 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 9 pf | 0.2 A | 135 | 150 MHz | TO-92 |
C945LT1 | 0.2 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 0.15 A | 40 | 150 MHz | SOT23 | |
C945T | 0.4 W | 60 V | 50 V | 5 V | 125 °C | 3 pf | 0.15 A | 70 | 200 MHz | TO-92 |
CSC945 | 0.25 W | 60 V | 45 V | 5 V | 125 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | TO-92 |
CSC945K | 0.25 W | 60 V | 45 V | 5 V | 125 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | TO-92 |
CSC945P | 0.25 W | 60 V | 45 V | 5 V | 125 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | TO-92 |
CSC945Q | 0.25 W | 60 V | 45 V | 5 V | 125 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | TO-92 |
CSC945R | 0.25 W | 60 V | 45 V | 5 V | 125 °C | 4 pf | 0.1 A | 50 | 150 MHz | TO-92 |
FPC945 | 0.25 W | 50 V | 40 V | 175 °C | 5 pf | 0.1 A | 200 | 250 MHz | TO-92 | |
FTC945B | 0.4 W | 60 V | 50 V | 5 V | 125 °C | 3 pf | 0.15 A | 70 | 200 MHz | TO-92 |
HSC945 | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 4 pf | 0.1 A | 135 | 150 MHz | TO-92 |
KSC945 | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 40 | 300 MHz | TO-92 |
KSC945G | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 200 | 300 MHz | TO-92 |
KSC945L | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 350 | 300 MHz | TO-92 |
KSC945O | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 70 | 300 MHz | TO-92 |
KSC945R | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 40 | 300 MHz | TO-92 |
KSC945Y | 0.25 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.15 A | 120 | 300 MHz | TO-92 |
KTC945 | 0.625 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2 pf | 0.15 A | 90 | 300 MHz | TO-92 |
KTC945B | 0.625 W | 60 V | 50 V | 5 V | 150 °C | 2 pf | 0.15 A | 70 | 300 MHz | TO-92 |
Применение транзистора C458d
Транзистор C458d имеет широкий спектр применения в различных электронных устройствах. Благодаря своим характеристикам и особенностям, этот транзистор пользуется популярностью среди радиолюбителей и профессиональных инженеров.
Одним из основных применений транзистора C458d является усиление слабых сигналов. Благодаря его высокой усилительной способности, данный транзистор может быть использован в усилительных схемах радиоприемников, телевизоров, аудиоусилителей и других аудио- и видеоустройствах.
Также транзистор C458d может применяться в различных схемах генераторов, где требуется стабильная и точная генерация высокочастотного сигнала. Благодаря низкому уровню шума и высокой стабильности, этот транзистор позволяет достичь высокого качества генерируемого сигнала.
Одной из уникальных особенностей транзистора C458d является его низкое энергопотребление. Это делает его идеальным для применения в электронных устройствах, где требуется экономия энергии, таких как беспроводные системы связи, солнечные панели и другие портативные устройства.
Таким образом, транзистор C458d является универсальным и многофункциональным компонентом, который может быть использован во множестве различных электронных устройств. Благодаря своим характеристикам и особенностям, этот транзистор способен обеспечить высокое качество и надежность работы устройства, в котором он применяется.