Составной транзистор, схемы дарлингтона, шиклаи. расчет, применение

Транзисторы — основные параметры и характеристики, маркировка транзисторов

Аналоги биполярных транзисторов

Приведенные ниже данные составил Козак Виктор Романович

Аналоги биполярных транзисторов
КТ209 MPS404
КТ368А9 BF599
КТ3102АМ КТ3102БМ КТ3102ВМ КТ3102ДМ BC547A BC547B BC548B BC549C
КТ3107БМ КТ3107ГМ КТ3107ДМ КТ3107ЖМ КТ3107ИМ КТ3107КМ КТ3107ЛМ BC308A BC308A BC308B BC309B BC307B BC308C BC309C
КТ3117А КТ3117Б 2N2221 2N2222A
КТ3126А BF506
КТ3127А 2N4411
КТ3129Б9 КТ3129В9 КТ3129Г9 BC857A BC858A BC858B
КТ3130А9 КТ3130Б9 КТ3130В9 BCW71 BCW72 BCW31
КТ3142А 2N2369
КТ3189А9 КТ3189Б9 КТ3189В9 BC847A BC847B BC847C
КТ635Б 2N3725
КТ639А КТ639Б КТ639В КТ639Г КТ639Д КТ639Е КТ639Ж BD136-6 BD136-10 BD136-16 BD138-6 BD138-10 BD140-6 BD140-10
КТ644А КТ644Б КТ644В КТ644Г PN2905A PN2906 PN2907 PN2907A
КТ645А КТ645Б 2N4400 2N4400
КТ646А КТ646Б 2SC495 2SC496
КТ660А КТ660Б BC337 BC338
КТ668А КТ668Б КТ668В BC556 BC557 BC558
КТ684А КТ684Б КТ684В BC636 BC638 BC640
КТ685А КТ685Б КТ685В КТ685Г PN2906 PN2906A PN2907 PN2907A
КТ686А КТ686Б КТ686В КТ686Г КТ686Д КТ686Е BC327-16 BC327-25 BC327-40 BC328-16 BC328-25 BC328-40
КТ6109А КТ6109Б КТ6109В КТ6109Г КТ6109Д SS9012D SS9012E SS9012F SS9012G SS9012H
КТ6110А КТ6110Б КТ6110В КТ6110Г КТ6110Д SS9013D SS9013E SS9013F SS9013G SS9013H
КТ6111А КТ6111Б КТ6111В КТ6111Г SS9014A SS9014B SS9014C SS9014D
КТ6112А КТ6112Б КТ6112В SS9015A SS9015B SS9015C
КТ6113А КТ6113Б КТ6113В КТ6113Г КТ6113Д КТ6113Е SS9018D SS9018E SS9018F SS9018G SS9018H SS9018I
КТ6114А КТ6114Б КТ6114В SS8050B SS8050C SS8050D
КТ6115А КТ6115Б КТ6115В SS8550B SS8550C SS8550D
КТ6116А КТ6116Б 2N5401 2N5400
КТ6117А КТ6117Б 2N5551 2N5550
КТ6128А КТ6128Б КТ6128В КТ6128Г КТ6128Д КТ6128Е SS9016D SS9016E SS9016F SS9016G SS9016H SS9016I
КТ6136А 2N3906
КТ6137А 2N3904
КТ728А КТ729А MJ3055 2N3055
КТ808АМ КТ808БМ 2SC1619A 2SC1618
КТ814Б КТ814В КТ814Г BD136 BD138 BD140
КТ815Б КТ815В КТ815Г BD135 BD137 BD139
КТ817Б КТ817В КТ817Г BD233 BD235 BD237
КТ818Б TIP42
КТ819Б TIP41
КТ840А КТ840Б BU326A BU126
КТ856А КТ856Б BUX48A BUX48
КТ867А BUY21
КТ872А КТ872Б КТ872Г BU508A BU508 BU508D
КТ878А КТ878Б КТ878В BUX98 2N6546 BUX98A
КТ879А КТ879Б 2N6279 2N6278
КТ892А КТ892Б КТ892В TIP661 BU932Z TIP662
КТ899А 2N6388
КТ8107А BU508A
КТ8109А TIP151
КТ8110А 2SC4242
КТ8121А MJE13005
КТ8126А КТ8126Б MJE13007 MJE13006
КТ8164А КТ8164Б MJE13005 MJE13004
КТ8170А1 КТ8170Б1 MJE13003 MJE13002
КТ8176А КТ8176Б КТ8176В TIP31A TIP31B TIP31C
КТ8177А КТ8177Б КТ8177В TIP32A TIP32B TIP32C
КТ928А КТ928Б КТ928В 2N2218 2N2219 2N2219A
КТ940А КТ940Б КТ940В BF458 BF457 BF459
КТ961А КТ961Б КТ961В BD139 BD137 BD135
КТ969А BF469
КТ972А КТ972Б BD877 BD875
КТ973А КТ973Б BD878 BD876
KT9116A KT9116Б TPV-394 TPV-375
KT9133A TPV-376
KT9142A 2SC3218
KT9150 TPV-595
KT9151A 2SC3812
KT9152A 2SC3660

Электрические характеристики

Данные в таблице действетельны при температуре среды Ta = 25°C.

Характеристика Обознач. Параметры при измерениях Значения
Ток коллектора выключения, мкА ICBO UCB = 30 В, IE = 0 ≤ 0,1
Ток базы выключения, мкА IEBO UEB = 5 В, IC =0 ≤ 10
Напряжение насыщения коллектор-эмиттер, В * UCE(sat) IC = 0,5 А, IB = 0,05 А 0,5
Напряжение включения база-эмиттер, В * UBE(ON) IC = 0,5 А, UCE = 2,0 В 1
Рабочее напряжение коллектор-эмиттер, В * UCEO(sus) IC = 0,03 А, IB = 0 80
Статический коэффициент усиления по току * hFE(1) UCE = 2 В, IC = 0,005 А ≥ 25
hFE(2) UCE = 2 В, IC = 0,15 А от 40 до 250
hFE(3) UCE = 2 В, IC = 0,5 А ≥ 25

٭ — Характеристики сняты в импульсном режиме: ширина импульса ≤ 300 мкс, коэффициент заполнения ≤ 1,5 %.

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.

Теория работы составного транзистора (СТ)

Для получения основных параметров СТ следует задаться моделью самого биполярного транзистора (БТ) для низких частот на рис. 1а.

Рис. 1. Варианты схемы замещения БТ n-p-n

Первичных расчётных параметра всего два: коэффициент усиления по току и входное сопротивление транзистора. Получив их, для конкретной схемы по известным формулам можно рассчитать коэффициент усиления по напряжению, входное и выходное сопротивления каскада.

Схемы замещения составных транзисторов Дарлингтона (СТД) и Шиклаи (СТШ) приведены на рис. 2, готовые формулы для расчёта параметров – в табл. 1.

Таблица 1 – Формулы для расчёта параметров СТ

Здесь rэ  – сопротивление эмиттера, вычисляемое по формуле:

Рис. 2 Варианты составных транзисторов

Известно, что b зависит от тока коллектора (график зависимости указывается в даташите). Если ток базы VT2 (он же – эмиттерный или коллекторный ток VT1) окажется слишком мал, реальные параметры СТ окажутся намного ниже расчётных. Поэтому для поддержания начального коллекторного тока VT1 достаточно воткнуть в схему дополнительный резистор Rдоп (рис. 2в). Например, если в СТД в качестве VT1 использован КТ315 с минимальным необходимым током Ik.min , то дополнительное сопротивление будет равно

можно поставить резистор номиналом 680 Ом.

Шунтирующее действие Rдоп снижает параметры СТ, поэтому в микросхемах и иных навороченных схемах его заменяют источником тока. 

Как видно из формул в табл. 1, усиление и входное сопротивление СТД больше, чем у СТШ. Однако последний имеет свои преимущества:

  1. на входе СТШ падает меньшее напряжение, чем у СТД (Uбэ против 2Uбэ);
  2. коллектор VT2 соединён с общим проводом, т.е. в схеме с ОЭ для охлаждения VT2 можно посадить прямо на металлический корпус устройства.

Расчет параметров составного транзистора

Коэффициент передачи тока

Для первой схемы (Дарлингтона) [Коэффициент передачи тока

] = ([Коэффициент передачи тока первого транзистора ] + 1) * [Коэффициент передачи тока второго транзистора ]

Для второй схемы (Шиклаи) [Коэффициент передачи тока

] = [Коэффициент передачи тока первого транзистора ] * ([Коэффициент передачи тока второго транзистора ] + 1)

Напряжение насыщения база — эмиттер

Для первой схемы (Дарлингтона) [Напряжение насыщения база — эмиттер при токе базы Iб

] = [Напряжение насыщения база — эмиттер первого транзистора при токе базы Iб ] + [Напряжение насыщения база — эмиттер второго транзистора при токе базы I1 ], где [I1 ] = [ ] * (1 + [Коэффициент передачи тока первого транзистора ]) — [Ток через резистор ]

Для второй схемы (Шиклаи) [Напряжение насыщения база — эмиттер при токе базы Iб

] = [Напряжение насыщения база — эмиттер первого транзистора при токе базы Iб ]

Как видно из формул, напряжение насыщения база — эмиттер во второй схеме намного ниже. Это и есть главное преимущество второй схемы.

Напряжение насыщения коллектор — эмиттер

[Напряжение насыщения коллектор — эмиттер при токе коллектора Iк

] = [Напряжение насыщения база — эмиттер второго транзистора при токе базы Iб ] + [Напряжение насыщения коллектор — эмиттер первого транзистора при токе коллектора I2 ], где [ ] = [ ] / [Коэффициент передачи тока второго транзистора ]

Для первой схемы (Дарлингтона), [I2

] = ([ ] + [Ток через резистор ]) / (1 + 1 / [Коэффициент передачи тока первого транзистора ])

Для второй схемы (Шиклаи), [I2

] = ([ ] + [Ток через резистор ])

Сразу бросается в глаза, что напряжение насыщения коллектор — эмиттер составного транзистора в разы больше напряжения насыщения обычных транзисторов. Действительно, чтобы второй транзистор открылся, нужно подать на его базу напряжение, большее напряжения насыщения база — эмиттер. А это напряжение обычно больше напряжения насыщения коллектор — эмиттер. Кроме того, напряжение подается через первый транзистор, на котором также падает часть напряжения. Вот и получается, что чтобы составной транзистор открылся, между его коллектором и эмиттером должно быть приложено значительное напряжение.

Технические характеристики

Серию КТ825 относят к полупроводниковым триодам с p-n-p-проводимостью. Но на самом деле они представляют собой устройства состоящее из двух таких структур, собранных в едином корпусе по схеме Дарлингтона. В СССР их ещё называли — составными.

Максимальные эксплуатационные значения

КТ825Г является лучшим по параметрам транзистором в своей серии, если не рассматривать его аналог 2Т825. Он имеет наибольшие значения предельно допустимых режимов эксплуатации среди «собратьев». Рассмотрим их поподробнее:

  • максимальное постоянное напряжение: К-Э — до 90 В; Б-Э – до 5 В;
  • коллекторный ток: постоянный от 20 А; импульсный до 40 А;
  • рассеиваемая мощность на коллекторе: до 125 Вт (с радиатором); до 3 Вт (без теплоотвода);  у кристалла не более 40 Вт;
  • температура: p-n-перехода до +150°С; окружающей среды от -40 до +100 °C.

Электрические характеристики

Электрические параметры КТ825Г тоже неплохие, по сравнению с другими серии. Согласно данным из даташит, он имеет лучшие показатели статического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером (H21э) от 600 до 25000 и пробивное напряжение К-Э до 90В. Такие величины H21э обусловлены его составной структурой. Эти и другие характеристики устройства представлены в таблице ниже, исходя из условий его работы указанных в отдельном столбце.

Комплементарная пара

В качестве комплементарной пары во многих технических решениях используется составной КТ827А, имеющий NPN-проводимость.

Советуем Вам проверить информацию о содержании драгоценных металлов в КТ825Г, так как некоторые модели могут иметь ценность даже в нерабочем состоянии, особенно продукция старого образца.

Примеры использования

Вариантов применения транзистора TIP122 и его схем включения достаточно много, их просто невозможно уместить в одну статью. Поэтому рассмотрим только некоторые схемы с его участием. Первая — усилитель звуковой частоты на 12 Вт, вторая — автоматический регулятор скорости вращения вентилятора.

Усилитель низкой частоты

Данный усилитель сделан на микросхеме операционном усилителе TL081 и двух выходных транзисторах TIP122 и TIP127. При нагрузке 8 Ом рассматриваемый усилитель способен обеспечить выходную мощность 12 Вт. Напряжение питания данного прибора должно находиться в пределах от 12 до 18 вольт.

Автоматический регулятор скорости вращения вентилятора

Рассматриваемый регулятор скорости вращения вентилятора можно использовать для предотвращения перегрева различной бытовой аппаратуры, например, компьютера. Его устанавливают в корпус охлаждаемого им устройства. Данная схема позволяет автоматически регулировать скорость вращения вентилятора, в зависимости от температуры воздуха.

Температурный датчик LM335 ориентирован на работу при -40 до +1000 градусов цельсия. Напряжение на нем будет увеличиваться на 10 мВ вместе с ростом вокруг окружающей температуры. Напряжение с него подается на неинвертирующий вход операционного усилителя LM741. Со стабилитрона 1N4733 на инвертирующий вход микросхемы, через потенциометр, подается опорное напряжение 5.1 В.

В данной схеме потенциометр предназначен для регулирования порога срабатывания вентилятора. Транзистор находится в выходном каскаде усилителя и предназначен для непосредственного управления вентилятором.

Технические характеристики

Рассмотрим характеристики KSA928A более подробно. В технических описаниях (datasheet) они представлены в таблицах c максимальными и электрическими параметрами. Все значения указаны для температуры окружающей среды (ТА) не более +25°С.

Максимальные параметры

Максимальные характеристики A928A (при ТА=+25°С):

  • напряжение между выводами: К-Б (VCBO) до -30 В; К-Э (VCEO) до -30 В; Э-Б (VEBO) = -5 В;
  • ток коллектора IC до -2 А;
  • мощность рассеиваемая на коллекторе РС до 1 Вт;
  • нагрев кристалла (Tj) до +150°С;
  • температура хранения (Tstg) -55 … 150°С.

При изучении транзисторов имеющих PNP-структуру следует обращать внимание на знак «-», который указывает на обратные значения тока и напряжения. Максимальные значения превышать недопустимо, так как устройство может выйти из строя, а его внутренняя структура будет повреждена. Иногда такое происходит даже после кратковременного всплеска напряжения выше заданных пределов

Для предотвращения таких случаев необходимо чтобы транзистор работал с небольшим запасом по всем параметрам, примерно 30-40% от предельно допустимых величин

Иногда такое происходит даже после кратковременного всплеска напряжения выше заданных пределов. Для предотвращения таких случаев необходимо чтобы транзистор работал с небольшим запасом по всем параметрам, примерно 30-40% от предельно допустимых величин

Максимальные значения превышать недопустимо, так как устройство может выйти из строя, а его внутренняя структура будет повреждена. Иногда такое происходит даже после кратковременного всплеска напряжения выше заданных пределов. Для предотвращения таких случаев необходимо чтобы транзистор работал с небольшим запасом по всем параметрам, примерно 30-40% от предельно допустимых величин.

Электрические параметры

Наиболее реальные возможности транзистора A928A отражены в таблицах электрических (номинальных) характеристик. Там же представлены условия (режимы измерений), при которых устройство может работать наиболее стабильно и продолжительно долго, без возникновения риска выхода его из строя. Все значения как и для предельных значений параметров указаны для ТА не более +25°С.

Группы усиления по HFE

Электронная промышленность подразделяет KSA928A на две группы. Такая классификация осуществляется на завершающих этапах производства, в том числе в ходе тестирования и отбраковки дефектных изделий. Решающее значение при этом имеет коэффициент усиления по току (HFE). У рассматриваемого транзистора HFE находится в диапазоне: от 100 до 200 (O), от 160 до 320 (Y).

Комплементарная пара

В связи с тем, что A928A используется преимущественно для работы в усилителях звуковой частоты, для него была разработана комплементарная пара KSC2328A. Последний имеет кремниевую NPN-структуру. В настоящее время существует множество аудиоусилителей сконструированных на базе двух этих транзисторов работающих парой в выходном дифференциальном каскаде.

Проверка работоспособности

Вопрос о том, как проверить строчный транзистор d2499 мультиметром и определить его исправность встречается очень часто. На практике его тестируют стандартным способом, как обычный биполяник, но при этом есть свои нюансы. Рассмотрим их подробнее, они характерны для большинства подобных устройств.

Так как структура нашего строчника NPN, то для начала необходимо установить мультиметр в режим «прозвонки диодов». Отрицательный щуп (черный) ставим на вывод К, а положительным (красным) соединяем с контактом Б. На тестере, при этом, должно появится небольшое падение напряжения. При смене полярности будет отображаться цифра «1», КЗ быть не должно.

Далее надо проверить переход Б-Э. Ставим красный щуп на контакт Э, черный остаётся на Б. Так как между выводами Б и Э стоит резистор, то мультиметр будет пищать, сигнализируя прохождение тока. Необходимо проверить сопротивление на этом участке, оно должно быть в пределах от 40 до 50 Ом.

Между выводов К-Э установлен демпферный диод и это надо учитывать. В режиме «прозвонки диодов» на тестере отображается падение напряжения. Сопротивление между этими контактами транзистора замеряется на пределе до 200 MОм. У оригинального 2SD2499 оно составляет более 150 MОм. И чем выше это значение, тем лучше.

Пример проверки похожих строчных транзисторов можно посмотреть в видеоролике.

https://youtube.com/watch?v=tOqGtf7yT5U

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Пафос клуб
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: