Составной транзистор кт827 а б в 2т827 а б в

Лабораторный блок питания на транзисторах

Данные блоки питания могут применяться не только для питания радиостанций, но и для питания различных приборов постоянным током. По сути, это базовая схема блока питания, где в качестве опорного элемента используется интегральный стабилизатор КРЕН серии или импортный аналог. Напряжение стабилизации данных стабилизаторов довольно различно — от 3 В и до 24 В, однако сила тока не превышает А, чего бывает недостаточно для питания мощной аппаратуры, когда необходим ток 10 А и более. На схемах данных блоков питания этот недостаток устранен мощным проходным транзистором. Трансформатор можно использовать любой подходящий по напряжению и току вторичной обмотки, 15 В и А в первом случае и В — 10 А во втором.

К списку Универсальный мощный блок питания.

Несколько слов о деталях:

При сборке усилителя, в качестве конденсаторов постоянной ёмкости (помимо электролитических), желательно применять слюдяные конденсаторы. Например типа КСО, такие, как ниже на рисунке.

Транзисторы МП40А можно заменить на транзисторы МП21, МП25, МП26. Транзисторы ГТ402Г – на ГТ402В; ГТ404Г – на ГТ404В; Выходные транзисторы ГТ806 можно ставить любых буквенных индексов. Применять более низкочастотные транзисторы типа П210, П216, П217 в этой схеме не рекомендую, поскольку на частотах выше 10кГц они здесь работают плоховато (заметны искажения), видимо, из-за нехватки усиления тока на высокой частоте.

Площадь радиаторов на выходные транзисторы должна быть не менее 200 см2, на предоконечные транзисторы не менее 10 см2. На транзисторы типа ГТ402 радиаторы удобно делать из медной (латунной) или алюминиевой пластины, толщиной 0,5 мм, размером 44х26.5 мм.

Пластина разрезается по линиям, потом этой заготовке придают форму трубки, используя для этой цели любую подходящую цилиндрическую оправку (например сверло). После этого заготовку (1) плотно надевают на корпус транзистора (2) и прижимают пружинящим кольцом (3), предварительно отогнув боковые крепёжные ушки.

Кольцо изготовляется из стальной проволоки диаметром 0,5-1,0 мм. Вместо кольца можно использовать бандаж из медной проволоки. Теперь осталось загнуть снизу боковые ушки для крепления радиатора за корпус транзистора и отогнуть на нужный угол надрезанные перья.

Подобный радиатор можно также изготовить и из медной трубки, диаметром 8мм. Отрезаем кусок 6…7см, разрезаем трубку вдоль по всей длине с одной стороны. Далее на половину длины разрезаем трубку на 4 части и отгибаем эти части в виде лепестков и плотно надеваем на транзистор.

Так как диаметр корпуса транзистора где-то 8,2 мм, то за счёт прорези по всей длине трубки, она плотно оденется на транзистор и будет удерживаться на его корпусе за счёт пружинящих свойств. Резисторы в эмиттерах выходного каскада – либо проволочные мощностью 5 Вт, либо типа МЛТ-2 3 Ом по 3шт параллельно. Импортные пленочные использовать не советую – выгорают мгновенно и незаметно, что ведет к выходу из строя сразу нескольких транзисторов.

Совместимость и аналоги

Транзистор КТ827А совместим с аналогами следующих производителей:

AN827A — аналог от компании Analog Devices;

KT827B — модификация КТ827А с другими характеристиками;

2N827A — аналог от компании Texas Instruments;

BC827A — аналог от компании Fairchild Semiconductor;

KTN827A — путеводитель по производителям с аналогом КТ827А.

Все эти транзисторы имеют схожие характеристики и могут использоваться в аналогичных схемах, однако перед заменой рекомендуется ознакомиться с документацией и убедиться в совместимости.Будьте внимательны и проверяйте обозначения на корпусе транзистора перед использованием.

Технические характеристики

Первое, на что стоит обратить внимание при подборе транзистора для замены или проектировании новой схемы, это предельные эксплуатационные данные. Превышение их недопустимо даже в течение небольших промежутков времени

Также устройство не сможет долго функционировать при значениях параметров равных максимальным. Для КТ827А эти характеристики равны:

наибольшее допустимое напряжение между К-Э действующее на протяжении длительного времени ( при сопротивлении Б – Э равном R_БЭ = 1000 Ом) – 100 В;
максимально возможное напряжение (действующее постоянно или длительное время) между К-Э – 100 В;
предельное импульсное напряжение действующее между К-Э (при t_Ф= 0,2 мкс) – 100 В;
наибольшее возможное постоянно действующее напряжение между Э — Б – 5 В;
максимально допустимый ток через коллектора (действующий на протяжении длительного времени) – 20 А;
наибольший кратковременный ток через коллектора – 40 А;
максимальный длительный ток через базу – 0,5 А;
предельно допустимый кратковременный ток через базу – 0,8 А;
максимальная постоянная мощность, рассеиваемая на коллекторе при (Т_К = -60 … +25ОС) – 125 Вт;
тепловое сопротивление между переходом и корпусом – 1,4 ОС /Вт;
наибольшая возможная температура перехода – +200ОС;
рабочий диапазон температур окружающего воздуха – -60 … +100ОС.

При конструировании схем кроме максимальных значений следует также обращать внимание на электрические параметры. Из таблицы, которая находится ниже по тексту, можно узнать их основные величины

Условия тестирования приведены в столбце под названием «Режимы измерения». Наибольшие и наименьшие значения, полученные во время измерения, находятся в колонках «min» и «max».

Параметры	Режимы измерения	Обозн.	min	max	Ед. изм
Статический к-т передачи тока для транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером	U_КЭ= 3 В, I_К= 10 A, Т_К = 25ОС Т = Т_{К макс} Т_К = — 60ОС U_КЭ= 3 В, I_К= 20 A	h_21Э	750 750 100 100	6000 3500
Граничная частота к-та передачи тока для транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером	U_КЭ= 3 В, I_К= 10 A	f_гр		4	МГц
Напряжение насыщения перехода К-Э	I_К = 10 A, I_Б = 40 мA I_К = 20 A, I_Б = 200 мA	U_КЭ_нас	1 1,8	2 3	В В
Напряжение насыщения перехода Б-Э	I_К = 20 A, I_Б = 200 мA	U_БЭ_нас	2,6	4	В
Входное напряжение Б-Э	I_К= 10 A, U_КЭ= 3 В		1,6	2,8	В
Время включения	I_К= 10 A, I_Б = 40 мA	t_вкл	0,3	1	мкс
Время выключения	I_К= 10 A, I_Б = 40 мA	t_выкл	3	6	мкс
Время рассасывания	I_К= 10 A, I_Б = 40 мA	t_рас	2	4,5	мкс
Обратный ток К-Э,	U_КЭ= U_{КЭ макс}R_БЭ = 1000 Ом Т = +25 и — 60ОС Т = Т_{К макс}	I_КЭO		3 5	мА мА
Обратный ток через эмиттер	U_ЭБ= 5 В	I_ЭБО		2	мА
Емкость коллекторного перехода	U_КБ= 10 В	c_к	200	400	пФ
Емкость эмиттерного перехода	U_ЭБ= 5 В	c_к	160	350	пФ

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Здесь мы поговорим об импульсных блоках питания (ИБП), которые на сегодняшний день получили самое широкое распространение и с успехом используются во всех современных радиоэлектронных устройствах.

Прежде всего, эта статья посвящена для начинающих специалистов по ремонту электронной техники, поэтому материал будет изложен в упрощенной форме и поможет понять основные принципы работы ИБП.

Основной принцип, положенный в основу работы ИБП заключается в преобразовании сетевого переменного напряжения (50 Гц) в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется.

Преобразование осуществляется с помощью мощного транзистора, работающего в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему ВЧ преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый –выполняется по схеме импульсного автогенератора (например, такой использовался в ИБП телевизоров 3 – 4 УСЦТ) и второй – с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).

Поскольку частота преобразователя обычно выбирается от 18 до 50 кГц, то размеры импульсного трансформатора, а, следовательно, и всего блока питания достаточно компактны, что является немаловажным параметром для современной аппаратуры.

В ИБП используются два принципа реализации цепей слежения – «непосредственный» и «косвенный». Выше описанный метод называется «непосредственный», так как напряжение обратной связи снимается непосредственно с вторичного выпрямителя. При «косвенном» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора (рисунок 2).

Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2, приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое через резистор R2 также приложено к выводу 1 ШИМ контроллера.

Реле

С точки зрения микроконтроллера, реле само является мощной нагрузкой,
причём индуктивной. Поэтому для включения или выключения реле нужно
использовать, например, транзисторный ключ. Схема подключения и также
улучшение этой схемы было рассмотрено ранее.

Реле подкупают своей простотой и эффективностью. Например, реле
HLS8-22F-5VDC — управляется напряжением 5 В и способно коммутировать
нагрузку, потребляющую ток до 15 А.

Главное преимущество реле — простота использования — омрачается
несколькими недостатками:

это механический прибор и контакты могу загрязниться или даже привариться друг к другу,
меньшая скорость переключения,
сравнительно большие токи для переключения,
контакты щёлкают.

Часть этих недостатков устранена в так называемых твердотельных
реле. Это,
фактически, полупроводниковые приборы с гальванической развязкой,
содержащие внутри полноценную схему мощного ключа.

Пошаговая инструкция

Сборка проводится согласно составленной схеме цепи. Микросхема была подобрана согласно особенностям цепи.

Сборка проводится следующим образом:

На входе устанавливаем PTC термистор и диодные мосты.
Затем, устанавливается пара конденсаторов.
Драйвера необходимы для регулирования работы затворов полевых транзисторов. При наличии у драйверов индекс D в конце маркировки устанавливать диод FR107 не нужно.
Полевые транзисторы устанавливаются без закорачивания фланцев. При проведении крепления к радиатору, используют специальные изоляционные прокладки и шайбы.
Трансформаторы устанавливаются с закороченными выводами.
На выходе диоды.

Корпус и цоколевка

Транзистор КТ827А имеет металлический корпус, который обеспечивает надежную защиту его внутренних компонентов и позволяет устанавливать его на печатные платы или другие поверхности. Корпус имеет специальные пины для соединения транзистора с внешними электрическими элементами.

Цоколевка транзистора КТ827А включает три пина, каждый из которых отвечает за определенную функцию:

Коллектор (С) — этот пин является основным выводом для подключения нагрузки или других устройств к транзистору. На коллекторном пине собираются все токи транзистора.
База (B) — этот пин предназначен для управления током в транзисторе. Подача сигнала на базу позволяет управлять током коллектора и, соответственно, влиять на работу транзистора.
Эмиттер (E) — это пин отвечает за вывод из транзистора обратного тока, создаваемого в процессе работы устройства. На эмиттерный пин подается общий нулевой потенциал.

Цоколевка транзистора КТ827А позволяет удобно монтировать его на печатные платы или использовать для создания электронных схем различных устройств.

Простейший ключ

В дальнейшем полевым транзистором мы будет называть конкретно MOSFET,
то есть полевые транзисторы с изолированным
затвором
(они же МОП, они же МДП). Они удобны тем, что управляются
исключительно напряжением: если напряжение на затворе больше
порогового, то транзистор открывается. При этом управляющий ток через
транзистор пока он открыт или закрыт не течёт. Это значительное
преимущество перед биполярными транзисторами, у которых ток течёт всё
время, пока открыт транзистор.

Также в дальнейшем мы будем использовать только n-канальные MOSFET
(даже для двухтактных схем). Это связано с тем, что n-канальные
транзисторы дешевле и имеют лучшие характеристики.

Простейшая схема ключа на MOSFET приведена ниже.

Опять же, нагрузка подключена «сверху», к стоку. Если подключить её
«снизу», то схема не будет работать. Дело в том, что транзистор
открывается, если напряжение между затвором и истоком превышает
пороговое. При подключении «снизу» нагрузка будет давать
дополнительное падение напряжения, и транзистор может не открыться или
открыться не полностью.

Несмотря на то, что MOSFET управляется только напряжением и ток через
затвор не идёт, затвор образует с подложкой паразитный
конденсатор. Когда транзистор открывается или закрывается, этот
конденсатор заряжается или разряжается через вход ключевой схемы. И
если этот вход подключен к push-pull выходу микросхемы, через неё
потечёт довольно большой ток, который может вывести её из строя.

При управлении типа push-pull схема разряда конденсатора образует,
фактически, RC-цепочку, в которой максимальный ток разряда будет равен

где \(V\) — напряжение, которым управляется транзистор.

Таким образом, достаточно будет поставить резистор на 100 Ом, чтобы
ограничить ток заряда — разряда до 10 мА. Но чем больше сопротивление
резистора, тем медленнее он будет открываться и закрываться, так как
постоянная времени \(\tau = RC\) увеличится

Это важно, если транзистор
часто переключается. Например, в ШИМ-регуляторе

Основные параметры, на которые следует обращать внимание — это
пороговое напряжение \(V_{th}\), максимальный ток через сток \(I_D\) и
сопротивление сток — исток \(R_{DS}\) у открытого транзистора. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов. Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов

Ниже приведена таблица с примерами характеристик МОП-транзисторов.

Модель	\(V_{th}\)	\(\max\ I_D\)	\(\max\ R_{DS}\)
2N7000	3 В	200 мА	5 Ом
IRFZ44N	4 В	35 А	0,0175 Ом
IRF630	4 В	9 А	0,4 Ом
IRL2505	2 В	74 А	0,008 Ом

Для \(V_{th}\) приведены максимальные значения. Дело в том, что у разных
транзисторов даже из одной партии этот параметр может сильно
отличаться. Но если максимальное значение равно, скажем, 3 В, то этот
транзистор гарантированно можно использовать в цифровых схемах с
напряжением питания 3,3 В или 5 В.

Сопротивление сток — исток у приведённых моделей транзисторов
достаточно маленькое, но следует помнить, что при больших напряжениях
управляемой нагрузки даже оно может привести к выделению значительной
мощности в виде тепла.

Схемы ИБП

Перед выбором схемы ИБП нужно:

задать уровень входного напряжения;
определить выходной диапазон БП;
задать максимальную мощность или ток нагрузки.

С учетом заданных параметров выбирается проект ИБП. Отбор может производиться по типу регулирующих компонентов:

биполярные транзисторы;
полевые;
специализированные микросхемы.

Последние наиболее удобны, поскольку для сборки БП на их основе требуется минимум дополнительных деталей. Их настройка проста и заключается в подборе одного параметра. Типичным представителем такого чипа для устройств бесперебойного питания является UC3842. Однотактные преобразователи нашли применение в условиях лабораторного эксперимента, когда главным критерием являются малые габариты и простота.

Цоколевка

Распиновка у серии КТ825 (он же 2Т825) представлена на рисунке. В первую очередь она зависит от корпусного исполнения устройства. В настоящее время этот транзистор производятся в двух типах корпусов: металлическом со стеклянными изоляторами КТ-9 (ГОСТ 18472-88) и пластиковом ТО-220.

Оба корпуса имеют три жестких вывода со следующим назначением: эмиттер (Э), база (Б), коллектор (К). Конструктивно контакт «К» в таком исполнении физически соединен с металлической частью, которой транзистор крепится на радиатор.

Существуют и бескорпусные версии этого транзистора. Они выпускаются в виде кристаллов неразделенных на пластине с контактными площадками для монтажа внутри гибридных интегральных микросхем. Масса кристалла без герметичной упаковки и выводов не превышает 0,025 гр. Такие устройства представлены у производителей с маркировкой на этикетке — 2Т825A-5.