БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ

Транзистору исполнилось 40 лет! Для стремительно развивающейся электронной техники — это, конечно же, «солидный» возраст. Но не устарел ли транзистор? Вовсе нет! И сейчас сферы его применения постоянно расширяются, а сам прибор все время совершенствуется в результате внедрения более прогрессивной технологии и новейших измерительных средств.

Со времени публикации в нашем журнале справочных сведений по транзисторам появилось много новых приборов такого типа. Однако и большинство транзисторов ранних выпусков используются в электронной технике, как и их более молодые «собратья». Это объясняется тем, что и «ветераны» со временем стали совершеннее: улучшились их параметры и предельно допустимые показатели, изменилась конструкция корпуса, разработаны новые серии приборов с более высокими характеристиками.

В этой серии публикаций, посвященной биполярным транзисторам, содержатся исчерпывающие сведения практически о всех активно применяемых приборах, причем учтены все внесенные в них изменения.

В современной вычислительной технике и цифровой автоматике, где вся обработка логической информации осуществляется микросхемами, биполярные транзисторы используются в выходных цепях процессоров, в периферийных устройствах, в дисплеях, в системах отображения информации коллективного пользования. Кроме того, транзисторы широко применяются и в других областях радиоэлектроники — радиоприемниках и телевизорах, усилителях и измерительных приборах, в устройствах промышленной электроники и в медицинской аппаратуре.

Транзисторы могут выполнять функции ключа или усилителя. Работая как электронный ключ, транзисторы попеременно находятся либо в режиме насыщения, либо в режиме отсечки.

Режим насыщения соответствует открытому состоянию транзистора, когда через него течет большой коллекторный ток, а между электродами «коллектор — эмиттер» и «эмиттер — база» устанавливаются минимальные напряжения (Uкэ пол, UЭБ пол).

В режиме отсечки транзистор заперт. Такое состояние характеризуется чрезвычайно малыми утечками тока через эмиттер и коллектор: обратный ток эмиттера IЭБО и обратный ток коллектора Iкбо.

Важнейшим параметром транзистора, выполняющего функцию усилительного элемента (активный режим прибора), является статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером — h21Э. Этот параметр показывает, во сколько раз выходной (коллекторный) ток транзистора больше входного тока базы; он зависит от частоты входного сигнала и снижается (по сравнению со значением, записанным в таблице) при увеличении частоты выше граничной (fгр). Объясняется это тем, что усилительные свойства транзистора с повышением частоты ухудшаются.

При использовании транзисторов в любом из упомянутых режимов нельзя подавать на полупроводниковые приборы напряжения и токи выше максимально допустимых, значения которых для каждого типа указаны в таблице: U КЭ max — максимальное напряжение «коллектор — эмиттер», U КБ max —максимальное напряжение «коллектор — база», U ЭБ max — максимальное напряжение «эмиттер — база», I к max — максимальный ток коллектора в режиме усиления.

Значение Р к max — предельная рассеиваемая мощность коллектора, Т откр — диапазон рабочей температуры окружающей среды.

По виду полупроводниковой структуры биполярные транзисторы делятся на два типа: p-n-p и n-p-n. При включении транзисторов p-n-p по схеме с общим эмиттером коллектор подсоединяется через нагрузочный резистор к «минусу» источника питания, а эмиттер — к общей шине. Для транзисторов п-р-п полярность подсоединения противоположная, то есть коллектором к «плюсу» источника питания.

Представленные в таблице полупроводниковые приборы выпускаются в металлостеклянных корпусах с гибкими выводами. Исключение составляют транзисторы серии КТ503, имеющие пластмассовый корпус с гибкими выводами.

Разновидностями биполярных являются однопереходные и двухэмиттерные транзисторы.

У однопереходных транзисторов серий КТ117, 2Т117, КТ119 имеется эмиттер для приема входного сигнала и «длинная» (сравнительно большого объема) база с подсоединенными к ее противоположным торцам двумя электродами (база 1 и база 2). Коллектор у этого полупроводникового прибора отсутствует.

Когда между двумя электродами базы приложено рабочее напряжение, транзистор заперт и ток через его единственный переход не протекает. Если на эмиттере появляется достаточное входное напряжение, переход открывается, и транзистор пропускает прямой ток, наибольшая величина которого не должна превышать максимальный эмиттерный ток, указанный в таблице. При снижении этого тока до значения 1эвыкл транзистор запирается.

Двухэмиттерные транзисторы серий КТ118, 2Т118 имеют две базы, два эмиттера и один коллектор. Особенность этих полупроводниковых приборов — чрезвычайно низкое падение напряжения на открытом транзисторе и очень малый ток утечки в закрытом состоянии.

Транзистор КТ120Б работает в диодном включении.

При монтаже транзисторов в металлостеклянных и пластмассовых корпусах нужно внимательно относиться к пайке полупроводниковых приборов. Паяльник должен питаться от источника с напряжением 12—36 В, мощность инструмента не превышать 60 Вт, а температура его жала поддерживаться на уровне 250°. Паять выводы можно не ближе 3 мм от корпуса, а изгибать их разрешается на расстоянии не менее 5 мм от основания.

Бескорпусные транзисторы вообще нельзя паять. Их выводы обычно подсоединяют с помощью ультразвуковой сварки или используют способ термокомпрессии.

В таблице применены условные обозначения:

Р к max — предельная рассеиваемая мощность коллектора;
U кэ max — максимальное напряжение коллектор — эмиттер;
U кб max — максимальное напряжение коллектор — база;
U эб max — максимальное напряжение эмиттер — база;
I к max — максимальный ток коллектора (в режиме усиления);
h 21э — статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;
U кэ нас — напряжение насыщения «коллектор — эмиттер» при IБ = const;
U эб нас — напряжение насыщения «эмиттер — база» при Iк = const, IБ = const;
I кбо — обратный ток коллектора при Uкб = const;
I эбо — обратный ток эмиттера при Uэб = const;
f гр — граничная частота коэффициента передачи тока;
Токр — диапазон рабочей температуры окружающей среды.

Тип транзистора обычно проставляется на его корпусе. Но если прибор очень мал, его обозначение печатается на небольшом листочке бумаги и вкладывается вместе с транзистором в ячейку упаковки. Иногда для обозначения типа пользуются цветовым кодом (точки и полоски), нанесенным на корпусе.

Каждый бескорпусный транзистор укладывается заводом-изготовителем в специальную тару-спутник. Извлекают прибор из нее только перед самым монтажом.

Тип бескорпусного транзистора указывается на вкладыше и на общей упаковке.

В таблице применены условные обозначения:

Р к max — предельная рассеиваемая мощность коллектора;
U кэ max — максимальное напряжение коллектор — эмиттер;
U кб max — максимальное напряжение коллектор — база;
U эб max — максимальное напряжение эмиттер — база;
I к max — максимальный ток коллектора (в режиме усиления);
h 21э — статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;
U кэ нас — напряжение насыщения «коллектор — эмиттер» при IБ = const;
U эб нас — напряжение насыщения «эмиттер — база» при Iк = const, IБ = const;
I кбо — обратный ток коллектора при Uкб = const;
I эбо — обратный ток эмиттера при Uэб = const;
f гр — граничная частота коэффициента передачи тока;
Токр — диапазон рабочей температуры окружающей среды.

В таблице применены условные обозначения:

Р к max — предельная рассеиваемая мощность коллектора;
U кэ max — максимальное напряжение коллектор — эмиттер;
U кб max — максимальное напряжение коллектор — база;
U эб max — максимальное напряжение эмиттер — база;
I к max — максимальный ток коллектора (в режиме усиления);
h 21э — статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;
U кэ нас — напряжение насыщения «коллектор — эмиттер» при IБ = const;
U эб нас — напряжение насыщения «эмиттер — база» при Iк = const, IБ = const;
I кбо — обратный ток коллектора при Uкб = const;
I эбо — обратный ток эмиттера при Uэб = const;
f гр — граничная частота коэффициента передачи тока;
Токр — диапазон рабочей температуры окружающей среды.

Предлагаем вашему вниманию сведения о маломощных высокочастотных полупроводниковых приборах p-n-p типа. Они используются в устройствах дискретного счета, в блоках ЭВМ, применяются в приемоусилительной аппаратуре.

Основные электрические режимы работы этих типов биполярных транзисторов приведены в таблице.

В таблице применены условные обозначения:

Р к max — предельная рассеиваемая мощность коллектора;
U кэ max — максимальное напряжение коллектор — эмиттер;
U кб max — максимальное напряжение коллектор — база;
U эб max — максимальное напряжение эмиттер — база;
I к max — максимальный ток коллектора (в режиме усиления);
h 21э — статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером;
U кэ нас — напряжение насыщения коллектор — эмиттер;
U эб нас — напряжение насыщения эмиттер — база;
I кбо — обратный ток коллектора;
I эбо — обратный ток эмиттера;
f гр — граничная частота коэффициента передачи тока;
| h21 э| — модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте;
С к — емкость коллекторного перехода.

Токр — диапазон рабочей температуры окружающей среды.

Примечание. Маркировка обозначений транзисторов ГТ305, ГТ308, ГТ320, ГТ321, ГТ322, КТ343 приводится на корпусе; на корпусе КТ350А наносится условная маркировка двумя точками серого и розового цвета, на КТ351 А — желтой и розовой, на КТ351Б — двумя желтыми, на КТ352 — зеленой и розовой, на КТ352Б — зеленой и желтой.

У транзисторов КТ357, КТ361 обозначение типа приводится на этикетке, а у КТ364, КТ380, КТ388Б, КТ389Б — на сопроводительной таре.

Предлагаем вниманию читателей справочные сведения по маломощным транзисторам, предназначенным для работы в аппаратуре высокой частоты в устройствах усиления, переключения и в генераторных каскадах.