1.2.2 Система обозначения транзисторов

В основу системы положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент (цифра или буква) обозначает исходный полупроводниковый материал аналогично диодам.

Второй элемент определяет подкласс прибора. Т – подкласс транзистор биполярный.

Третий – функциональные возможности транзистора – допустимую мощность рассеяния и граничную частоту.

Четвёртый – порядковый номер разработки технологического типа транзистора. Обозначается цифрами от 01 до 99 (в последнее время появились разработки с номерами от 101 до 999)

Пятый – обозначает дополнительные параметры транзистора в данной разработке. Они обозначают буквами русского алфавита

Например, транзистор КТ301А – кремниевый транзистор биполярный, высокочастотный, малой мощности, номер разработки 01, разновидности А.

Обозначение транзистора на принципиальных схемах нормировано и приведено на рис. 11 и 12. Направление стрелки эмиттера показывает положительное направление тока эмиттера.

Изображение транзистора с выводами можно поворачивать на 90 градусов. Стандарт разрешает не изображать окружность.

1.2.3 Допустимые электрические и тепловые параметры

Максимально допустимые напряжения это такие предельные напряжения, при которых транзистор не теряет своих электрических свойств. Превышение этих напряжений не допускается, т.к. может наступить электрический пробой р-n-переходов транзистора. В справочниках приводятся значения допустимых напряжений U_КБmах, U_КЭmах, U_ЭБmах.

Максимально допустимая рассеиваемая мощность коллектора P_{к.max –} наибольшая мощность, рассеиваемая коллектором транзистора при температуре окружающей среды Т_С (или корпуса T_К).

Постановка задачи

Определение исходных данных

Выбор транзистора. U_СТ = 10±0,1 В I_Н = 40±16 мА I_Hmax = 56 мА I_К ≈ I_{Э(т.к. транзистор включен с общим коллектором)} I_Э = I_{Н(последовательное включение ) 1.}

Предел выбора транзистора (1,1÷1,5)∙I_Hmax. => 65 мА ≤  I_Kmax  ≤ 100 мА 2. коэффициент усиления B В = ∆I_K/∆I_Б при U_KЭ = 14 В В ≈ 50 3. I_Бmax= I_Кmax/В=1,12 4. U_КЭ = 10 В U_Kmin= U_Иmin= 20 В Напряжение источника питания может изменяться в диапазоне ±15%,

24,0 ±3,6 В , U_Иmах = 27,6 В. U_КЭmax = U_Иmах – U_Н = 27,6 – 10,0 = 17,6 В 5. U_Иср = 24 В 6. Р_К = U_КЭmax∙I_Кmax= 27,6·0,06=1.66 Вт < Р_КДОП = 1,8 Вт

Выбор стабилитрона.

U_СТ = 10 В Стабилитрон включён в цепь базы транзистора. Его напряжение стабилизации должно быть больше на величину падения напряжения на переходе база-эмиттер U_БЭ. Для кремниевых транзисторов U_БЭ ≈ 0,8 В. 1. U_БЭ ≈ 0,8 В =>берем стабилитрон типа КС210В Характеристики стабилитрона U_СТ = 11 В I_СТmax = 20 мА ТКН ξ = + 7,5 10^‑2 %/^ОС ΔU_СТ = U_СТ ∙ξ∙Δt = 11∙0,075·50 = 0,4 В Напряжение U_СТ = 10 В изменяется на 0,41 В (410 мВ). Такой температурный дрейф недопустим. Вводим термокомпенсацию.

1. Чтобы скомпенсировать положительный ТКН стабилитрона VD1,

включим последовательно стабилитрон с отрицательным ТКН. Напряжение компенсации U_К определим по графику . На оси ξ_СТ выберем значение ξ_СТ = – 0,075 Проведём стрелку до пересече-

ния с графиком ТКН. Через полученную точку проведём сечение Согласно построению необходим стабилитрон с напряжением стабилизации равным примерно 3 В. Такому напряжению соответствует стабилитрон КС131А, его напряжение стабилизации U_СТ = 3,1 В 2. После выбираем основной стабилитрон VD1 с напряжением U_СТ ≈ (U_Н – U_К+ 0,8 В) = (10 – 3,1 + 0,8) = 7,7 В Выбираем стабилитрон КС175А U_CT = 7,5 ± 5% B

Стабилизация тока стабилитронов

U_КЭ = 10 В

U_{КБ =} 9,2 В (-0.8В)

U_Rэ = U_ЭК = 4,6 В.

1. I_К2 = (I_СТ + I_Б) = 21,1 мА

Р_Кдоп > U_КЭ∙I_K = 4,6∙21,1 ≈ 100 мВт.

По допустимой мощности и току выбираем транзистор

2.

R_Э = U_Rэ/I_Rэ = 4,6 В/21,1 мА = 219 Ом

Номинальное значение R_Э = 220 Ом

3.

U_Rэ= 4,6 В

U_БЭ2 = 0,8 В

U_Б2 = (4,6 + 0,8) = 5,4 В

Выберем стабилитрон VD3.

4.

VD3(I)=5мА VD3(U)=5,3В VD2(U)=3,1В U_R1=8,4 В R1= (20 – 8,4)/5 =2,72 кОм

I_R1 = (20 – 8,4)/2,7 = 4,3 мА

P_R1= I_R1·U_R1=4,3 мА·8,4 В = 26 мВт

5. Определяем реальные сопротивления диодов VD1 и VD2.

Согласно построению сопротивление диода VD1 составляет примерно 10 Ом, сопротивление диода VD2 примерно 21 Ом.

r_СТΣ = 31 Ом

Расчет параметров стабилизатора

1.

r_Э = φ_T/I_Э = 26 мВ/50 мА = 0,52 Ом.

20 ^ОС φ_T ≈ 26 мВ

2.

I_Б = 1,2 мА

∆U_БЭ ≈ 0,05 В и ∆I_Б= 0,6 мА. h₁₁= ∆U_БЭ /∆I_Б= 0,05/0,6 = 83 Ом

∆U_КЭ= 10 В, ∆I_К ≈ 4 мА

r_К = ∆U_КЭ/∆I_К = 10 В/0,004 А = 2500 Ом

U_КЭ = 10 В

∆I_Б = 0,4 мА, ∆I_К ≈ 25 мА, В = ∆I_К/∆I_Б ≈ 25/0,4 = 62,5

3.

Вычисляем сопротивление стабилизатора

R_ВЫХ = r_Э + (r_СТΣ+ r_б)/(1 + B)

r_б = h₁₁– r_Э(1 + B) = 83 – (0,52∙63,5) = 50,0 Ом.

R_ВЫХ = 0,52 + (31 + 50,0)/51 = 2,1 Ом.

Защита стабилизатора по току

R_T = 0,3 В/0,12 А = 2,5 Ом

P=