Ein Transistor ist ein elektronisches Gerät, das eine wichtige Rolle in der modernen Elektronik spielt. Seine Eigenschaften bestimmen seine Fähigkeiten und seinen Zweck. Daher ist es wichtig, die Eigenschaften des Transistors zu kennen, um elektrische Schaltungen zu entwerfen und zu debuggen.
Die Hauptparameter des Transistors sind: übersetzungsverhältnis des Stroms, Durchsatz, Durchbruchspannung und Verlustleistung.
Der Übersetzungsstromkoeffizient (β) zeigt an, wie oft der Kollektorstrom größer ist als der Basisstrom. Je höher der β-Wert ist, desto größer ist die Verstärkung des Transistors. Dieser Parameter spielt eine wichtige Rolle bei Verstärkungsschaltungen und Radios.
Die Bandbreite (Grenzfrequenz oder fT) ist die Frequenz, bei der die Verstärkung eines Transistors im Vergleich zu seinem Nennwert um die Hälfte reduziert wird. Je höher der fT-Wert ist, desto höher ist die maximale Übersetzungsvermögen des Transistors in Hochfrequenzschaltungen.
Die Durchbruchspannung (VCEO) zeigt die maximale Spannung an, die an den Kollektor und den Emitter des Transistors angelegt werden kann, ohne ihn zu beschädigen. Dieser Parameter ist wichtig, wenn ein Transistor für den Betrieb mit bestimmten Spannungen ausgewählt wird.
Die Verlustleistung (Pd) bestimmt die maximale Leistung, die ein Transistor ohne Überhitzung aushalten kann. Dieser Parameter ist wichtig für den zuverlässigen und langlebigen Betrieb des Transistors unter verschiedenen Betriebsbedingungen.
Es ist wichtig sich daran zu erinnern, dass die Wahl eines Transistors für eine bestimmte Anwendung von den erforderlichen Eigenschaften und Arbeitsbedingungen abhängt. Daher ist es bei der Auswahl eines Transistors notwendig, alle seine Parameter und Anwendungen zu berücksichtigen.
Definieren von Transistorparametern
Anhand der Eigenschaften des Transistors können eine Reihe seiner Parameter definiert werden.
1. Stromverstärkung (Beta): beta ist das Verhältnis von Ausgangsstrom zu Steuerstrom. Es zeigt an, wie stark sich das Signal beim Durchlaufen des Transistors verstärkt. Der Beta-Faktor kann berechnet werden, indem der Ausgangsstrom durch den Steuerstrom dividiert wird: β = Ic / Ib.
2. Transistor- und Transistorkapazitäten: die Cp-Transistorkapazität und die Cbe/Cbc-Transistorkapazität sind Parameter, die die Fähigkeit eines Transistors beschreiben, ein Hochfrequenzsignal zu übertragen. Sie beeinflussen den Durchsatz und die Verstärkungsstufe des Transistors im Hochfrequenzbereich.
3. Maximal zulässige Spannung und Strom: diese Parameter begrenzen die maximalen Spannungs- und Stromwerte, die ohne Beschädigung auf den Transistor angewendet werden können. Die maximal zulässige Spannung wird basierend auf dem Transistortyp (Feld oder bipolar) als Vceo/ Vces bezeichnet, und der maximal zulässige Strom wird als Ic oder Ids bezeichnet.
4. Innenwiderstand: der Eingangswiderstand des Rin-Transistors und der Ausgangswiderstand des Rout-Transistors werden in Ohm gemessen und zeigen an, wie sich der Transistor auf die durch ihn strömenden Signale auswirkt. Je kleiner der Ein- und Ausgangsimpedanz ist, desto besser überträgt der Transistor die Signale.
Beachten Sie, dass diese Parameter je nach Typ und Modell des Transistors variieren können.
Parameter "maximale Kollektor-Emitter-Spannung"
Einer der wichtigsten Parameter des Transistors, der anhand seiner Eigenschaften bestimmt werden kann, ist die maximale Kollektor-Emitter-Spannung (VCE(max)).
Die maximale Kollektor-Emitter-Spannung ist die maximal zulässige konstante oder variable Spannung, die an den Kollektor und den Emitter des Transistors angelegt werden kann, ohne das Gerät zu beschädigen.
Der Parameter VCE(max) gibt die maximal zulässige Spannung zwischen Kollektor und Emitter an, bei der der Transistor normal funktioniert. Wenn am Transistor eine Spannung über dem VCE-Sollwert(max) angelegt wird, kann der Transistor ausfallen oder instabil arbeiten.
Die maximale Kollektor-Emitter-Spannung wird vom Hersteller bestimmt und in der Datums- oder Leistungsbeschreibung des Transistors angegeben. Bei der Auswahl eines Transistors für eine bestimmte Schaltungslösung müssen Sie auf diesen Parameter achten und einen Transistor mit einem ausreichend großen VCE-Wert (max) auswählen.
Parameter "maximaler Kollektorstrom"
Ein wichtiger Parameter, der anhand der Eigenschaften des Transistors bestimmt werden kann, ist der "maximale Kollektorstrom". Dieser Parameter gibt den maximalen Stromwert an, der durch den Kollektor des Transistors fließen kann, ohne ihn zu beschädigen.
Der Parameter "maximaler Kollektorstrom" wird während des Transistortests bestimmt und wird vom Hersteller in den technischen Spezifikationen für diese Komponente angegeben. Dieser Parameter ist wichtig bei der Auswahl eines Transistors für eine bestimmte Aufgabe und es ist wichtig, ihn bei der Gestaltung von elektrischen Schaltungen zu berücksichtigen.
Wenn während des Betriebs eines Transistors ein Strom durch seinen Kollektor fließt, der den Wert des "maximalen Kollektorstroms" überschreitet, kann dies zu Überhitzung und Zerstörung des Transistors führen. Daher ist es notwendig, den Transistor unter Berücksichtigung dieses Parameters sorgfältig auszuwählen und den Transistor unter Betriebsbedingungen entsprechend zu kühlen.
Parameter "Stromübertragungsfaktor"
Hfe definiert als das Wechselverhältnis des Kollektorstroms (ΔIc) zur Änderung des Grundstroms (ΔI )b):
H-Wertfe kann in einem weiten Bereich variieren - von ein paar Dutzend bis zu mehreren tausend. Großer Wert von Hfe bedeutet, dass der Transistor das Signal gut verstärkt, während ein kleiner Wert eine schwache Verstärkungskapazität anzeigt.
H-Wertfe kann auch vom Betriebsmodus des Transistors abhängen: im aktiven Modus ist es normalerweise am größten, in der Sättigung am geringsten und im Cutoff ist es Null. Daher ist es notwendig, den Arbeitspunkt des Transistors zu kennen, um seinen Stromübertragungsfaktor zu bestimmen.
| Transistor-Typ | H-Wertfe |
|---|---|
| npn | 10 - 5000 |
| pnp | 10 - 1000 |
Den Wert von H kennenfe für einen bestimmten Transistor kann der Ausgangsstrom des Kollektors berechnet werden (Ic) nach Formel:
Wo Ib - eingangsstrom der Basis. Wenn Sie den Ausgangsstrom kennen, können Sie ihn weiter verwenden, um andere Parameter des Transistors wie Kollektorspannung und Leistung zu bestimmen.
Parameter "Umschaltzeit"
Verzögerungszeit (td) - Dies ist die Zeit, die benötigt wird, bis das Ausgangssignal des Transistors nach einer Änderung des Eingangssignals die Hälfte seines Betriebswerts erreicht.
Einschwingzeit (tr) ist die Zeit, die benötigt wird, bis das Ausgangssignal des Transistors seinen vollen Betriebswert von 10% bis 90% des Ausfallwerts erreicht.
Zeit des Abschwungs (tf) - Dies ist die Zeit, die benötigt wird, um das Ausgangssignal des Transistors von einem vollen Betriebswert auf 10% des Ausfallwerts zu reduzieren.
Wenn Sie diese Schaltzeitparameter kennen, können Sie bestimmen, wie schnell und effizient ein Transistor zwischen seinen Zuständen umschaltet, was bei der Konstruktion und Verwendung elektronischer Geräte wichtig ist.
