트랜지스터를 대체할 수 있는 소자

찾을 수 있는 N 채널 "로직 레벨" 전계 효과 트랜지스터의 유사체 선택에 대해 이야기할 것임을 즉시 예약하겠습니다. 전원 회로에서~에 마더보드그리고 비디오 카드. 이 경우 논리 수준은 제어되는 장치에 대해 이야기하고 있음을 의미합니다. 상대적으로 작은 전압(최대 5V)이 게이트에 적용될 때 드레인에서 소스로의 전환을 완전히 열 수 있습니다.

전계 효과 트랜지스터의 모습

그림 1 TO-263-3으로도 알려진 하우징 유형 D²PAK.
주로 오래된 보드에서 발견되며 현대 보드에서는 거의 사용되지 않습니다.

그림 2
TO-252-3으로도 알려진 하우징 유형 DPAK.
가장 일반적으로 사용되는 것은 감소된 D²PAK입니다.

그림 3
하우징 유형 SO-8.
이는 마더보드와 비디오 카드에서 발생하며 후자에서 가장 자주 발생합니다. 내부에는 하나 또는 두 개의 전계 효과 트랜지스터가 숨겨져 있을 수 있습니다.

그림 4
TDSON-8이라고도 알려진 SuperSO-8. 4개의 핀이 트랜지스터 기판에 연결되어 있다는 점에서 SO-8과 다릅니다. 온도 체제. Infineon 제품에 일반적입니다. SO-8 하우징의 아날로그로 쉽게 교체 가능

그림 5
IPAK. 또 다른 이름은 TO-251-3입니다. 실제로 DPAK와 완전히 유사하지만 본격적인 두 번째 다리가 있습니다. 인텔은 다양한 보드에 이러한 유형의 트랜지스터를 사용하는 것을 좋아합니다.

그림A첫 번째 옵션은 N채널 트랜지스터 1개입니다.

그림B
둘째, 2개의 N채널 트랜지스터입니다.

그림C
셋째, N채널과 P채널 트랜지스터를 한 병에 담았습니다.

그림D
하우징 유형 LFPAK 또는 SOT669.
특별한 경우 1개의 N 채널 트랜지스터가 포함된 SO-8 하우징, 5" ~ 8" 레그가 방열판 플랜지로 교체되었습니다. 현재는 비디오 카드에서만 볼 수 있습니다.

일반적으로 D²PAK 하우징의 장치 대신 DPAK 하우징에 유사한 장치를 쉽게 설치할 수 있습니다.

약간의 기술을 사용하면 D²PAK을 DPAK 아래 좌석에 "펼칠" 수 있지만 미적으로 보기에는 좋지 않습니다.

LFPAK은 하나의 N 채널 트랜지스터를 사용하여 문제 없이 SO-8로 자연스럽게 변경되며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

다른 경우에는 완전히 유사한 하우징에서 장치를 선택해야 합니다.

전계 효과 트랜지스터는 어디에 사용될 수 있습니까?

위에서 우리는 전원 하위 시스템만 고려한다는 데 동의했으므로 옵션이 거의 없습니다.

스위칭 전압 변환기.
선형 전압 안정기.
핵심은 전압 스위칭 회로에 있습니다.

전계 효과 트랜지스터 마킹 시스템

예를 들어 살펴보겠습니다. 20N03이 있다고 가정해 보겠습니다. 이는 전압(Vds) ~30V 및 전류(Id) ~20A용으로 설계되었음을 의미합니다. 문자 N은 이것이 N채널 트랜지스터임을 의미합니다. 그러나 모든 규칙에는 예외가 있습니다. 예를 들어 Infineon 회사는 들판 라벨링에 Rds를 표시하지만 Rds는 표시하지 않습니다. 최대 전류.

IPP 15 N 03 Vds=30V Rds=12.6mΩ ID=42A TO220
IPB 15 N 03 L - Infineon OptiMOS N채널 MOSFET Vds=30V Rds=12.6mΩ ID=42A TO263(D²PAK)
SPI 80 N 03 S2L-05 - Infineon OptiMOS N채널 MOSFET Vds=30V Rds=5.2mΩ 아이디=80A TO262
NTD 40 N 03 R - 온세미파워 MOSFET 45 앰프, 25 볼트 Rds=12.6mΩ
성병 10 PF 06 - ST STripFET™ II 전력 P-채널 MOSFET 60V 0.18Ω 10A IPAK/DPAK

따라서 XXYZZ를 표시하는 경우 XX - 또는 Rds 또는 Id Y - 채널 유형 ZZ - Vds라고 말할 수 있습니다.

N채널 전계효과 트랜지스터의 주요 특징

일반적으로 전계 효과 트랜지스터에는 중요하고 중요하지 않은 매개 변수가 많이 있습니다. 우리는 적용된 관점에서 문제에 접근하고 실질적으로 필요한 매개변수를 고려하는 것으로 제한할 것입니다.

Vds - 드레인-소스 전압 - 최대 전압배수 소스.
Vgs - 게이트-소스 전압 - 최대 게이트-소스 전압.
Id - 드레인 전류 - 최대 드레인 전류.
Vgs(th) - 게이트-소스 임계 전압 - 드레인-소스 접합이 열리기 시작하는 게이트-소스 임계 전압.
Rds(on) - 드레인-소스 온 저항 - 개방 상태에서 드레인-소스 전환 저항입니다.
Q(tot) - 총 게이트 요금 - 총 게이트 요금입니다.

Rds(on) 매개변수는 일반적으로 10V와 4.5V의 다양한 게이트-소스 전압에서 표시될 수 있다는 사실에 주목하고 싶습니다. 중요한 특징고려해야 할 사항입니다.

다양한 애플리케이션에서 매개변수의 중요도

Vds, Vgs - 매개변수는 항상 고려됩니다. 초과하면 트랜지스터가 작동하지 않습니다. 있어야합니다 보다 크거나 같음교체되는 장치의 매개변수와 유사합니다. 펄스 변환기에서 작업할 때 작동 전압 마진이 2~2.5배를 초과하는 장치를 사용하면 안 됩니다. 작동 전압이 높은 장치는 일반적으로 속도 특성이 더 나쁩니다.

Id는 펄스 변환기에서만 중요한 매개 변수입니다. 다른 경우에는 전류가 그다지 강력하지 않은 장치의 정격 값의 10%를 거의 초과하지 않습니다. 있어야합니다 보다 크거나 같음다음의 경우 교체되는 장치의 매개변수와 유사합니다. 펄스 변환기, 그리고 그 이하도 아니다다른 경우에는 10암페어입니다.

Vgs(th) - 선형 안정기에서 작업할 때 어느 정도 의미가 있습니다. 그곳에서만 트랜지스터가 스위칭 모드가 아닌 활성 모드로 작동합니다. 이 매개변수에 적합하지 않을 수 있는 실질적으로 논리 수준의 전계 효과 트랜지스터는 생산되지 않습니다. 이 매개변수는 +5V로 구동되는 TL431이 제어 요소로 사용되는 선형 안정기에 중요합니다. 예를 들어 이러한 회로는 비디오 카드의 선형 전압 조정기에 자주 사용됩니다.

Rds(on) - 스위칭 모드에서 작동하는 트랜지스터의 가열은 전류가 개방 채널을 통과할 때 이 매개변수에 직접적으로 의존합니다. 이 경우 적을수록 좋다. 주목 HIP63** 시리즈의 전류 과부하 및 단락 PWM에 대한 보호와 일부 다른 제품은 하부 스위치(인덕터에서 접지까지)의 Rds(on)를 전류 센서로 사용한다는 점을 잊어서는 안 됩니다. 이는 상당한 변화입니다. 보호 전류를 변경하고 전류 보호 중 하나를 변경합니다. - 예상보다 일찍 작동합니다. - 부하 피크에서 전력 강하의 결과 또는 단락 전류가 너무 높아서 어머니가 전원 공급 장치를 끄기 전에 키를 종료합니다. PW-ON을 제거하므로 엄밀히 말하면 스위치의 Risen도 변경해야 합니다(그러나 일반적으로 이렇게 하는 사람은 없습니다!).

Q(tot) - 게이트 재충전 시간에 영향을 미치므로 트랜지스터의 개폐가 지연될 수 있습니다. 다시 적을수록 좋다.

스위치 모드 DC-DC 컨버터의 페어차일드 MOSFET 선택 문서 - MOSFET 선택(및 교체)에 대한 권장 사항입니다.

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이 구성 요소의 발명을 위해 물리학자들은 노벨상, 덕분에 집적 회로와 컴퓨터의 출현에 혁명이 이루어졌습니다. 트랜지스터는 전류를 제어하는 데 사용됩니다. 전기 회로. 전기 신호를 증폭, 변환 및 생성할 수 있습니다. 출력 전류와 전압을 높이기 위해 이러한 장치는 디지털 통신, 프로세서 및 디지털 기술 분야에서 사용됩니다. 필드(단극) 및 양극 장치가 사용됩니다.

트랜지스터는 주파수(저주파 및 고주파), 전력 및 재료(갈륨과 비소를 결합하여 얻은 게르마늄, 실리콘, 갈륨 비소)가 다릅니다. 현재 디스플레이 매트릭스에는 투명 반도체 기반의 소자가 사용되고 있으며, 조만간 반도체 폴리머도 사용될 것으로 예상된다.

라디오 아마추어는 때때로 외국, 특히 일본 트랜지스터를 교체하는 데 어려움을 겪습니다. 가전제품에 사용 큰 수다양한 반도체 장치.대부분의 농산물 바이폴라 트랜지스터 (역방향 및 순방향 전도). 북미, 유럽, 일본의 전자 산업에서 생산됩니다. 장치 하우징에서 일본과 한국에 대해 동일한 표시를 찾을 수 있습니다.

다가오는 장비 수리의 복잡성에 따라 트랜지스터 교체에 대한 일반적인 접근 방식을 고려할 수 있습니다. 첫 번째 경우에는 트랜지스터 본체에 종류를 식별하는 표시가 있으며 이 장치는 일반 라디오 시장에서 저렴한 가격으로 구입할 수 있습니다. 더 복잡한 경우에는 장치 유형을 결정하기는 쉽지만 가격이 높거나 국내 시장에서 가용성이 부족하여 구매하기가 어렵습니다. 어려운 경우에는 장치 유형을 결정하는 것이 불가능하거나 사용 지침이 없습니다.

교체해야 하는 경우가 많다는 것이 문제입니다. 고전력 펄스 트랜지스터 필요한 모든 매개 변수를 항상 충족하지 못하는 국내 유사품을 사용한 해외 생산. 예를 들어, 소형 하우징이나 플라스틱으로 만들어진 하우징에서는 장치를 선택하기가 어렵습니다. 그러나 금속 케이스에서 TO-3 유형 장치의 국내 대체품을 쉽게 찾을 수 있습니다. 일치해야 하는 장치의 크기를 고려하는 것이 중요합니다.

열을 제거하는 하우징 플레이트에 컬렉터를 연결하는 방법인 두 가지 옵션(파손 및 구입)의 절연을 준수하면서 장치를 올바르게 교체할 수 있습니다.

교체가 필요한 장치에 절연을 제공하는 하우징이 장착되어 있고 해당 유사 장치에 마운트에 플라스틱 슬리브만 있는 경우 보호를 위해 불소수지 또는 운모 개스킷을 설치합니다. 불소수지는 전류 절연 능력이 뛰어나 고전압 전선의 1차 권선을 만드는 데 사용됩니다. 부싱이 절연되지 않은 경우 장착 나사를 절연해야 할 수도 있습니다. 장치를 교체할 때 금속 케이스의 트랜지스터가 플라스틱 케이스의 트랜지스터보다 더 나은 열 제거 성능을 발휘한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.

장치를 교체할 때 먼저 이 기술에 가장 중요한 매개변수가 무엇인지 결정하고 이를 교체품 선택 시 지침으로 사용하십시오. 이렇게 하려면 트랜지스터를 켜기 위한 회로와 매개변수에 대한 구체적인 아이디어가 필요합니다. 수리할 때 대부분의 경우 장치를 교체해야 합니다. 가전제품, VCR, TV(스위칭 전원 공급 장치의 출력단).

가전제품에 가장 적합 고주파 트랜지스터 . 장치의 지침에 따라 하우징의 절연 방법, 장치의 소음 정도, 장치를 사용해야 하는 장소(예: 유형 G는 통신 장비에 사용됨)를 결정할 수 있습니다. 그러나 저항기, 다이오드 및 기타 수정 사항이 내장된 장치에서는 표시가 일반적으로 허용되는 표시와 다를 수 있습니다. 따라서 NEC와 TOSHIBA는 고주파 및 저주파 트랜지스터에 대해 자체 명칭을 가지고 있습니다.

네트워크의 과부하 및 전압 변동으로 인해 반도체 장치의 고장이 발생할 수 있습니다. 따라서 보호 저항, 다이오드로 대체할 제품을 찾고 저항 수준을 고려해야 합니다. 케이스가 과열되어 반복되는 고장을 방지하려면 빠르게 작동하는 장치가 필요합니다.

트랜지스터를 교체할 때 전류 전달 계수를 고려해야 합니다. 작동 전압장치의 수집기에.교체가 없는 것이 좋습니다. 더 나쁜 품질원본보다. 또는 저전력이지만 동일한 유형의 여러 장치를 병렬로 연결하십시오. 아날로그 설치에 오류가 있으면 시스템이 과열될 수 있습니다.

전계 효과 트랜지스터 양극형보다 교체가 더 어렵습니다. 품종이 적고 매개 변수가 크게 다릅니다. 두 가지 주요 유형이 있습니다: 절연 게이트 포함 및 포함 p-n 접합. 모든 현대 디지털 기술은 이러한 장치를 기반으로 합니다. 실리콘 결정으로 만들어지며 프로세서, 메모리 및 논리 회로를 구축하는 데 사용됩니다. 그러나 실리콘 트랜지스터는 일반적으로 1,000V 이상의 전압에서는 작동하지 않습니다.

이번 글에서는 제품을 선택할 때 어떤 기준에 주의해야 하는지 설명하고 싶습니다. 트랜지스터 교체. 이 기사가 라디오 아마추어를 시작하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 나는 정보를 매우 간략하게 제시하려고 노력할 것입니다. 트랜지스터 선택비슷한 것이 없으면.

바이폴라 트랜지스터.

나는 다음에 대한 평가 및 유사품 선택을 제공합니다. 트랜지스터 교체주파수, 전압, 전류 등 회로 분석부터 시작합니다. 트랜지스터의 속도, 즉 트랜지스터의 작동 주파수를 기준으로 선택을 시작하겠습니다. 이 경우 경계 fgr. MHz(이것은 이득이 1과 같다) 트랜지스터의 주파수는 장치가 작동하는 실제 주파수보다 높아야 하며, 바람직하게는 여러 번 커야 합니다. 주파수별로 선택한 후, 허용 전력에 따라 선택합니다. 즉, 트랜지스터의 콜렉터 전류가 1차 회로의 최대 전류를 초과해야 합니다. 다음으로, 허용되는 이미터-컬렉터 전압에 따라 트랜지스터를 선택합니다. 이 전압은 언제든지 트랜지스터에 적용되는 최대 전압을 초과해야 합니다. 이득: 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 전류는 매개변수 h21을 통해 베이스 전류에 연결되는 것으로 알려져 있습니다. 간단히 말해서 콜렉터 전류 더 최신 h21의 기지. 이것으로부터 우리는 이 매개변수의 값이 가능한 한 높은 트랜지스터를 사용하는 것이 더 낫다는 결론을 내릴 수 있습니다. 이는 트랜지스터 제어 비용을 줄임으로써 효율성을 높일 것입니다. 훌륭한 가치이 매개변수를 포화 모드에 입력하는 것이 더 쉽습니다. 또한 트랜지스터에서 전력 손실을 줄이려면(동시에 발열도 적음) 포화 전압(개방 상태의 콜렉터-에미터 전압)을 가능한 한 낮춰야 합니다. 트랜지스터의 전류는 트랜지스터를 통과하는 전류의 곱과 같고 전압 강하와 컬렉터의 최대 소산 전력(참고서에 나와 있음)은 실제로 방출되는 전력보다 작아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 트랜지스터는 대처할 수 없습니다 (즉시 실패합니다). “TV용 전원 공급 장치 스위칭용 트랜지스터. 교체" 기술에 대해서는 이미 설명했습니다. 트랜지스터 교체 .

전계 효과 트랜지스터.

양극성 제품에 비해 많은 장점이 있으며 가장 중요한 것은 가격이 저렴하다는 것입니다. 제 생각에는 전계 효과 트랜지스터의 가장 중요한 장점은 다음과 같습니다.

전류가 아닌 전압에 의해 제어됩니다 ( 전기장), 이는 회로를 크게 단순화하고 제어에 소비되는 전력을 줄입니다.
FET에는 소수 캐리어가 없으므로 훨씬 더 빠른 속도로 전환할 수 있습니다.
내열성이 향상되었습니다. 온도 상승 전계 효과 트랜지스터전압이 가해지면 옴의 법칙에 따라 개방형 트랜지스터의 저항이 증가하고 그에 따라 전류가 감소합니다.

전계 효과 트랜지스터의 열 안정성은 설계자가 장치를 병렬로 연결하여 부하 용량을 늘릴 때 도움이 됩니다. 충분히 병렬로 연결 가능 큰 수전원 회로의 저항을 균등화하지 않고 바이폴라 트랜지스터에 매우 위험한 전류 불균형에 대한 두려움 없이 현장 작업자가 작업할 수 있습니다. 하지만 병렬 연결전계 효과 트랜지스터에도 고유한 특성이 있습니다.

선택에 관해서 교체용 트랜지스터이면 순서는 거의 동일합니다. 즉, 속도 다음으로 출력이 됩니다. 소스-드레인 전압도 바이폴라 전압과 동일한 고려 사항에서 선택되며 최대 드레인 전류도 예비로 선택됩니다. 전계 효과 트랜지스터는 허용 가능한 드레인 전류가 상당히 크고 그 종류가 다양하기 때문에 선택하기가 훨씬 쉽습니다. 콜렉터 전류가 20A를 초과하는 바이폴라-바이폴라 트랜지스터에 대해서는 말할 수없는 매우 크며 이는 이미 드뭅니다. 전계 효과 트랜지스터에는 포화 전압이 없으며 유사한 매개 변수가 있습니다. 개방형 채널 저항, 트랜지스터 허용 전압최대 150V까지는 수십 밀리옴이고, 더 높은 전압의 경우 옴입니다. 이 저항 값이 낮을수록 트랜지스터 매개변수가 이상에 가까워지고 손실이 낮아집니다. 개방 상태에서의 전력 손실(소모)은 전류의 제곱에 개방 채널의 저항을 곱한 값으로 결정됩니다. 당연히 이 값이 낮을수록 트랜지스터가 덜 가열됩니다. 전계 효과 트랜지스터에 대한 매개변수 h21의 아날로그는 특성의 기울기입니다. 이 매개변수는 드레인 전류와 게이트 전압과 관련이 있습니다. 즉, 드레인 전류는 게이트 전압과 트랜지스터 특성의 기울기의 곱으로 정의됩니다. 일반적으로 주요 트랜지스터는 높은 기울기 특성을 가지고 있습니다. 이러한 유형의 트랜지스터에는 게이트에 소위 임계 전압도 있습니다. 이는 트랜지스터를 완전히 개방 모드(포화)로 전환하는 데 충분한 제어 전압의 최소값입니다. 선택할 때 게이트의 최소 전압이 임계값보다 낮지 않다는 점을 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 완전히 열려 있지 않기 때문에 모든 전력이 부하가 아닌 트랜지스터에 할당됩니다. 일반적으로 트랜지스터는 이 작동 모드를 견딜 수 없습니다. 스위치를 켠 후 짧은 (또는 긴) 지연으로 소진됩니다. 바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 전력 소비 매개변수는 필드 트랜지스터의 것과 유사합니다(드레인 소비 전력). 매개변수는 완전히 동일합니다.

참고 서적과 인터넷을 더욱 적극적으로 활용하십시오. 이제 트랜지스터 매개 변수에 대한 정보가 충분합니다.