Dependența parametrilor tranzistorilor asupra temperaturii, modului și frecvenței electrice, prezența variațiilor tehnologice ale parametrilor impun cerințe specifice asupra calculului și principiilor de construire a circuitelor pe tranzistori care asigură o fiabilitate ridicată în condițiile de funcționare.
Selectați tipul de tranzistor de circuit electronic este un caracter determinat, precum și cerințele de ieșire parametrii electrici și condițiile de funcționare. Trebuie avut în vedere faptul că tranzistori de siliciu în raport cu germaniu performanțe mai bune la temperatură ridicată (până la 125 ° C), dar raportul de transfer curent este mult redus la temperaturi scăzute. Prin urmare, pentru a obține un câștig dat la temperaturi scăzute, se folosesc mai multe tranzistoare. La curenți mici tranzistori de siliciu au o dependență puternică a parametrilor (h21e et al.) Din curentul emitor. Limita de frecvență a amplificării și generării tranzistorilor trebuie să respecte cu strictețe cerințele circuitului. Nu utilizați de înaltă frecvență tranzistoarele bipolare în etapele de joasă frecvență, deoarece acestea tind să se auto și la dezvoltarea unei defecțiuni secundare. se recomandă să nu se aplice tranzistoarele de putere în acele cazuri în care este posibil să se utilizeze de putere mică, deoarece tranzistorii de putere în circuitele de joasă putere (la curenti mici, care pot fi scalate la rezervor curentul de întoarcere) Coeficientul de transfer curent este puternic dependentă atât curentul și temperatura mediu.
Alegerea modului de funcționare al tranzistorului determină fiabilitatea și durabilitatea acestuia. Nu depășiți valorile maxime admise ale tensiunilor, curenților, temperaturii, disipării de putere indicate în modurile maxime admise. De regulă, tranzistorul funcționează mai consistent atunci când nu este utilizat pe deplin pentru tensiune și pentru utilizarea curentă completă, decât invers. Nu lucrați niciodată tranzistor atunci când sunt combinate modurile maxime admise, de exemplu, tensiune și curent, și așa mai departe. N. FIELD operează curent rezervor Ik delimitată pe de o parte, valoarea colector IKBO curentului invers la temperatura maximă de funcționare pentru valoarea acceptată tranzistor funcționare stabilă Ik ≥10 I CBCmax. Pe de altă parte, Ik. este limitată de valoarea maximă admisă IKmax. La alegerea colectorului valorile curente ar trebui să țină seama de dependența puternică a curentului asupra coeficientului de transfer curent la valori mici ale colectorului, astfel deteriorând proprietățile de frecvență și reduce zgomotul. La valori de curent ridicate, coeficientul de transfer curent scade.
Valoarea minimă a tensiunii ar trebui să depășească scăderea de tensiune a unui tranzistor complet deschis. În această regiune, coeficientul de transfer curent scade, ceea ce duce la o creștere a distorsiunii neliniare, crește capacitatea joncțiunii colectorului, ceea ce agravează proprietățile de frecvență ale tranzistorului. Tensiunea maximă a colectorului pentru creșterea fiabilității și durabilității tranzistorului trebuie aleasă aproximativ egală cu 0,7 din maximul permis pentru circuitul de comutare corespunzător. Alegerea tensiunii emițătorului pentru o tendință de avans a tranziției este determinată de valoarea la funcționarea lor în regimuri tranzitorii. Astfel, în timpul comutării la modul de încărcare inductivă, încărcarea maximă a colectorului poate depăși de mai multe ori tensiunea de alimentare DC Ek. Când tranzistorul este pornit, energia stocată în inductor poate deteriora. Există modalități cunoscute de protejare a tranzistorilor de supratensiune (absorbția unei părți a energiei stocate de bobină sau de tranzistorul care blochează o zonă periculoasă de înaltă tensiune). Un circuit de protecție care utilizează un circuit RC serial este prezentat în Fig. 2a. Pentru această schemă, capacitatea condensatorului și rezistența rezistorului sunt determinate prin formule
unde C este capacitatea, pF; L - inductanță, μH; R1 este rezistența, Ohm.
Fig. 2. Schemele de protecție a tranzistorului împotriva supratensiunilor cu ajutorul: a - unui lanț RC serial; б - diodă de manevră; c este o diodă de șunt și un rezistor.
Circuitul de protecție a tranzistorilor de tensiunile de tensiune cu utilizarea unei diode de manevră este prezentat în fig. 2, б. În acest caz, căderea de tensiune pe inductor este egală cu scăderea directă a tensiunii în diodă. Sensul fizic al protejării unui tranzistor cu o diodă este că energia stocată de inductor este transferată printr-o diodă la sursa de alimentare și este alocată rezistența de încărcare activă. Pentru a accelera timpul de descărcare, un rezistor suplimentar R1 poate fi conectat în serie cu dioda (figura 2, c). Includerea rezistorului R1, în plus, elimină generarea înaltă a frecvenței circuitului format de capacitatea parazită a diodei și sarcina inductivă. În loc de R1, se poate folosi și o diodă zener de siliciu, care este pornită în opoziție cu o diodă de manevră (figura 3a). În acest caz, tensiunea maximă pe tranzistor va fi limitată de valoarea UKEmax = Ek + Ust.
Fig. 3. Schemele de protecție a tranzistorului împotriva supratensiunilor cu ajutorul: a - diodei și diodei zener; b, c este o diodă zener.
Pentru a proteja amplificatoarele de supratensiuni accidentale și, de asemenea, de supraîncărcarea impulsurilor într-un circuit cu sarcină reactivă, se utilizează diode zener de siliciu (fig.3, b). În amplificatoarele cu frecvență joasă, este posibilă și o dirijare a secțiunii colector-emițător. Cu toate acestea, în amplificatoarele de bandă largă, această metodă poate schimba proprietățile de frecvență ale cascadei datorită capacității mari a diodei. Schema de protecție utilizată în amplificatoarele de bandă largă și în alte frecvențe de înaltă frecvență este prezentată în Fig. 3, c. Părăsirea este selectată astfel încât să fie mai mică decât Zener-ul diodei zener.
În timpul funcționării normale a cascadei, dioda zener este închisă și nu afectează răspunsul de frecvență al amplificatorului. Atunci când tensiunea setată este depășită, dioda zener îndepărtează tranzistorul, împiedicând-o să se deterioreze.
supracurent Pentru a proteja tranzistorul următor metode sunt recomandate: comutator rezistor de limitare de curent în serie cu terminalele emițător și colector (nu trebuie limitată rezistor de comutare curent în lanțul de bază); manevrarea dispozitivelor semiconductoare de către un rezistor; includerea paralelă a tranzistorilor. Folosind această ultimă metodă, este necesar să se ia în considerare că dispozitivele semiconductoare au o variație de rezistență și, prin urmare, curentul între dispozitivele conectate în paralel, distribuite neuniform. Deoarece temratury variație de rezistență depinde și variază în funcție de timp, operarea fiabilă se realizează prin selectarea dispozitivelor cu parametri identici și dispozitivele de aliniere curente folosind cantități suplimentare mici de rezistoare conectate în serie, în fiecare unitate de circuit (Fig. 4). tranzistori conectat în paralel trebuie să fie plasate pe același radiator, având grijă de cea mai mare posibilă egalizare a temperaturilor de pe carcasa acestora. Aceste temperaturi nu trebuie să difere cu mai mult de 1,2 ° C.
Fig. 4. Schema de egalizare a curentului prin intermediul tranzistorilor conectați paralel.
Asigurarea regimului termic al tranzistorului este una dintre principalele sarcini în proiectarea echipamentelor radio. Elementele radiatorului trebuie să fie calibrate astfel încât rezistența lor termică să asigure transferul normal de căldură al carcasei tranzistorului în mediul înconjurător, iar temperatura de tranziție a tranzistorului să nu depășească valoarea admisă. Cu aranjarea liberă a elementelor din interiorul echipamentului, se recomandă utilizarea radiatoarelor speciale sau amplasarea unor tranzistoare direct pe șasiul dispozitivului.
Fig. 5. Radiator cu nervuri; a - una față-verso; b - față-verso.
Prin design, radiatoarele sunt împărțite în lamelare, nervuri, unilaterale și bilaterale. Zona de disipare a căldurii poate fi aproximată prin formula
unde RТп.с - trecerea la rezistența termică necesară - mediu, ° С / mW; ReH - coeficient de radiație termică de radiator pentru mediu mW / (cm2 • ° C) ReH raportul este de aproximativ 1,5 mW / (cm2 • ° C) și dependentă de cantitatea de căldură îndepărtată din radiator prin conducție, convecție și radiație . Conductivitatea termică crește odată cu creșterea suprafeței S a radiatorului. Disiparea căldurii datorată convecției crește odată cu creșterea diferenței de temperatură a radiatorului și a mediului înconjurător. Convecția se îmbunătățește cu poziția verticală a radiatorului. Distribuția maximă a căldurii datorată radiației este de 0,6 mW / (cm2 • ° C). Se recomandă să se acopere radiatorul (radiator) sau vopsea neagră mată blackens-l în nici un mod de a crește eficiența de disipare a căldurii din cauza radiațiilor.
Prin aranjarea strânsă a elementelor din interiorul echipamentului sau prin puterea mare de disipare a dispozitivului, utilizarea radiatoarelor amplasate în interiorul aparatului sau dispozitivului devine ineficientă. În acest caz, tranzistoarele puternice trebuie să fie amplasate direct pe corpul dispozitivului sau pe radiatoarele care au contact termic cu mediul extern.
Pentru funcționarea eficientă a radiatorului este necesar un contact termic fiabil cu tranzistorul. Pentru a face acest lucru, suprafața radiatorului care intră în contact cu tranzistorul trebuie să fie plană, netedă, fără bavuri și zgârieturi. Pentru fiecare ieșire a tranzistorului, trebuie să fie forată o gaură separată de diametru minim. Tranzistorii trebuie atașați la radiator folosind structurile prevăzute (șuruburi, flanșe etc.). Pentru a îmbunătăți contactul termic între tranzistor și radiator, se utilizează paste sau lubrifianți speciali de îndepărtare a căldurii, de exemplu, o pastă KPT-8 cu conductivitate termică siliconică și organică.
tranzistor Izolarea electrică de la radiator se realizează prin instalarea distanțieri de mică zeci de film fluoroplastic de micrometri grosime, căptușelile sinterizate, precum și utilizarea radiatoarelor cu anodizare adâncă. Cu toate acestea, este necesar să se încerce izolarea electrică a radiatorului de corpul dispozitivului și nu de tranzistorul din radiator.
Dacă două sau mai multe tranzistoare puternice sunt conectate în paralel, atunci trebuie să existe un bun contact termic între ele astfel încât starea termică a tranzistorilor să fie aceeași și stabilă. Pentru aceasta, tranzistoarele sunt instalate pe un radiator comun. În caz contrar, supraîncălzirea uneia dintre ele va duce la o creștere a puterii disipate de ea datorită reducerii acesteia pe tranzistoarele rămase.
Reguli pentru instalarea și pornirea tranzistorilor
1. Tranzistori trebuie să fie fixate pentru carcasă, și tranzistori puternici - cu ajutorul părților specificate (șuruburi, flanșe speciale, etc.).
2. Concluziile pot fi îndoite la o distanță de cel puțin 10 mm față de corp, dacă nu se indică altfel. Este interzisă îndoirea terminalelor rigide ale tranzistorilor de mare putere.
3. Tranzistorii nu trebuie amplasați în apropierea elementelor și ansamblurilor cu emisii mari de căldură (lămpi electronice, transformatoare de putere, rezistoare puternice etc.).
4. Tranzistorii nu trebuie plasați în câmpuri magnetice puternice.
5. Conductorii trebuie lipiți la cel mult 10 mm de carcasă, asigurând o radiator între locul de lipire și carcasa tranzistorului. Timpul de lipire trebuie să fie cât mai mic posibil (nu mai mult de 2,3 secunde). Utilizați aliaje de lipire cu un punct de topire de cel mult 260 ° C.
6. Ieșirile bazei de date trebuie să fie conectate mai întâi, iar cele ultime trebuie deconectate. Nu aplicați tensiune la un tranzistor cu o bază deconectată.
7. Tranzistori pot fi înlocuiți numai atunci când nu există tensiune de alimentare.
8. Este necesar să se excludă posibilitatea de a furniza tensiunea de alimentare a polarității inverse (eronate), prin care una dintre tranzițiile tranzistorului poate fi lovită. Pentru aceasta, se recomandă conectarea diodelor semiconductoare în serie la circuitul de alimentare al tranzistorului.
9. Pentru a proteja tranzistoarele de electricitatea statică, trebuie să așezați cu atenție echipamentul și instrumentele de măsură, folosiți manșoanele de împământare și fiarele de lipit cu un vârf împământat.
Trimiteți-le prietenilor: