Com triar el model de transistor adequat

Coneixements bàsics de transistors
Un transistor és un dispositiu semiconductor àmpliament utilitzat en circuits com l'amplificació, la commutació i la modulació. Els transistors es divideixen principalment en dues categories: transistors bipolars (BJT) i transistors d'efecte de camp (FET), amb aquests últims dividits en transistors d'efecte de camp d'unió (JFET) i transistors d'efecte de camp de porta aïllada (MOSFET).

Transistor bipolar (BJT)
Principi de funcionament: controlar el corrent basant-se en el moviment dels electrons i els forats.

Avantatges: guany de corrent elevat i resposta ràpida.

Desavantatges: baixa impedància d'entrada i alt consum d'energia.

Transistor d'efecte de camp (FET)
Transistor d'efecte de camp d'unió (JFET)
Principi de funcionament: ajusteu el corrent de fuga de la font controlant la tensió de la porta.

Avantatges: Alta impedància d'entrada i baix soroll.

Transistor d'efecte de camp de porta aïllada (MOSFET)
Principi de funcionament: la formació de canals conductors està controlada per la tensió de la porta.

Avantatges: alta impedància d'entrada, baix consum d'energia, adequat per a aplicacions d'alta freqüència.

Paràmetres clau per seleccionar transistors
En triar un model de transistor, cal tenir en compte els següents paràmetres clau:

Corrent i tensió
Tensió emissor col·lector (Vce): fa referència a la tensió màxima que pot suportar un transistor. Quan seleccioneu, assegureu-vos que la tensió de funcionament estigui per sota d'aquest valor.

Corrent del col·lector (Ic): fa referència al corrent màxim que pot suportar un transistor. Quan seleccioneu, assegureu-vos que el corrent de funcionament estigui per sota d'aquest valor.

poder
Potència dissipativa (Pd): es refereix a la potència màxima que pot suportar un transistor durant el funcionament. Assegureu-vos que el consum d'energia en condicions de treball sigui inferior a aquest valor.

Guany de corrent (hFE o )
Guany de corrent continu (hFE): es refereix a la relació entre el corrent del col·lector i el corrent base. Els transistors de guany adequats s'han de seleccionar als circuits d'amplificació per complir els requisits de disseny.

Velocitat de commutació
Freqüència de tall (fT): es refereix a la capacitat operativa d'un transistor en condicions d'alta freqüència. Els transistors d'alt fT s'han de seleccionar en circuits d'alta freqüència.

Impedància d'entrada
L'alta impedància d'entrada ajuda a reduir els efectes de càrrega de la font del senyal, especialment en els circuits d'amplificació.

Formulari d'embalatge
Seleccioneu els formularis d'embalatge adequats segons el disseny de la placa de circuit i els requisits de dissipació de calor, com ara TO-92, TO-220, SOT-23, etc.

Consideració d'escenaris d'aplicació
Circuit analògic
En els circuits amplificadors, cal triar BJT o JFET amb gran guany i baix soroll.

Els amplificadors d'àudio solen utilitzar models com el 2N3904 i el BC547.

circuit digital
En els circuits de commutació, s'han de seleccionar MOSFET amb velocitat de commutació ràpida i resistència baixa.
Els models habituals inclouen IRF540N i IRLZ44N.

Gestió d'energia
En les fonts d'alimentació en mode de commutació, s'han de seleccionar MOSFET d'alta eficiència i alt voltatge.
Els models habituals inclouen STP55NF06 i IRFP250.

Aplicacions d'alta freqüència
En amplificadors i oscil·ladors d'alta freqüència, cal seleccionar transistors d'alt fT.
Els models habituals inclouen 2N2222 i BF199.

Anàlisi d'exemples de selecció
Amplificador d'àudio
Requisits: guany de corrent elevat (hFE), baix soroll i capacitat de processament de potència adequada.

Models recomanats: 2N3904 (per a aplicacions de baixa potència), BC547 (per a aplicacions de baix soroll).

Font d'alimentació en mode de commutació
Requisits: resistència a alta tensió, baixa resistència, velocitat de commutació ràpida.

Models recomanats: IRF540N (per a aplicacions d'interruptor general), STP55NF06 (per a aplicacions d'alta intensitat).

Amplificador d'alta freqüència
Requisits: alta freqüència de tall (fT), baixa capacitat d'entrada, alta estabilitat.

Models recomanats: 2N2222 (per a aplicacions generals d'alta freqüència), BF199 (per a amplificadors d'alta freqüència).

Tendències de futur i noves tecnologies
Materials semiconductors de banda ampla
Els transistors de nitrur de gal·li (GaN) i carbur de silici (SiC) tenen una resistència i una eficiència d'alta tensió, el que els fa adequats per a aplicacions d'alta potència i alta freqüència.

Nanotecnologia
Els nanotubs de carboni (CNT) i els transistors de grafè tenen una major mobilitat d'electrons i conductivitat tèrmica, i s'espera que s'apliquin en dispositius electrònics d'alt rendiment en el futur.

Transistor intel·ligent
Els transistors intel·ligents amb protecció de temperatura integrada, protecció contra sobreintensitat i funcions d'autodiagnòstic milloren la seguretat i la fiabilitat dels circuits.

 

https://www.trrsemicon.com/transistor/pnp-silicon-epitaxial-planar-transistor.html