в мощных низкочастотных усилителях во избежание сильных нелинейных искажений необходимо применять транзисторы с возможно более слабо выраженной зависимостью коэффициента усиления от тока (при больших токах значения А21 и В заметно уменьшаются). Взанмйзамена транзисторов в таких усилителях возможна в рамках родственных подтипов или за счет применения транзисторов, рассчитанных на большую мощность, чем заменяемый. При этом следует обращать внвмание на значения параметров В или S. Для двухтактных усилителей целесообразно подбирать пары транзисторов с близкими значениями этих параметров.

В маломощных переключающих (импульсных) схемах при невысоких требованиях к быстродействию могут применяться транзисторы любых типов, удовлетворяющие требованиям схемы к минимальному значению коэффициента усиления по току. В быстродействующих переключающих схемах хорошо работают высокочастотные сплавкые и поверхностно-барьерные транзисторы, а в отсутствие больших импульсов обратного напряжения на эмитерном переходе - и диффузионные.

Дл?4 переключающих схем с непосредственной связью, применяемых для построения некоторых типов цифровых вычислительных устройств, наиболее подходящими считаются поверхностно-барьерные транзисторы.

В мощных переключающих и регулирующих схемах, в том числе преобразователях постоянного тока, стабилизаторах иапряжения, усилителях синхронно-следящих систем и т. п., находят применение те же типы транзисторов, что и в мощных низкочастотных усилителях, причем довольно часто требование к слабой зависимости В от тока становится ие столь существенным.

Замену транзисторов устаревших типов можно производить, руководствуясь рекомендациями табл. 3.

Таблица 3

Рекомендуемая замена транзисторов устаревших типов

• При условия, что рассеиваемая транзистором мощность ие превышает 200 мет.

•• При данной замене транзисторы П202 н П203 могут прнменятьси без дополнвтельного теплоотвода.

При любых заменах транзистора одного типа другим необходимо следить за тем, чтобы предельно допустимые режимы вновь выбранного типа транзистора допускали его применение в данном каскаде.

Простейшие способы проверки транзисторов. Целость и качество р-я-переходов транзистора можно оценить проверкой прохождения тока через каждый из переходов в прямом направлении (например, с помощью тестера или омметра, причем, однако, ток ие должен .превышать допустимое для данного транзистора зна-ченве) и измерением обратного тока с помощью подходящего микроамперметра (при этом обратное напряжение также не должно превышать допустимое для данного р-п-перехода значение). Обратный ток должен быть в пределах норм (см. справочные таблицы). При такой проверке надо соблюдать правильную полярность

п-р-п

1 13 в

Рис. 7. Схемы измерения обратных (нулевых) токов коллектора (о), то же эмиттера (ff) и начального тока коллектора (в). Верхние схемы-для транзисторов структуры р-п-р, Чижвие-п-р-п.

источника тока в соответствии со структурой проверяемого транзистора (рис. 7).

Оценку коэффициента усиления по току в схеме с общим эмиттером проще всего произвести при помощи схемы, приведеиной на рис. 8.

Коэффициент усиления по тоКу приближенно рассчитывается по формуле

21э =

где Е - напряжение источника питания (не менее 2-3 в).

Снять зависимость коэффициента усиления по току от тока коллектора можно путем многократных измерений Нгха при различных значениях R.

Во избежание повреждения транзистора начинать измерение надо с большим сопротивлением R (порядка 200-500 ком), постепенно уменьшая его, если ток коллектора оказывается малым.

Важнейшие правила эксплуатации транзисторов. Для предотвращения механических повреждений транзисторов следует осто-

рожио обращаться с их выводами, не подвергать выводы многократным перегибам, избегать острых углов перегиба, производить изгиб выводов лишь на расстоянии не менре нескольких *иллимет-ров от основания транзистора. Хотя транзисторы в целоц обладают высокой механической прочностью, все же их следует оберегать от падения с большой вiыcoты. При эксплуатации в услсйиях вибраций (на транспорте) транзисторы всех типов необходимо прочно крепить за корпус.

Наиболее опасным для транзисторов является 1МЗВдействие высокой температуры (выше 100° С для германиевых и выше 150- 200° С для кремниевых). Поэтому необходимы определенные предосторожности при впаивании транзисторов в схеэду и при работе паяльником вблизи вмонтированных транзисторов. Подпаивать выводы транзисторов надо быстро (в течение 2-3 сек) на возможно большем расстоянии от йорпуса. Полезно применять низкотемпературные припои и маломощные паяльники. При невозможности выполнить эти рекомендации во время пайки выводов между припаиваемой точкой и корпусом транзистора надо создавать теплоотвод, например пережимать припаиваемый вывод губками плоскогубцев, причем отпускать плоскогубцы надо лишь после остывания места пайки.

Не менее опасен перегрев транзистора во время работы, который может произойти в результате расположения транзистора вблизи других нагревающихся элементов (ламп, трансформаторов и т. п.) или за счет собственного тепловыделения транзистора. Конструируя аппаратуру с транзисторами, следует продумывать условия общего теплообмена разрабатываемого прибора с внешней средой, предусматривать отверстия для выхода теплого воздуха из корпуса прибора (эти меры особенно нужны в приборах с больших суммарным потреблением мощности).

Нормальная работа мошных транзисторов, как правило, требует применения дополнительных теплоотводов. В качестве тепло-отвода могут примениться металлические пластины (из красной , меди ял1н алюминия), металлические шасси, иа которых крепятся транзисторы, или специальные радиаторы, надеваемые на транзисторы. Теплоотвод зависит от общей поверхности радиатора, поэтому для экономии места выгодно делать радиаторы ребристыми. Высокая эффективность всех теплоотволяш,их элементов достигается только при условии, что между соприкасающимися яоверх-иостями корпуса транзистора и теплоотвода «ет воздушных прослоек. Эти части поверхностей .часто полируют.

Ввиду того что у большинства транзисторов с корпусом непосредственно соединяется один из электродов, часто приходится вводить электрическую изоляцию корпуса от" теплоотводящего элемента. Для того чтобы при этом не слишком ухудшать теплоотвод, в качестве изоляционной прокладки используют тончэйщий листок слюды.

р-п-р

Рис. 8. Простейшая схема измерения коэ:}).:нциента усиления по току. В случае транзистора структуры п-р-п полярности источника питания (Е) и миллиамперметров обратные.

1500

1000

Чем больше мощность, рассеиваемая транзистором в ааннод схеме, и чем выше темпеатура окружающей оредЦ тем совершеннее должен быть теплоотвод. На pHCi 9 для некоторых типов транзисторов приведены графики для определения общей поверхности радиаторов. Следует помнить, что у МНОГИХ типов транзисторов при повышенной температуре снижается не только допустимая мощность, «о и допустимые «а-пряжения. \

Причшюн выхода транзисторов из строя может также быть краткояремен-наз яерегрузка импульсам большого напряжения или тока. Прежде всего ори монтаже транзисторов и налаживании схем с транзисторами надо проверять изоляцию корпуса паяльника от его нагревательного элемента. Далее, всякие перепайки в монтаже, подключения и замены отдельных деталей следует производить при снятом со схемы питании. Большую опасность представляет отключение вывода базы транзистора при наличии питания, подключение эмиттера ц. цепи с заря-женным конденсатором. При необходимости присоединения транзистора в схему, находящуюся под напряжением, в первую очередь надо присоединять базу, затем эмиттер и в последнюю очередь коллектор. Отключение транзистора без снятия напряжений производится в обратной последовательности.

Опасные для сохранности транзисторов импульсы могут возникать в неудачно спроектированных схемах в результате переходных процессов пря подаче и снятии питания, а также при различных переключениях в схеме. Ради повышения надежности работы аппаратуры с транзисторами после изготовления каждого аппарата или макета очень полезно проверить экспериментально при помощи электронного осциллографа отсутствие опасных перенапряжений и всплесков тока в цепях транзисторов при любых возможных коммутациях органов управления и при включении и выключении питания.

В целях повышения надежности не рекомендуется применять транзисторы в режимах, сочетающих максимально допустимые мощ-

30 Sm

Phc. 9. График для определения необходимой!( поверхности радиатора S (с двух сторон) в зависимости от мощности •Р, рассеиваемой мощными транзисторамн.прн температуре окружающего воздуха +25° С.

ности, напряжения и температуру, а также вводить в цепь базы высокоомные сопротивления.

126 216 226 ~

Справочные таблицы электрических параметров транзисторов

у с л о вные о б о 3начения параметро в

В-коэффициент усиления по постоянному току в схеме с общим эмиттером.

- емкость коллектора.

f д - граничная частота усиления по току в схеме с общей базой. Гмакс - максимальная частота генерации. i„, -шумфактор на частоте 1 ООО гц.

низкочастотные значения малосигнальных параметров (см. стр. 8).

- ток коллектора, то же, максимально допустимый в режиме усиления.

то же, максимально допустимый в режиме переключения,

начальный ток коллектора (при U = 0). -обратный ток коллектора (при 7 = 0). /3- ток эмиттера.

Кр - коэффициент усиления по мощности. Рвых ~ выходная мощность усилителя.

максимально допустимая мощность, рассеиваемая транзистором без дополнительного теплоотвода при температуре окружающей среды не выше ГС.

то же с дополнительным теплоотводом при температуре оболочки транзистора ие выше 7° С. сопротивление базы низкочастотное, то же высокочастотное, сопротивление генератора, сопротивление нагрузки.

тепловое сопротивление конструкции транзистора относительно воздуха.

то же относительно оболочки транзистора, динамическая крутизна характеристики усиления, низшая и высшая допустимые температуры коллектора.

напряжение коллектор-база, то же максимально допустимое при температуре ие выше Т" С.

максимально допустимое напряжение коллектор- эмиттер

к.доп

доп

(7.)-

Лт.о-5д-

т -

к.доп ✓

tK-К.ДОП со

К-Э.ДОП

j - структура транзистора.

i/ - остаточное напряжение между коллектором й

эмиттером в режиме насыщения, э.доп - максимально допустимое напряжение эмиттер-

база.

Сокращенные обозиачеиия классов транзисторов

С - сплавной. ДС -г диффузионно-сплавной. ПБ - поверхностно-барьерный. Ge - германиевый. Si - кремниевый. р-п-р I

п-р-п.

Ниже в табл. 4-б указаны нормы на значения электрических параметров транзисторов. Ввиду существенного разброса электрических характеристик и совершенствования производства транзисторов реальные значения параметров зачастую оказываются значительно лучше указываемых в таблицах.

В ряде случаев в таблицах указаны типичные значения параметров, ие нормируемых действующими техническими условиями. Значения таких параметров взяты в скобки.

Конструктивные чертежи и цоколевка транз-исторов показаны иа рис. 10.

В табл. 7 приведены предельно допустимые режимы применения транзисторов отечественного производства.

В заключеине (табл. 8) даются данные некоторых типов транзисторов зарубежного производства. Следует иметь в виду, что если для отечественных транзисторов приводятся гарантированные значения параметров (т. е. наихудшие из реально возможных), причем их типичные значения бывают значительно лучше, то зарубежные фирмы чаще всего публикуют типичные (т. е. средние) значения параметров, причем до половины транзисторов данного типа могут обладать худшими характеристиками.

Ввиду большого разброса значений коэффициента усиления по току у транзисторов одного и того же типа некоторые зарубежные фирмы наносят на корпуса транзисторов цветные метки для указания пределов, в которых лежит значение параметра Ajia данного экземпляра. При этом используется международный цветовой код:

Цвет

черный

коричневый

красный

оранжевый

желтый

зеленый

синий

фиолетовый

серый

белый

Условная цифра

Значение hy