книги / Транзисторы

УДК 621.382.3(03)

УДК 621.332.3(03)

ТР А Н ЗИ С ТО Р Ы

Справочник. Издание 3-е. Под редакцией И. Ф. Николаевского

Настоящее издание отличается от предыдущего опи­ санием большего количества транзисторов и большей полнотой сведений по ним. Все справочные материалы приведены по новой системе, *содержащей научно обо­ снованный минимум параметров.

В справочник включены отсутствовавшие ранее дан­ ные по импульсным напряжениям, токам и мощностям, параметры инверсного включения, зависимости вч па­ раметров от тока в широком диапазоне частот и дина­ мические тепловые параметры.

Справочник предназначается для инженерно-техниче­ ских работников, связанных с проектированием и экс­ плуатацией радиоэлектронной аппаратуры, а также для широкого круга радиолюбителей.

3-3-12

52-68

С о д е р ж а н и е

В в е д е н и е

Отечественная электронная промышленность в настоящее время выпускает большое количество типов транзисторов. Среди них сплавные, сплавно-диффузионные, диффузионно-сплавные, конвер­ сионные, меза, планарные, эпитаксиальные, эпипланарные, германие­ вые, кремниевые, мощные, маломощные, низкочастотные, высоко­ частотные, свч, высоковольтные, импульсные, переключающие, усилительные, генераторные, малошумящие, прерыватели, универ­

сальные, р-п-р, п-р-п и т. д. и т. п.

Каждый из этих типов транзисторов обладает своими специфи­ ческими эксплуатационными свойствами и особенностями схемного применения и характеризуется огромным количеством параметров. Так, например, чтобы удовлетворительно характеризовать транзис­ тор как универсальный схемный элемент с учетом использования его в прямом и инверсном включениях, в схемах с общими базой, эмиттером и коллектором, в режимах усиления, отсечки, насыще­ ния и умножения, в диапазонах микро- и макротоков, температур, напряжений и частот требуется свыше 780 параметров и данных (без учета их статистического распределения). В настоящее время

Естественно, ни 300, ни тем более 780 параметров с соответ­ ствующим количеством кривых для каждого транзистора измерить не только невозможно, но и нецелесообразно. Невозможно, посколь­ ку, во-первых, стоимость измерений одного технологического типа

в 10—15 человек в течение года. При этом объем справочного ма­ териала составит около 10 печатных листов на один транзистор (в настоящем справочнике всего 0,8 печатного листа на транзистор в среднем). Нецелесообразно, поскольку пользоваться таким огром­ ным количеством параметров и таким объемом материала неудобно и, кроме того, возможности применения транзистора настолько ве­ лики и еще не до конца изучены, что среди этого огромного коли­ чества измеренных параметров все равно может не оказаться именно нужных для данного конкретного случая параметров.

За последнее десятилетие выполнен большой объем исследова­ ний эксплуатационных и физических свойств транзисторов, накоплен большой опыт по их схемному применению. В результате устано­ влены ряд прямых и корреляционных связей между параметрами транзистора и связь последних с технологией и качеством изгото­ вления транзистора. Удалось классифицировать параметры по основному применению транзисторов в аппаратуре и, наконец, определить значимость каждого параметра для расчета схем и не­ обходимость включения его в справочник и в ТУ.

Так, были установлены следующие основные положения, позво­ ляющие резко сократить перечень параметров и данных, характери­ зующих транзистор как схемный элемент.

1. Для практических расчетов тепловых режимов транзистора нет необходимости применять схему — электрический аналог тепловых процессов в транзисторе, — содержащую более двух звеньев.

2.Тепловой пробой специфичен только для мощных германие­ вых транзисторов и наступает только в ограниченном числе случаев,

вопределенных условиях и режимах.

3.Характерным для транзисторов является электрический про­ бой, а все максимально допустимые напряжения связаны между собой через известный коэффициент нестабильности схемы S и прак­

тически не зависят от формы, длительности и скважности импульсов. 4. Импульсная мощность и ток увеличиваются с укорочением импульса по сравнению с мощностью постоянного тока только до определенных не очень малых (сотни микросекунд) длительностей

импульса.

5. Схема с общей базой практически непригодна (и не исполь­ зуется) для режима переключения с заходом в область насыщения.

6.Все параметры четырехполюсника и любой из эквивалентных схем замещения транзистора связаны между собой простейшими соотношениями, а их режимные и температурные зависимости ап­ проксимируются достаточно простыми, пригодными для практиче­ ских расчетов выражениями.

7.Параметры прямого и инверсного включений транзистора

шесть групп: усилители низких и высоких частот и малошумящие, переключатели насыщенные, ненасыщенные и малотоковые (преры­ ватели). Транзисторы большой мощности — на три группы: усили­ тели, генераторы и переключатели. Каждая группа характеризуется своими специфическими для нее параметрами.

9. Параметры могут быть разделены на три группы: ключевые или основные параметры, параметры ТУ и параметры справочного листа. Первые включаются в ТУ и справочный лист на все тран­ зисторы, вторые — в ТУ и справочный лист дополнительно на опре­ деленные группы транзисторов и третьи — дополнительно к первым двум только в справочный лист и также на определенные группы транзисторов.

Разработан ряд ключевых параметров и составлен перечень минимума измеряемых параметров (таблицы 1.1 и 1.2), имеющих наибольшее практическое применение и позволяющих вести расчеты большинства схем.

На каждый транзистор составлен типовой справочный лист, положенный в основу настоящего справочника. Разделы, определе­ ние параметров, их расположение и порядок в справочнике пол­ ностью соответствуют перечню.

По ключевым параметрам обычно составляются таблицы, об­ легчающие отыскание нужного транзистора по частоте, напряжению, температуре и мощности.

Выпускаемые промышленностью транзисторы позволяют решать подавляющее большинство задач, связанных с проектированием и конструированием самой сложной и самой массовой радиоэлектрон­ ной аппаратуры, и в том числе вопросы, к решению которых в «дополупроводниковый» период электроники даже не решались при­ ступать. Применение транзисторов почти всегда дает выигрыш в габаритах, потреблении энергии, кпд, сроке службы, эксплуатацион­ ных расходах, тепловом режиме и надежности аппаратуры, а также сокращает расходы на ее производство и затраты на материалы.

Однако большое количество отличающихся друг от друга типов транзисторов, огромное количество характеризующих их параметров, зависимость их свойств, а следовательно, и работы схем от внешних условии н, наконец, сложность физических процессов, протекающих в твердом теле, резко затрудняют реализацию перечисленных преиму­ ществ транзисторов и ставят разработчика радиоэлектронной аппа­ ратуры перед проблемой, практическое разрешение которой встре­ чает значительные трудности и требует от него известных усилий.

Поскольку теперь невозможно дать общие рекомендации и ре­ цепты по конструированию, расчету и проектированию схем радио­

ных ее элементов, по определению их электрических и температур­ ных режимов и даже по перечню параметров, который должен быть использован при расчете данной конкретной схемы, от разработчика аппаратуры требуются достаточно глубокие знания физики работы транзистора, его эксплуатационных свойств, параметров и особенно** стен, предельных режимов, а также умение находить недостающие параметры, необходимые для расчета, т. е. пользоваться справоч­ никами, которые, естественно, не могут включать в себя 780 или 300 параметров, а содержат лишь минимум основных параметров, данных и зависимостей.

вать замечательные свойства транзисторов, а в ряде случаев и к неоправданному отказу от их применения.

Настоящее, третье, издание справочника отличается от второго большей полнотой сведений. Так, в разделе I (общие сведения), более четко и подробно приводятся сведения по физике, свойствам, параметрам транзистора и их связям между собой. Включены дан­ ные по большому количеству новых транзисторов, дана новая еди­

ная система справочных материалов, содержащая научно обоснован­ ный минимум параметров.

Количество данных, приводимое по каждому транзистору, раз­

должны быть использованы и, во-вторых, время выпуска различных транзисторов охватывает более чем десятилетний период, поэтому параметры их снимаются по различным, постепенно совершенствую­ щимся методикам и техническим условиям.

Недостающие параметры, данные и зависимости могут быть получены читателем самостоятельно с помощью материалов разде*

ла I или справочных данных раздела II на подобный (близкий) технологический тип транзистора.

П р и м е р ы

1. Необходимо определить входное сопротивление Лцо тран­ зистора МП42, которое не приводится в справочном листе на этот транзистор. Следует использовать данные также сплавного герма­ ниевого р-п-р транзистора МП39 или МП40 (или подобного другого); имеющего примерно ту же мощность рассеяния (тот же корпус), /|ц0 для МП42 и МП39—-МП41 — примерно одинаковы.

2. Необходимо определить Лцэ транзистора МП39, но при токе или температуре, отличных от приводимых в справочном листе. По формулам раздела I можно определить, насколько изменится этот параметр по сравнению с приведенным значением при изменении температуры на столько-то градусов или тока на столько-то милли­ ампер и т. д. и т. п.

Параметры транзистора, гарантируемые ТУ, заключены в рамку. Кроме гарантированных параметров в справочник включены вели­ чины и графики зависимостей, полученные в результате исследований транзисторов, проведенных авторами. Эти данные не гарантируются заводом-изготовителем.

Всоответствии со статистическим распределением для ряда па­ раметров даются максимальные и минимальные их значения, а для кривых — пунктирные линии, соответствующие пределам изменения параметра или зависимости для 80% транзисторов.

Вкаждом справочном листе содержатся специфические для дан­ ного типа транзистора указания по эксплуатации. Общие указания

ветствующими низкотемпературными сплавами. Необходимо преду­ смотреть теплоотвод от выводов с помощью плоскогубцев.

2.Изгиб выводов транзистора не должен быть резким, он дол­ жен иметь радиус не менее 0,8 мм. Не допускается изгиб непо­ средственно у стеклянных изоляторов.

3.Не допускается расположение транзисторов около нагреваю­ щихся деталей схемы.

4.Тепловой контакт транзистора с теплоотводом должен иметь минимально возможное тепловое сопротивление.

5.Максимально допустимые токи, мощности и напряжения ни при каких обстоятельствах не должны превышаться.

6.Не допускается использование транзистора одновременно при максимально допустимых напряжениях и мощностях или напряже­ ниях и токах.

7.Не допускается включение транзистора в схему и выключе­ ние при подключенных источниках питания.

транзистор), второй — цифра (порядковый номер разработки тран­ зистора в соответствии с табл. 1). Третий элемент — буква, отли­ чающая транзисторы внутри одного типа.

Новая система: наименование транзистора состоит из четырех элементов. Первый элемент — буква, обозначающая материал, на основе которого выполнен транзистор: «Г» — германий или «К»— кремний. Второй элемент — буква «Т» (транзистор). Третий — цифра (порядковый номер разработки транзистора в соответствии с табл. 2). Четвертый элемент — буква, отличающая транзисторы внутри од­ ного типа. Исключение составляют модернизированные, обозначае­ мые в старой системе буквами «МП» (МП104).

Т АБ Л ИЦА 2

Символика справочника соответствует решениям Международ­ ной электротехнической комиссии (МЭК) и Совета экономической помощи (СЭВ), членом которых является и Советский Союз.

Ряд символов и их определений, приводимых в справочнике, не­ сколько отличаются от принятых в технических условиях на тран­ зисторы (табл. 3).

транзистором