Функциональное назначение и параметры транзисторов

Маругин А.П., Меженный Е.В.

    Физические основы электроники. Часть 2: методические указания и расчетные задания для студентов очного и заочного факультетов специальности 140604 – «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» / А.П. Маругин., В.Е.Меженный – Екатеринбург: Изд- во УГГУ, 2009 г., с.

    Методические указания по дисциплине «Физические основы электроники» составлены в соответствии с программой и включают справочные материалы к расчетным заданиям по разделам: «Полупроводниковые приборы», «Усилительные устройства» и «Импульсная техника».

    Расчетные задания предназначены для развития у студентов специальности навыков самостоятельно решать сложные технические вопросы, работать с технической литературой.

                                                             © Маругин А.П., 2008

                                                             © Уральский государственный

                                                             горный университет, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Транзисторы…………………………………………………….. 

    1.1. Классификация и система обозначений транзисторов..……  

    1.2. Функциональное назначение и параметры транзисторов…..

2. Резисторы………………………………………………………

    2.1. Классификация и система условных обозначений…..

    2.2. Основные электрические параметры …………………………

    2.3. Полупроводниковые резисторы……………………………….

    2.3.1.Полупроводниковые терморезисторы………………………

    2.3.2. Полупроводниковые фоторезисторы……………………….

3. Конденсаторы…………………………………………   

    3.1.Классификация…………………………………………………

    3.2. Основные электрические параметры и характеристики…….

    3.3. Система условных обозначений и маркировка……………….

ТРАНЗИСТОРЫ

Классификация и система обозначений транзисторов

              Классификация транзисторов по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам, роду исходного полупроводникового материала находит свое отражение в системе условных обозначений их типов. В соответствии с появлением новых классификационных групп транзисторов совершенствуется и система их условных обозначений.

              Система обозначений современных типов транзисторов установлена отраслевым стандартом ОСТ 11336.919 - 81 и базируется на ряде классификационных признаков. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

              Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, на основе которого изготовлен транзистор. Для обозначения исходного материала используются следующие символы:

        Г или 1 – для германия и его соединений:

        К или 2 – для кремния или его соединений;

        А или 3 – для соединений галлия (практически для арсенида галлия, используемого для создания полевых транзисторов);

        И или 4 – для соединений индия (эти соединения для производства транзисторов пока в качестве исходного материала не применяются).

              Второй элемент обозначения – буква, определяющая подкласс (или группу) транзисторов. Для обозначения подклассов используется одна из двух букв: Т – для биполярных и П – для полевых транзисторов.

              Третий элемент – цифра, определяющая основные функциональные возможности транзистора (допустимое значение рассеиваемой мощности и граничную либо максимальную рабочую частоту).

              Для обозначения наиболее характерных эксплуатационных признаков транзисторов применяются следующие цифры.

              Для транзисторов малой мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, не более 0,3 Вт);

        1 – с граничной частотой коэффициента передачи тока или максимальной рабочей частотой (далее граничной частотой) не более 3 МГц:

        2 – с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

        3 – с граничной частотой более 30 МГц.

              Для транзисторов средней мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, более 0,3, но не более 1,5 Вт):

        4 – с граничной частотой более 3 МГц;

        5 – с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

        6 – с граничной частотой более 30 МГц.

              Для транзисторов большой мощности (максимальная мощность, рассеиваемая транзистором, более 1,5 Вт):

        7 – с граничной частотой не более 3 МГц;

        8 – c граничной частотой от 3МГц до 30МГц;

        9 – с граничной частотой более 30 МГц.

              Четвертый элемент – число, обозначающее порядковый номер разработки технологического типа транзисторов. Для обозначения порядкового номера используют двузначные числа от 01 до 99. Если порядковый номер разработки превысит число 99, то применяют трехзначные числа от 001 до 999.

              Пятый элемент – буква, условно определяющая классификацию по параметрам транзисторов, изготовленных по единой технологии. В качестве классификационной литеры применяют буквы русского алфавита (за исключением 3, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Ют Ь, Ъ. Э).

              Стандарт предусматривает также введение в обозначение ряда дополнительных знаков при необходимости отметить отдельные существенные конструктивно-технологические особенности приборов.

              В качестве дополнительных элементов обозначения используют следующие символы:

              цифра от 1 до 9 – для обозначения модернизаций транзистора, приводящих к изменению его конструкции или электрических параметров;

    буква. С – для обозначения наборов в общем корпусе однотипных транзисторов (транзисторы сборки);

              цифра, написанная через дефис, для без корпусных транзисторов.

              Эти цифры соответствуют следующим модификациям конструктивного исполнения:

              1– с гибкими выводами без кристаллодержателя (подложки);

              2– с гибкими выводами на кристаллодержателе (подложке);

              3 – с жесткими выводами без кристаллодержателя (подложки);

              4 – с жесткими выводами на кристаллодержателе (подложке);

              5 – с контактными площадками без кристаллодержателя (подложки) и без выводов (кристалл);

              6 – с контактными площадками на кристаллодержателе (подложке), но без выводов (кристалл на подложке).

              Таким образом, современная система обозначений позволяет по наименованию типа получать значительный объем информации о свойствах транзистора.

              Примеры обозначений некоторых транзисторов:

              КТ604А - кремниевый биполярный, средней мощности, низкочастотный, номер разработки 04, группа, А;

              2Т920А - кремниевый биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 20, группа, А;

              КТ937А-2 – кремниевый биполярный, большой мощности, высокочастотный, номер разработки 37, группа. А, без корпусный, с гибкими выводами на кристаллодержателе;

              2ПС202А-2 – набор маломощных кремниевых полевых транзисторов средней частоты, номер разработки 02, группа. А, без корпусный, с гибкими выводами на кристаллодержателе.

              Для большинства транзисторов использована система обозначений согласно ранее действовавшим ГОСТ 10862-64 и ГОСТ 10862-72, которая в своей основе не отличается от описанной. Однако у биполярных транзисторов, разработанных до 1964 г. и выпускаемых до настоящего времени, условные обозначения типа состоят из двух или трех элементов,

              Первый элемент обозначения - буква П, характеризующая класс биполярньх транзисторов, или две буквы МП для транзисторов в корпусе, герметизируемом способом холодной сварки.

              Второй элемент – одно-, двух- или трехзначное число, которое определяет порядковый номер разработки и указывает на подкласс транзистора по роду исходного полупроводникового материала, значениям допустимой рассеиваемой мощности и граничной (или предельной) частоты;

    от 1 до 99 – германиевые маломощные низкочастотные транзисторы;

    от 101 до 199 – кремниевые маломощные низкочастотные транзисторы;

    от 201 до 299 – германиевые мощные низкочастотные транзисторы;

    от 301 до 399 – кремниевые мощные низкочастотные транзисторы;

    от 401 до 499 – германиевые высокочастотные и СВЧ маломощные транзисторы;

    от 501 до 599 – кремниевые высокочастотные и СВЧ маломощные транзисторы;

    от 601 до 699 – гераниевые высокочастотные и СВЧ мощные транзисторы;

    от 701 до 799 – кремниевые высокочастотные и СВЧ мощные транзисторы.

              Третий элемент обозначения (у некоторых типов он может отсутствовать) – буква, условно определяющая классификацию по параметрам транзисторов, изготовленных по единой технологии.

    Примеры обозначения некоторых транзисторов:

        П213А – германиевый мощный низкочастотный, номер разработки 13, группа Л:

        П702А – кремниевый мощный высокочастотный, номер разработки 02, группа А.

Функциональное назначение и параметры транзисторов

              В справочниках наряду с нашедшей отражение в системе условных обозначений типа транзисторов классификацией приведена классификация биполярных транзисторов по частоте: низкочастотные (fгр.-<30 МГц);

    высокочастотные (30 МГЦ<fгр.<300 МГц); сверхвысокочастотные (>fгр.>ЗОО МГц).

              Биполярные транзисторы в соответствии с основными областями применения подразделяются на следующие группы: усилительные (сверхвысокочастотные, высоковольтные, высокочастотные линейные); генераторные (высокочастотные, сверхвысокочастотные, сверхвысокочастотные с согласующими цепями); переключательные и импульсные (переключательные высоковольтные и импульсные высоковольтные).

              По своему основному назначению полевые транзисторы делятся на усилительные, генераторные и переключатели

              Каждая и перечисленных групп характеризуется специфической системой параметров и справочных зависимостей, отражающих особенности применения транзисторов в радиоэлектронной аппаратуре. Информационный материал, приведенный в таблице 1, расположен применительно рассмотренной классификации транзисторов.

                                                                                                                                        Таблица 1

Параметры транзисторов                   

Условные обозначения электрических параметров: I_{K max} - максимально допустимый постоянный ток коллектора, I_{K и max} - максимально допустимый импульсный ток коллектора, U_{KЭ max} - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор -                                                                           эмиттер, U_{ЭБ max} - максимально допустимое постоянное напряжение эмиттер – база, P_{K max} - максимально допустимая импульсная рассеиваемая мощность коллектора, h_21Э - статический коэффициент передачи тока в режимах малого и большого сигнала, U_{КЭ нас} - максимально допустимое постоянное напряжение коллектор – эмиттер в режиме насыщения, I_КБо  - максимально допустимый постоянный ток коллектора при токе базы равном нулю, f_ГР - частота высшних гармоник, С_К  - емкость коллектора.

РЕЗИСТОРЫ

                       2.1. Классификация и система условных обозначений

              Резистором называется пассивный элемент РЭА, предна­значенный для создания в электрической цепи требуемой величины сопротивления, обеспечивающей перераспределение и регулирование электрической энергии между элементами схемы.

              Выпускаемые отечественной промышленностью резисторы классифицируются по различным признакам. В зависимости от влияния внешних факторов на величину сопротивления резисторы подразделяют на пассивные и полупроводниковые. Пассивные не реагируют на воздействие тепла и света, а полупроводниковые реагируют и подразделяются на терморезисторы и фоторезисторы. В зависимости от характера изменения сопротивления резисторы разделяют на постоянные – значение сопротивления фиксировано; пере­менные –    с изменяющимся значением сопротивления.

              В зависимости от назначения резисторы делятся на об­щего назначения и специальные (прецизионные, сверхпре­цизионные, высокочастотные, высоковольтные, высокомегаомные).

              Резисторы общего назначения используются в качестве нагрузок активных элементов, поглотителей, делителей в це­пях питания, элементов фильтров, шунтов, в RC – цепях формирования импульсных сигналов и т. д. Диапазон номи­нальных сопротивлений этих резисторов 1 Ом... 10 МОм, номи­нальные мощности рассеяния – 0,125... 100 Вт. Допускаемые отклонения сопротивления от номинального значения ± 1; ± 2; ± 5; ± 10; ± 20 %.

              Прецизионные и сверхпрецизионные резисторы отличают­ся высокой стабильностью параметров и высокой точностью изготовления (допуск ± 0,0005...0,5 %). Данные резисторы применяются в основном в измерительных приборах, систе­мах автоматики, счетно-решающих устройствах. Диапазон этих резисторов значительно шире, чем резисторов общего назначения.

              Высокочастотные резисторы отличаются малыми собствен­ными индуктивностью и емкостью и предназначены для рабо­ты в высокочастотных цепях, кабелях и волноводах.

              Высоковольтные резисторы рассчитаны на работу при больших (от единиц до десятков киловольт) напряжениях.

              Высокомегаомные резисторы имеют диапазон номиналь­ных сопротивлений от десятков мегаом до единиц тераом. Высокомегаомные резисторы применяются в цепях с рабо­чим напряжением до 400 В и обычно работают в режиме малых токов. Мощности рассеяния их невелики (до 0,5 Вт).

              В зависимости от способа защиты от внешних факторов резисторы делятся на неизолированные, изолированные, гер­метизированные и вакуумные.

              Неизолированные резисторы с покрытием или без него не допускают касания своим корпусом шасси аппаратуры.

              Изолированные резисторы имеют изоляционное покрытие (лак, компаунд, пластмасса) и допускают касание корпусом шасси и токоведущих частей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА).

              Герметизированные резисторы имеют герметичную кон­струкцию корпуса, которая исключает влияние окружающей среды на его внутреннее пространство. Герметизация осу­ществляется с помощью опрессовки специальным компаун­дом.

              Вакуумные резисторы имеют резистивный элемент, поме­щенный в стеклянную вакуумную колбу.

              По способу монтажа резисторы подразделяются на ре­зисторы для навесного и печатного монтажа.

              По материалу резистивного элемента (рис. 2.1) резисторы делятся на проволочные, непроволочные, металлофольговые.

              Проволочные – резисторы, в которых резистивным эле­ментом является высокоомная проволока (изготавливается из высокоомных сплавов: константан, нихром, никелин).

              Непроволочные – резисторы, в которых резистивным эле­ментом являются пленки или объемные композиции с вы­соким удельным сопротивлением.

              Металлофольговые – резисторы, в которых резистивным элементом является фольга определенной конфигурации.

Непроволочные резисторы можно разделить на тонкопле­ночные (толщина слоя в нанометрах), толстопленочные (тол­щина в долях миллиметра), объемные(толщинав единицах миллиметра).                                                            Тонкопленочные резисторы подразделяются на металлодиэлектрические, металлоокисные и металлизированные с резистивным элементом в виде микрокомпозиционного слоя из диэлектрика и металла, или тонкой пленки окиси металла, или сплава металла; углеродистые и бороуглеродистые, про­водящий элемент которых представляет собой пленку пиролитического углерода или борорганических соединений.

              К толстопленочным относят лакосажевые, керметные и резисторы на основе проводящих пластмасс. Проводящие резистивные слои толстопленочных и объемных резисторов представляют собой гетерогенную систему (композицию) из нескольких фаз, получаемую механическим смешением проводящего компонента, например графита или сажи, металла или окисла металла, с органическими или неорганическими наполнителями, пластификаторами или отвердителем. После термообработки образуется монолитный слой с необходимым комплексом параметров.

 

 

 

 

              В объемных резисторах в качестве связующего компонента используют органические смолы или стеклоэмали. Про­водящим компонентом является углерод.

              В резистивных керметных слоях основным проводящим компонентом являются металлические порошки и их смеси, представляющие собой керамическую основу с равномерно распределенными частицами металла.

              В соответствии с действующей системой сокращенных и полных обозначений сокращенное условное обозначение, присваиваемое резисторам, должно состоять из следующих элементов: первый элемент – буква или сочетание букв, обознача­ющих подкласс резисторов (Р – резисторы постоянные; РП – резисторы переменные; HP – набор резисторов); второй элемент –цифра, обозначающая группу резисто­ров по материалу резистивного элемента (1 – непроволоч­ные; 2 – проволочные или металлофольговые); третий элемент – регистрационный номер конкретного ти­па резистора.

 

              Между вторым и третьим элементами ставится дефис. Например, постоянные непроволочные резисторы с номером 4 или переменные непроволочные резисторы с номером 46 следует писать Р1-4 и РП1-46 соответственно.

              Полное условное обозначение состоит из сокращенного обозначения, варианта конструктивного исполнения (при не­обходимости), значений основных параметров и характерис­тик резистора, климатического исполнения и обозначения документа на поставку.

              Параметры и характеристика для постоянных резисторов указываются в следующей последовательности: номинальная мощность рассеяния; номинальное сопротивление и буквенное обозначение еди­ницы измерения; допускаемое отклонение сопротивления в процентах (до­пуск); группа по уровню шумов (для непроволочных резисторов); группа по температурному коэффициенту, сопротивления (ТКС).

              Например, постоянный непроволочный резистор с регист­рационным номером 4, номинальной мощностью рассеяния 0,5 Вт, номинальным сопротивлением 10 кОм, с допуском ± 1 %. группой по уровню шумов – А, группы ТКС – Б, все климатического исполнения – В, обозначается: Р1 -4-0,5-10 кОм±1 % А-Б-В ОЖ0.467.157ТУ.

              Кодированное обозначение номинальных сопротивлений состоит из трех или четырех знаков, включающих две цифры и букву или три цифры и букву. Буква кода из русского или латинского алфавита обозначает множитель, составляю­щий сопротивление,  и определяет положение запятой деся­тичного знака. Буквы R, К, М, G, Т обозначают соответствен­но множители 1, 103, 106, 109, 1012.

             Например, 5R1, 150К, 2М2 обозначают 5,1 Ом, 150 кОм, 2,2 МОм соответственно.

             Полное обозначение допускаемого отклонения состоит из цифр, а кодированное из буквы (табл. 2.1).

Таблица 2.1.  

Кодированные обозначения допустимых отклонений сопротивлений

ГОСТ 11076—69, СТ СЭВ 1810—79		Публикация 62 и 115-2 МЭК
допуск, %	кодированное обозначение	допуск, %	кодированное обозначение
±0,001	Е	—	—
±0,002	L	—	—
±0,005	R	—	—
+ 0,01	Р	—	—
±0,02	U	—	—
+ 0,05	X	—	—
+ 0,1	В	+ 0,1	В
±0,25	С	+ 0,25	C
+ 0,5	D	±0,5	D
±1	F	± 1	F
±2	G	+ 2	G
±5	J	+ 5	J
±10	К	±10	K
+ 20	М	+ 20	M
±30	N	+ 30	N

        

    По существовавшей ранее системе (ГОСТ 13453- 68), первый элемент сокращенного обозначения – буква (С – резистор постоянный, СП – резистор переменный). Второй элемент – цифра, обозначающая тип резисторов по материалу резистивного слоя (1– непроволочные тонкослойные угле­родистые и бороуглеродистые; 2 – непроволочные тонко­слойные металлодиэлектрические и металлоокисные; 3 – непроволочные композиционные пленочные; 4 – непроволоч­ные композиционные объемные; 5 – проволочные; 6 – непро­волочные тонкослойные металлизированные). Третий эле­мент – число, обозначающее порядковый номер изделия.

              Например, С2-33 обозначает резистор постоянный непро­волочный тонкослойный металлодиэлектрический, регистра­ционный номер 33.

              Маркировка на резисторах по данной системе также буквенно-цифровая. Она содержит: вид, номинальную мощ­ность, номинальное сопротивление, допуск и дату изготовле­ния. При малых размерах резисторов может применяться не полное, а сокращенное (кодированное) обозначение номи­нальных сопротивлений и допусков.

              Система обозначения, согласно ГОСТ 11076, приведена в табл. 2,1, 2.2.

    Разработанные до 1968 года обозначались тремя буквами: первая обо­значает материал резистивного элемента (У – углеродистые, К – композиционные, М – металлопленочные, П – прово­лочные и т. д.); вторая буква обозначает вид защиты (Л – ла­кированные, Г – герметизированные, Э – эмалированный и т. д.); третья буква – особые свойства или назначение резистора (Т – теплостойкие, П– прецизионные, В – вы­соковольтные и т. д.). Например, МЛТ – металлопленочные лакированные теплостойкие, КЛВ – композиционные лаки­рованные высоковольтные резисторы.

              На постоянных миниатюрных резисторах, в соответствии с ГОСТ 17598-72 и требованиями Публикации 62 МЭК, допускается маркировка цветным кодом. Ее наносят знаками в виде кругов или полос. Для маркировки цветным кодом номинальное сопротивление резисторов в омах выражается двумя или тремя цифрами (в случае трех цифр – последняя цифра не равна нулю) и множителем 10", где п – любое число от – 2 до + 9.

Таблица 2.2.

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 315; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

123456Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!