Dopuszczalne prądy w tranzystorach bipolarowych: obliczenia i praktyczne problemy?

Sun Mar 28, 2004 8:36 pm   

Witam!
Chciałem się zapytać o dopuszczalne prądy w tranzystorze bipolarym - jak to
z nimi jest ? Czy są okreslone maksymalne prądy bazy i kolektora ? Właściwie
jest to pytanie trochę nie na miejscu, bo oczywistym jest, że są określone
maksymalne.
Problem w tym, że nie wiem do końca jak je wyznaczać. Jak biorę dane z
katalogu, to mam podane wzmocnienie, maksymalne napięcie Ucemax i moc Ptot.
Czy oznacza to, ze max prąd kolektora będzie wynosił Icmax=Ptot/Ucemax ?
I jeszcze jedno, jak wyznaczyć w takim razie prąd bazy Ibmax ?

Korzystając z okazji mam jeszcze jedno pytanko. Podłączyłem tranzystor w
konfigurację WE w taki sposób, że małym napięciem Ube~0,5-0,7V sterowałem
nim, przy czym w obwodzie kolektora nie zastosowałem rezystora
ograniczającego prąd. Uce dołączyłem około 12V. Działo się tak, że dla
małych prądów Ib rzędu 50-70 mikro, prąd Ic był stabilny, po przekroczeniu
pewnej wartości Ib, prąd w kolektorze zaczął być niestabilny - mianowicie
powoli narastał, a napięcie Ube zaczęło spadać, spadło nawet do 0,4V -
działo się to powoli, aż do chwili, gdy tranzystor zaczął się dymić i na gle
Ic robi się 0, a Ube~Uzasilania (czyli uszkodzenie złącza). Przypuszczam, że
to narastanie prądu Ic i spadek Ube ma związek z temperaturą jaka wydzielała
się na tranzystorze, zadziwił mnie jedynie fakt, że z obliczeń jakie
zrobiłem, spokojnie przez kolektor mogłem puścić 300mA (Icmax), tymczasem on
już przy niecałej setce się tak grzał, że prawdopodobnie wpływ temperatury
napędzał go i Ic wzrastał. Czy to jest tak, że zawsze w obwodzie kolektora
musi być jakiś rezystor ? Czy opisana przeze mnie sytuacja była do
przewidzenia ? A może zbyt duży Ib dałem (bo nie wiem jaki może być
maksymalny) i dlatego mimo nie przekroczenia Icmax nastapiło uszkodzenie
złącza ?

Jeśli ktoś będzie mial wolną chwilę na odpowiedź, to początkujący hobbysta
będzie bardzo wdzięczny . Z góry dzięki i pozdrawiam!

Sun Mar 28, 2004 8:36 pm   

Ten tranzystor, z którym eksperymentowałem to BD 139, według katalogu miał
8W.


No i właśnie tu miałem wątpliwości. Wydawało mi się, że prąd jaki puszczam
nie przekracza Ptot. Przy Uce=12V, Icmax wynosiłoby około 600mA według
myśli, którą zawarłem w poprzednim poście, ale może faktycznie tak jest, że
te 600mA można puścić chwilowo, a nie ciągle. Przy okazji cenną informację
zdobyłem, że mimo nie przekraczania mocy warto radiator założyć .

Sun Mar 28, 2004 11:08 pm   

On Sun, 28 Mar 2004 23:34:49 +0200, Grzech wrote:

A owszem, dobry tranzystor. Ale 8W z radiatorem.


A na pewno pod koniec bylo 100mA ? bo 1.2W to troche za duzo na goly
tranzystor, ale mowiac szczerze chyba jeszcze powinien wytrzymac -
tylko uwaga - goracy, poparzy paluchy, albo odlutuje sie i dziure
w stole zrobi.
Za to dosc prawdopodobne ze pozniej prad skoczyl.


Oj warto - nawet na wypadek gdy planujesz moc pozwalajaca na prace bez
radiatora. Bo jesli cos pojdzie zle .. to z radiatorem to przetrzyma,
a bez - spali sie, spali reszte ukladu ..

J.

Sun Mar 28, 2004 11:09 pm   

On Sun, 28 Mar 2004 14:36:40 +0200, Grzech wrote:

Nie. To sa trzy niezalezne wielkosci. Tranzystor jak jest otwarty
i przewodzi duzy prad, to zazwyczaj ma na kolektorze niskie napiecie
[bo spada na obciazeniu]. A jak sie wylacza to napiecie rosnie
a prad nie plynie. A jak jest polowicznie otwarty w jakims
wzmacniaczu, to mamy Imax/2 i Umax/2 [a i to moze byc za duzo
w stosunku do Pmax].

Szczegolnie ostatnio widac ze P<<Imax*Umax. Tranzystory coraz czesciej
pracuja impulsowo, a jaka moc moze odprowadzic odprowadzic minaturowa
obudowa SMT ? A to tranzystor 80V i 30A.

W dodatku nie licza sie prady i moce, tylko temperatura. Przez jakies
mili czy mikrosekundy wytrzyma znacznie wiecej.

Jest jeszcze kwestia starych traznystorow germanowych. Wojciechowski
podawal ze taki ASY34 z Ic=200mA potrafi przelaczac 4A.
2A potwierdzam.


Trudne. Ale z pradem bazy nie ma co przesadzac.
Z doswiadczenia napisze ze bateryjka plaska 4.5V niszczyla
BC108 przylaczona miedzy baze a emiter. A ile mogla dac - 1.5A ?


No - typowe. Napiecie przewodzenia zlacza krzemowego maleje o ok
2mV/K. Jesli sterowales baze stalym _NAPIECIEM_ to jak sie tranzystor
troche nagrzal, to zaczal plynac wiekszy prad przez baze, co powoduje
wiekszy prad przez kolektor, co jeszcze mocniej grzeje tranzystor,
wiec jeszcze bardziej rosnie prad bazy .. a w koncu tranzystor dymi.
Dodatkowo z temperatura moze rosnac wzmocnienie.

Tak sie po prostu tranzystora nie podlacza.


0.1A*12V = 1.2W. Czy ten tranzystor mial choc 1W dopuszczalne .. i
taka moc wymaga juz radiatorka do chlodzenia - chocby kawalek blaszki.


Nie, ale .. zazwyczaj czyms sterujesz tym tranzystorem, wiec jakis
rezystor jest. Nie eliminuje on zjawiska, ale mocno ogranicza.

Obejrzyj sobie uklad OC - tam nie ma rezystora w kolektorze ani w
bazie a uklad jest bezpieczny.
Pewna odmiana - uklad OE z niewielkim rezystorem w emiterze.
Ten emiter stabilizuje prad - im wiekszy prad plynie tym wzrasta
potencjal emitera, spada wiec napiecie Ube i tranzystor sie przymyka.
Poczytaj rozdzial "stabilizacja punktu pracy tranzystora".


Jak najbardziej :-)


Ty przekroczyles moc dopuszczalna.

A Ib nie ma za duzo czy za malo. Daje sie tyle zeby osiagnac zalozony
prad kolektora. A ze wzmocnienie tranzystora moze byc i 10 i 1000,
to trzeba uwzgledniac przy projektowaniu i sprzezenie zwrotne dawac.

Jedynie w warunkach pelnego otwarcia prad Ib musi byc odpowiednio duzy
zeby napiecie Uce spadlo odpowiednio nisko. Bo niepelni otwarty
za duza moc wydziela.

J.

Mon Mar 29, 2004 8:27 am   

Użytkownik "Grzech" <severyn@go2.pl> napisał w wiadomości
news:c47gat$749$1@news.onet.pl...


Moc tranzystora podaje się przy pewnych warunkach. Ta prawdopodobnie
jest podana przy założeniu, że temperatura obudowy jest 25 st. C.
Czyli, przy idealnym odprowadzaniu ciepła od obudowy do otoczenia.
Pewnym przybliżeniem jest wsadzenie tranzystora w imadło.
Przy innym założeniu - że temperatura otoczenia jest 25 st. C
(swobodne odprowadzanie ciepła) moc dla tego tranzystora będzie pewnie
koło 0.7W.

Znajdź jakąś bogatą kartę katalogową tego tranzystora. Tam będzie też
maksymalny prąd bazy i wiele innych danych.

Ograniczeniem właściwie nie jest moc, a maksymalna temperatura
złącza - na przykład 125 st.C. Podaje się rezystancję cieplną
złącze-obudowa tranzystora.
Rezystancja cieplna obudowa-otoczenie zależy od zastosowanego
radiatora (im większy tym mniejsza).
Sądzę że tu jest Rtjc (rezystancja termiczna złącze(junction) -
obudowa(case)) = 12.5 st.C/W. Przy 8W daje to (8*12.5) 100 st.C
różnicy między temperaturą złącza, a obudowy - stąd pewnie podana
moc=8W (przy idealnym chłodzeniu).
W katalogu podaje się też rezystancję termiczną obudowa-otoczenie (bez
radiatora).
Dla radiatorów podaje się ich rezystancję termiczną.
Przykład radiator ma rezystancję też 12.5 st. C/W. Razem jest 25
st.C/W. Moc max będzie (125 st.C - 25 st.C)/25 = 4W. Gdyby jednak ten
tranzystor miał pracować w otoczeniu o temperaturze 50 st.C to max moc
wyjdzie 3W (=(125-50)/25)

Może to wygląda skomplikowanie - ale zrozumieć trzeba tylko raz.

Piotr

Mon Mar 29, 2004 10:43 am   

Użytkownik "Grzech" <severyn@go2.pl> napisał w wiadomości
news:c47gat$749$1@news.onet.pl...

8W po zanurzeniu w szklance wody ?
Były kiedyś modne 2N3055 o mocy 117W. Aby taka moc w nim wydzielić należało
go trzymać w wannie z zimną woda, bo nie istniał radiator , który byłby w
stanie odebrać taką moc.