Zamienniki(tranzystory) 2c cz. 20, Nauka, złota rączka przydatne
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Zami enn i k i
Część
20
TRANZYSTORY
dla
POCZĄTKUJĄCYCH
Zgodnie z zapowiedzią, artykuły o wzmacniaczach operacyj−
nych będą się ukazywać na przemian z artykułami o tranzysto−
rach. Oto artykuł o bardzo istotnym problemie zamienników. Do−
tyczy głównie tranzystorów, ale również diod, tyrystorów itriaków.
Nie zawsze elektronik ma pod ręką typ tranzystora czy diody
podany na schemacie. Czym go zastąpić? Czy musi to być ścisły
odpowiednik? Czy można dać cokolwiek wprost z półki? Jakie
parametry są najważniejsze? Które parametry są mniej ważne?
Po przeanalizowaniu wcześniejszych od−
cinków o tranzystorach, jesteś uzbrojony
w znaczną wiedzę na temat modeli, parame−
trów tranzystora i zapewne się zastanawiasz,
czym tak naprawdę różnią się poszczególne
typy tranzystorów?
Niniejszy artykuł ma rozproszyć niepo−
trzebne obawy i rozjaśnić mroczny problem
zamienników. Osobiście znam elektroników,
którzy, gdy napotkają na schemacie konkret−
ny tranzystor, powiedzmy BC528, to stają na
głowie, żeby takowy zdobyć. Nie przyjdzie
im do tejże głowy, że można go zastąpić ja−
kimkolwiek dowolnym tranzystorem małej
mocy, choćby BC548, BC108, 2N2222,
a w niektórych przypadkach dosłownie ja−
kimkolwiek innym NPN. To samo dotyczy
diod. Pamiętam, jak kiedyś przed laty dział
zaopatrzenia pewnej firmy wyczyniał cuda,
by szybko zdobyć zagraniczne diody 1N914,
gdy tymczasem w danym układzie diody ta−
kie można było zastąpić dosłownie jakimi−
kolwiek krajowymi diodami krzemowymi.
Ty nie popełniaj takich błędów! Zdecydo−
wana większość początkujących elektroni−
ków ma głęboko zakorzenione przeświadcze−
nie, iż uszkodzony tranzystor (dioda) może
być zastąpiony jedynie tranzystorem (diodą)
dokładnie tego samego typu, ewentualnie
ścisłym zamiennikiem podanym w katalogu.
Przeświadczenie takie jest powszechne,
a przy tym bardzo często błędne.
Wwiększo−
ści przypadków naprawdę nie trzeba szu−
kać
ŚCISŁEGO
odpowiednika.
wowe zależności. Podejdźmy do tego z naj−
prostszej strony.
Z pewnością niektóre tranzystory mają
większe wymiary półprzewodnikowej struk−
tury, i to zapewne są tranzystory mocy. Inne
mogą mieć jakąś specyficzną budowę we−
wnętrzną, na przykład wymyślny kształt ob−
szaru bazy – to będą na przykład tranzystory
wysokiej i bardzo wysokiej częstotliwości.
Tak, Mój Drogi, tu otwiera się kolejny bar−
dzo obszerny rozdział dotyczący technologii
i fizycznej budowy tranzystora. Podręczniki
poświęcają temu zagadnieniu ogromnie dużo
miejsca. Przypuszczam, że takie obszerne
opisy są po części odpowiedzialne za lęk
przed zamiennikami. Jeśli różne firmy stosu−
ją różnorodne modyfikacje procesu technolo−
gicznego, to chyba otrzymane tak tranzysto−
ry istotnie się różnią? STOP! Nie tędy droga!
Powiem Ci szczerze, że mnie zawsze mie−
rziły te dziesiątki stron, zawierające opisy
budowy tranzystorów, przekroje złącz,
warstw metalizacji, oraz tasiemcowe opisy
procesów technologicznych (przykład na
ry−
sunku 1
). Elektronikowi, nawet konstrukto−
rowi, potrzebne jest co najwyżej 10% poda−
wanej tam wiedzy, może nawet mniej. Cała
reszta może zainteresować tylko tych, którzy
zajmują się projektowaniem tranzystorów
i układów scalonych, a to jest wąska grupka
wysoko kwalifikowanych specjalistów. Ty
przecież nie masz dostępu do informacji na
temat wewnętrznej budowy konkretnego
tranzystora, a nawet gdybyś rozwalił obudo−
wę i “dokopał” się do krzemowej struktury,
to i tak nic Ci to nie da. Dlatego nie przejmuj
się technologią.
Dla nas, praktykujących elektroników, jest
istotne, że budowa wewnętrzna tranzystora
znajdzie odbicie w jego modelu i parametrach.
Już intuicyjnie można się domyślić, że tranzy−
story o dużych rozmiarach struktury general−
nie będą mieć większe prądy i moce, ale też
większe pojemności, a tym samym mniejsze
częstotliwości maksymalne. Z kolei tranzysto−
ry w.cz. z założenia muszą mieć małe pojem−
ności. Jeśli nie da się po prostu zmniejszać
wymiarów (np. w tranzystorach mocy w.cz.),
to trzeba zastosować jakieś wymyślne sposo−
by, by zredukować wpływ szkodliwych czyn−
ników. Zdziwisz się, jeśli kiedyś będziesz miał
okazję poznać takie sposoby. W tej chwili nie
będziemy się wgłębiać w szczegóły − najważ−
niejsze jest to, że potem ma to odbicie w po−
szczególnych parametrach tranzystora.
No tak, ale istnieją setki typów najzwyczaj−
niejszych bipolarnych tranzystorów małej czę−
stotliwości, małej mocy. Okazuje się, że ich pa−
rametry są zbliżone. Częstokroć różnice są mi−
nimalne, czasem żadne − różna jest tylko na−
zwa. Dlaczego wiec istnieją tysiące typów bar−
dzo podobnych tranzystorów? Dlaczego ktoś
nie zrobi porządku w tym całym bałaganie i nie
zadecyduje, że odtąd ma być produkowanych,
powiedzmy dziesięć, niech nawet pięćdziesiąt,
typów tranzystorów?
Rys. 1 Budowa wewnętrzna tranzystora
Tranzystory
Nie znaczy to jednak, że zawsze można
zastosować jakikolwiek dowolny tranzystor
w miejsce innego. Musisz zrozumieć podsta−
Elektronika dla Wszystkich
37
Pierwsze kroki
Pomysł doskonały, jednak na przeszkodzie
stoją prozaiczne realia. Ktoś kiedyś opatento−
wał sposób produkcji poszczególnych tranzy−
storów. Jeśli ktoś inny chciałby produkować
tranzystor o tym oznaczeniu, musi wykupić li−
cencję i zapłacić. Między innymi dlatego wie−
le firm, zamiast korzystać z doświadczeń in−
nych, woli produkować własne typy, minimal−
nie różniące się parametrami od dostępnych na
rynku. Jest też inne istotne uzasadnienie − now−
sze opracowania są lepsze od starszych. Z ko−
lei starsze typy są od lat znane i popularne...
Nie ma więc szans na to, by zdecydowa−
nie ograniczyć liczbę dostępnych typów tran−
zystorów. Na rynku były i będą nadal liczne
typy tranzystorów o zbliżonych parametrach,
różniące się przede wszystkim oznaczeniem.
Na marginesie należałoby wspomnieć, że
globalna produkcja niektórych typów, na
przykład BC548 czy 2N2222 jest ogromna,
natomiast innych − znikoma. W katalogu tego
nie widać − wszystkie typy zajmują w zbior−
czym katalogu po jednej linijce tekstu − zo−
bacz
rysunek 2
. Poza tym, wiele typów opi−
sanych w katalogu już dawno wycofano
z produkcji. Nie ma żadnych szans na ich
zdobycie, a dane są tylko dla porównania, że−
by dobrać odpowiednik.
I tu pomału dochodzimy do sedna sprawy.
Niektórzy nieświadomi elektronicy błędnie
uważają, że w tranzystorze duże znaczenie
mają: obudowa, zastosowana technologia
produkcji i wynikająca stąd budowa wewnę−
trzna oraz oznaczenie. Niewiele to ma wspól−
nego z prawdą. Jak się słusznie domyślasz,
tranzystory mogą mieć zupełnie inną budo−
wę, ale jeśli
PARAMETRY NAJWA
ż
NIEJSZE DLA
DANEGO ZASTOSOWANIA S
ą
ZBLI
ż
ONE
,
TO
MO
ż
NA JE BEZ OBAW STOSOWAĆ WYMIENNIE
.
Nie ma tu nic z magii – wszystko znajduje
odbicie w parametrach, podawanych w kata−
logach, i tak naprawdę tylko one mają zna−
czenie. Nie gra większej roli ani obudowa,
ani oznaczenie, ani to, kto jest producentem.
Nie znaczy to jednak, że zawsze można
zastosować pierwszy lepszy tranzystor. Trze−
ba trochę pomyśleć.
Można tu rozróżnić następujące przypadki:
1. Zupełnie nie wiadomo, co to za tranzy−
stor; nie można rozszyfrować oznaczenia lub
takiego oznaczenia nie ma (na przykład tran−
zystor eksplodował).
2. W katalogu daje się zidentyfikować
tranzystor, ale nigdzie nie można go kupić.
3. Daje się zidentyfikować; jest w katalogu
firmy wysyłkowej, ale bardzo drogi; taki zakup
to kłopot oraz strata czasu i pieniędzy − może
uda się go zastąpić czymś, co jest pod ręką.
Rzeczywiście, często problem polega na
tym, że oryginalny tranzystor uległ zupełne−
mu uszkodzeniu i nie wiadomo nawet, czy
był to zwykły tranzystor bipolarny, darling−
ton, czy MOSFET, i jaką miał polaryzację.
Trzeba spróbować to ustalić rozrysowując
układ „z natury” − zobacz
rysunek 3
. Konfi−
guracja współpracujących elementów, zwła−
szcza w obwodzie bazy (bramki) pozwoli
znaleźć odpowiedź. Oczywiście wymaga to
pewnej wiedzy ogólnej; trudno podać szcze−
gółowe recepty. Generalnie w układach
z tranzystorami bipolarnymi w obwodzie ba−
zy występują rezystory lub inne elementy
ograniczające prąd. W przypadku MOSFET−
ów takich rezystorów nie ma, a obwód steru−
jący ma niewielką rezystancję wewnętrzną.
Rys. 2 Fragment katalogu
Rys. 3 Czasem trzeba rozrysować
układ na podstawie płytki
Pewne utrudnienie stwarzają tranzystory
w układzie Darlingtona. Obwody sterujące
nimi są podobne jak obwody sterujące zwy−
kłymi tranzystorami. Jedynie ich wydajność
prądowa jest mniejsza ze względu na duże
wzmocnienie. Z uwagi na istotne różnice,
zwłaszcza szybkość i wzmocnienie, nie po−
winno się zastępować zwykłych tranzysto−
rów„darlingtonami (i na odwrót).
Zazwyczaj nie można zastąpić tak po pro−
stu tranzystora bipolarnego MOSFET−em −
choć jest to możliwe, a czasem nawet celo−
we. Zwykle trzeba wtedy zmodyfikować ob−
wody sterujące, a to już wymaga pewnej wie−
dzy. Zamiana w drugą stronę − MOSFET−a na
tranzystor bipolarny nie ma sensu.
Nie można też oczywiście zastąpić tran−
zystora NPN tranzystorem PNP i na odwrót,
bez istotnych zmian w układzie. To samo do−
tyczy MOSFET−ów z kanałem N i P.
Często można natomiast zastąpić wysoko−
napięciowego MOSFET−a N tranzystorem
IGBT, ale to inna historia.
Rys. 4 Układ wyprowa−
dzeń tyrystorów
Uwaga! Ła−
two może zajść
pomyłka
w identyfikacji,
gdy uszkodzo−
ny element nie
jest tranzysto−
rem, tylko ty−
rystorem,
38
Elektronika dla Wszystkich
Pierwsze kroki
triakiem lub trzykońcówkowym stabilizato−
rem. Pomyłek takich można w prosty sposób
uniknąć, pamiętając, że tyrystory i triaki mo−
cy mają odmienny, niejako odwrotny układ
wyprowadzeń
− elektroda ste−
rująca − bram−
ka umieszczo−
na jest inaczej
niż baza czy
bramka
w tranzysto−
rach − zobacz
rysunki 4 i 5
.
że tak zwane tranzystory m.cz. mogą być sto−
sowane w wielu obwodach w.cz. bo ich czę−
stotliwość graniczna sięga 200...500MHz.
Większe będą jednak szumy. Ostrożnie nato−
miast ze stosowaniem tranzystorów m.cz.
w jakichkolwiek bardzo szybkich układach
impulsowych.
W przypadku MOSFET−ów takich podzia−
łów nie ma. Jeśli zamiennik ma odpowiednie
napięcie pracy, prąd i rezystancję w stanie
otwarcia, można go śmiało zastosować.
Tyle o zamiennikach dla nieznanych ty−
pów tranzystorów. Jeśli natomiast typ tranzy−
stora, który uległ uszkodzeniu jest znany, ale
nie można go kupić, trzeba
− przeanalizować, jakie parametry, mają
kluczowe znaczenie w tym konkretnym za−
stosowaniu,
− zwrócić uwagę na warunki pracy.
Bardzo ważne jest też określenie, które je−
szcze parametry, oprócz napięcia, prądu
i mocy, są istotne w danym zastosowaniu.
Dla tranzystora w.cz. duże znaczenie będą
mieć pojemności wewnętrzne oraz częstotli−
wość graniczna. Zarówno w układach w.cz.
jak i w przedwzmacniaczach audio istotny
jest poziom szumów tranzystora. W wielu
układach najważniejsza będzie moc strat
i związana z tym rezystancja termiczna.
Przykładowo w sieciowych zasilaczach
impulsowych czy przetwornicach kluczowe
parametry to napięcie U
CE0
i maksymalny
prąd Ic, a jeszcze bardziej czasy przełączania.
Tu rzeczywiście trzeba być ostrożnym, by
nie wstawić tranzystora słabszego, który albo
szybko ulegnie uszkodzeniu, albo nie zapew−
ni odpowiednich parametrów. Wprawdzie
można śmiało zastosować inny typ o tym sa−
mym lub większym napięciu i prądzie, jed−
nak zdarza się, że po wymianie nowy tranzy−
stor wprawdzie pracuje, ale albo się nadmier−
nie grzeje, albo coś innego jest nie w porząd−
ku. Właśnie w przypadku wysokonapięcio−
wych tranzystorów impulsowych czasem da−
ją o sobie znać specyficzne właściwości,
o których nie wspomina uproszczony katalog
− choćby właśnie szybkość przełączania.
Wtedy nie pozostaje nic innego, jak próbo−
wać znaleźć
bliższy odpowie−
dnik, bądź dać
nowszy, lepszy
element.
Zawsze warto
zapytać sprze−
dawcę − wielu z nich orientuje się, do czego
nadają się poszczególne tranzystory, a do
czego nie. Można też zapytać, jakie podobne
typy są najczęściej kupowane − już to może
być użyteczną wskazówką.
Generalnie trzeba być ostrożnym w przy−
padkach, gdy tranzystor jest, powiedzmy “wy−
żyłowany”, czyli pracuje w trudnych warun−
kach, w pobliżu swych parametrów granicz−
nych, na przykład przy wysokich napięciach,
przy wysokiej częstotliwości, dużej mocy lub
w jakichś szybkich układach impulsowych.
Ale gdy tranzystor pracuje w warunkach
umiarkowanych, wtedy naprawdę rzadko
trzeba szukać ścisłego odpowiednika. Można
zastosować w miarę podobny, a łatwiej do−
stępny. Dotyczy to na przykład sprzętu dale−
kowschodniego, zawierającego tranzystory,
nieosiągalne u nas w detalu. Przykładowo nie
trzeba szukać ścisłego zamiennika japońskie−
go, tajwańskiego czy koreańskiego tranzy−
stora małej mocy w torze audio popularnego
radiomagnetofonu kupionego na bazarze.
Trzeba jedynie stwierdzić, czy to rzeczywi−
ście tranzystor bipolarny oraz zidentyfiko−
wać polaryzację (PNP, NPN) i układ wypro−
wadzeń. W przypadku tranzystora NPN spo−
kojnie można wstawić jakikolwiek BC548, a
w przypadku PNP − BC558. Na wszelki wy−
padek lepiej byłoby dać tranzystor nisko−
szumny, odpowiednio na przykład
BC549C i BC559B. Zastosowanie takich ni−
skoszumnych tranzystorów (z końcówką
oznaczenia 9) na pewno nie zaszkodzi,
a w przypadku grupy B wzmocnienie będzie
na pewno wystarczająco duże. Oczywiście
można zastosować inne
popularne tranzystory,
NPN:
BC107...109,
2N2222, BC547,
BC237...9, itd. oraz PNP:
BC157..159,
BC307...309
BC557...559, itd.
Można jeszcze dodać,
że wschodnie tranzysto−
ry serii 2SC, 2SA,
2SK... są oznaczane
w sposób uproszczony,
to znaczy pomija się
znaki 2S. Oznaczenie C2562 informuje, że jest
to tranzystor 2SC2562 − zobacz
rysunek 6
.
Mając oznaczenie trzeba poszukać w kata−
logu − wystarczy zbiorczy katalog zawierający
skrócone dane kilkudziesięciu tysięcy (tak!) ty−
pów tranzystorów
− rysunek 7
. Katalogi takie
dostępne są w Księgarni Wysyłkowej AVT.
Parametry
Od dawna wiesz, że podstawowe parame−
try tranzystora bipolarnego to maksymalne
napięcie kolektor−emiter, prąd kolektora,
moc strat i wzmocnienie prądowe. Odpowie−
dnik nie powinien być gorszy. W dobrze za−
projektowanym układzie wzmocnienie tran−
zystora nie powinno mieć istotnego wpływu
na funkcjonowanie i parametry. Oczywiście
w ogromnej większości przypadków zastoso−
wanie zamiennika o większym współczynni−
ku wzmocnienia prądowego nie zaszkodzi.
Jedynie w rzadkich przypadkach, gdy uszko−
dzony tranzystor był z grupy selekcjonowa−
nej, wzmocnienie może być istotne.
A może wpadłeś na genialny pomysł, by na
wszelki wypadek w miejsce nieznanego,
uszkodzonego tranzystora dać coś znacznie
lepszego − konkretnie wysokonapięciowy tran−
zystor lub nawet darlingtona dużej mocy.
Czy zawsze można dać większy tranzystor
(mocy) zamiast mniejszego? Na pierwszy rzut
oka jest to logiczne. Ale tylko na pierwszy
rzut oka. Byłby to bardzo ryzykowny sposób
i nie polecam Ci go. Generalnie zamiennik
może mieć moc większą, ale bez przesady.
Tranzystory mocy zazwyczaj mają nieduże
wzmocnienie i mniejszą szybkość. Darlington
ma podwojone napięcie przewodzenia U
BE
,
jest bardzo powolny i na pewno nie nadaje się
do szybkich układów impulsowych.
Duże obawy budzi u początkujących do−
puszczalny zakres temperatur pracy. W prak−
tyce okazuje się, że nie jest to wcale wielki
problem − tranzystory (i układy scalone)
śmiało mogą pracować w temperaturach niż−
szych niż podaje katalog. W razie potrzeby
tanie tranzystory do sprzętu powszechnego
użytku mogą też pracować w bardziej wyma−
gających zastosowaniach, jak układy samo−
chodowe, alarmy, automatyka przemysłowa,
a tym bardziej zabawki czy zasilacze. Pogor−
szeniu może ulec tylko niezawodność.
Jak uważasz, czy tranzystor bardzo wyso−
kiej częstotliwości można zastosować w ob−
wodzie m.cz.? Może się zdziwisz − zazwy−
czaj TAK, choć nie ma to specjalnego sensu.
A czy tranzystor impulsowy można zastoso−
wać w obwodzie m.cz? Jak najbardziej! Tak−
Rys. 6 Tranzystor
2SC2562
Rys. 7 Dane katalogowe tranzystora
2SC2562
Generalnie, jeśli w grę wchodzi stary
tranzystor, opracowany ponad dwadzieścia
lat temu, to należy się spodziewać, że
podobny, znacznie nowszy typ będzie lep−
szy pod wieloma względami, w tym bar−
dziej niezawodny.
Elektronika dla Wszystkich
39
Rys. 5 Układ wyprowa−
dzeń triaków
 Pierwsze kroki
Z identyfikacją bywają jednak duże kłopo−
ty. Trzeba wiedzieć, że w wielu przypadkach
duży wytwórca wyrobów finalnych (OEM)
zamawia u producenta półprzewodników
ogromną partię tranzystorów (lub innych ele−
mentów) do konkretnego urządzenia. Choć
struktury półprzewodnika są identyczne jak
w typowych elementach przeznaczonych na
rynek, jednak oznaczenie może być inne, nie−
zgodne z przyjętymi międzynarodowymi sy−
stemami oznaczeń.
To właśnie dlatego próba znalezienia
w katalogu elementu o numerze odczytanym
z uszkodzonego elementu często kończy się
fiaskiem. Literki czy cyferki nie niosą w tym
wypadku żadnej treści, a nawet mogą wpro−
wadzać w błąd − jest to jakiś, można powie−
dzieć, „prywatny typ” tranzystora. Odpowie−
dnika trzeba szukać rozrysowując układ
i analizując warunki pracy.
spełnia swoich funkcji, bo prąd wsteczny
związany z tą pojemnością jest zbliżony do
prądu przewodzenia. Aby dioda mogła pra−
cować przy dużych częstotliwościach, wspo−
mniana pojemność musi być odpowiednio
mała.
Właśnie dlatego diody podzieli się na trzy
zasadnicze grupy:
„zwykłe” diody prostownicze (duża
szkodliwa pojemność, szeroki zakres prądów
i napięć), w katalogach określane jako
stan−
dard diodes, general purpose diodes
.
szybkie diody impulsowe (mała pojem−
ność, wysokie napięcie pracy), określane
(ultra) fast recovery
.
diody Schottky’ego (bardzo mała po−
jemność, niskie napięcie pracy).
W typowych diodach napięcie przewodzenia
wynosi około 0,7...1V, w diodach Schottky’ego
około 0,3...0,5V. Oznacza to mniejsze straty
mocy przy prostowaniu. Nie bez powodu diody
Schottky’ego (czytaj: szotkiego) są czasem na−
zywane „diodami szybkiego” − wspomniana po−
jemność jest bardzo mała. Ale uwaga − diody
Schottky’ego nie mogą pracować przy wyso−
kich napięciach. Maksymalne napięcia wstecz−
ne tych pożytecznych diod leżą w zakresie
15...90V. Przy wyższych napięciach koniecznie
trzeba stosować szybkie diody impulsowe.
W katalogach diod zamiast wartości tej szkodli−
wej pojemności podaje się częściej czas ustalania
charakterystyki wstecznej (trr), zazwyczaj w nano−
sekundach. Dla szybkich diod wynosi on, zależnie
od prądu (wielkości struktury), od kilkunastu do
kilkuset nanosekund. Jeśli w ofercie handlowej
obok napięcia i prądu podano też czas, chodzi
o szybką diodę impulsową (fast recovery). Jeśli po−
dano tylko napięcie i prąd − najprawdopodobniej
jest to „zwykła”, powolna dioda prostownicza.
Z podanych informacji wynikają proste
wnioski:
W obwodach prostowników pracują−
cych
PRZY CZĘSTOTLIWOŚCIACH SIECI
(50Hz) można stosować zamiennie
DOWOL
−
NE INNE DIODY
(impulsowe i Schottky’ego),
byle miały napięcie pracy iprąd nie mniej−
sze niż oryginały
.
W szczególności zamiast zwykłych diod
prostowniczych zawsze można stosować dio−
dy Schottky’ego o odpowiednim prądzie
i napięciu − spadek napięcia i straty mocy bę−
dą około dwukrotnie mniejsze, niż w przy−
padku zwykłych diod prostowniczych.
Rzadko natomiast ma sens zamiana
w drugą stronę − diody Schottky’ego na
„zwykłą”. W grę wchodzą tu dwa czynniki.
Jeden to napięcie przewodzenia i związane
z tym straty mocy. Drugi to szybkość.
Szukając zamiennika dla szybkiej diody
impulsowej na przykład z zasilacza impulso−
wego czy obwodu odchylania poziomego te−
lewizora), oprócz napięcia i prądu trzeba ko−
niecznie uwzględnić szybkość. Zamiennik
nie może być wolniejszy, dlatego nie zawsze
można i warto stosować „na wszelki wypa−
dek” diod, o znacznie większym prądzie. Ge−
neralnie, czym większy prąd maksymalny,
tym większa pojemność.
Tyle o diodach.
Tyrystory i triaki
Ogromna większość tyrystorów i triaków
pracuje w obwodach sieci 50Hz. W takich za−
stosowaniach można wykorzystać jakiekol−
wiek zamienniki, byleby dopuszczalne prąd
i napięcie nie były mniejsze niż w oryginale.
Jedynie w przypadku tyrystorów pracują−
cych w szybkich układach impulsowych trzeba
szukać równie szybkich zamienników. Nie ma
natomiast szybkich triaków − wszystkie prze−
znaczone są do pracy przy częstotliwości sieci.
Wnioski
Z podanych informacji mogłoby wynikać,
że znalezienie zamiennika nigdy nie będzie
problemem. W zasadzie jest to prawda, ale
należałoby dodać −
prawie nigdy
.
Jest mianowicie pewna dziedzina, w której
problem zamienników występuje z większym
natężeniem. Układ nie tylko nie chce działać
z jakimkolwiek zamiennikiem, ale nawet
z niektórymi egzemplarzami podanego typu!
Nietrudno się domyślić, że chodzi o układy
wysokiej częstotliwości. Wielu radioamato−
rów na własnej skórze doświadczyło podob−
nych niepowodzeń. Typowym przykładem
jest dość popularny generator o schemacie
pokazanym na
rysunku 10
. Nie wtajemnicze−
ni uważają nawet, że nigdy nie będzie on
działał, bo przecież rezonator kwarcowy sam
z siebie nie jest źródłem drgań, a wygląda na
to, że tranzystor jest tu tylko wzmacniaczem
sygnałów (samoistnie) powstających na
kwarcu. Układ jednak może działać, a to ze
względu na obecność wewnętrznych pojem−
ności dren−bramka i bramka−źródło (kolektor−
baza i baza−emiter). Układ może działać i bę−
dzie działać,
ale tylko
z tranzysto−
rami o odpo−
wiednich
parame−
trach. Wy−
miana tran−
zystora na
inny, nawet
podobny,
uniemożliwi
pracę. Taka
sytuacja
zdarza się
jednak rzad−
ko.
Diody
Z diodami sprawa jest jeszcze prostsza.
Podstawowe parametry diody to:
− maksymalne napięcie wsteczne,
− maksymalny prąd przewodzenia.
Dodatkowo, w wielu zastosowania ważna
jest szybkość. W uproszczeniu można powie−
dzieć, że każda dioda oprócz „diody właściwej”
ma pasożytniczą pojemność − zobacz
rysunek
8
. Gdy dioda
przewodzi, ta
szkodliwa pojem−
ność jest prak−
tycznie rozłado−
wana (bo napięcie
przewodzenia nie
przekracza 1V).
Gdy jednak na−
pięcie zmienia
biegunowość i dioda jest polaryzowana wstecz−
nie, wspomniana pojemność musi się nałado−
wać. Przez jakiś czas przez diodę płynie duży
prąd wsteczny − nie przez „diodę właściwą”, tyl−
ko przez tę pojemność. Ilustruje to
rysunek 9
.
Przy ma−
łych często−
tliwościach
(np. 50Hz)
nie ma to
większego
znaczenia,
bo ładunek
zgromadzo−
ny w pojem−
ności jest
niewielki.
Jednak przy
częstotliwo−
ściach rzędu
dziesiątek
kiloherców
może się
okazać, że
dioda nie
Rys. 8 Szkodliwa
pojemność
w diodzie
Rys. 10 Generator
tranzystorowy
Rys. 9 Wpływ pojemności
pasożytniczej na
pracę prostownika
W większości przypadków odpowiednik
można dobrać w prosty sposób, wykorzystu−
jąc podane wcześniej wskazówki. Podsumo−
waniem tego odcinka niech będzie hasło:
NIE BÓJMY SIĘ ZAMIENNIKÓW!
PiotrGórecki
40
Elektronika dla Wszystkich
[ Pobierz całość w formacie PDF ]