Каскодный транзистор

Каскодные (cascode) схемы подключения транзисторов расширяют возможности микроэлектронных устройств, а в саму схему можно включать обычные транзисторы популярных версий с обязательным управляющим ключом.

Свойства каскодных усилителей 

Каскодный усилитель используется как устройство, обладающее особыми пользовательскими характеристиками:

• лучшая стабильность работы при прочих равных условиях;
• минимальные показатели входной и проходной емкости;
• полоса управляемых частот значительно больше, чем у обычных схем усиления сигналов.

Для работы с каскодными схемами могут применяться трехконтактные биполярные транзисторы и их разновидности. Основное отличие транзисторов, которые могут участвовать в каскодных схемах: возможность подключения через общую базу и общий эмиттер. Для эффективной работы усилителя, используется эмиттерная стабилизация напряжения. Рассмотрим детальнее примеры транзисторов, которые используются на практике в каскодных схемах.

Биполярный транзистор 2N2222A

Транзистор 2N2222A с биполярной классической структурой, используется для усиления колебаний тока или включения/выключения напряжения. Используется также как усилитель сигнала. Использование для переключения тока, может производиться в режиме реле – 2N2222A во включённом состоянии допускает малые токи утечки, а при повешении, начинает управлять схемой как реле. Этот транзистор выполняет функцию дискретного полупроводникового устройства, реализвоанного в трёхвыводном корпусе.

Основные параметры транзистора этой марки:

• сила тока, подаваемая на коллектор – до 600 мА;
• вольтаж на коллекторе-эмиттере – 40 В;
• напряжение коллектор-база (максимальное) – 75 В;
• граничное усиление по току – 300;
• мощность – не более 625 мВт;
• рабочая максимальная частота тока – 300 МГц;

Ограничения для работы по температурным показателям: -55°C…+150°C

Схожая по основным показателям копия устройства, но с другими показателями по проводимости – 2N2907 или 2N2907A. Есть и прямые аналоги: 2N2222: 2N2221A, 2N2222A или 2N2221A

LM317: транзистор линейной стабилизации напряжения и тока 

Транзистор для каскодных и других решений в микроэлектронике – LM317 в разных корпусах и с разной маркировкой, выполняет одну функцию – стабилизация параметров напряжения. Общий диапазон регулирования напряжения – от 1,25…37 вольт.

Сила тока на выходе из устройства не больше 1,5 ампера.

Транзистор LM317T в схеме для стабилизации тока применяют обычно для коррекции параметров напряжения в светодиодных устройствах.

Транзистор PCR406: переключение малых токов

Транзистор PCR406 ориентирован на переключение малых токов, а также для управления сигналами. Предельный показатель по силе тока – 1 ампер, а номинальный – 0,5A. По напряжению, этот транзистор справиться с показателем в 10 раз выше, чем у предыдущего транзистора – 400 вольт. Сила тока управления не превышает показателя 0,1 А. Мощность используемого устройства – до 200 мВт.

Упаковка в корпус TO92 обеспечивает надежность и простоту конструкции, совмещая эти характеристики с удобной DIP-версией монтажа контактов.

13003D: коррекция большой мощности

Классический биполярный транзистор 13003D, работает с током в 1,5A и напряжением 400 вольт. Корпус «упаковки» – прочный и проверенный TO126.

Транзистор может справиться с регулированием напряжения в пиковых показателях не более 700 вольт. Некоторые производители обозначают этот вид транзистора как средней мощности, а некоторые, считают, что это устройство для работы с большими токами. В любом случае, пиковое значение в 1,5 ампера говорит, что речь не о «бытовой» нагрузке на транзистор.

Основное направление использования – осветительные приборы и устройства, усилители тока различного применения:

• преобразователи тока для ламп, работающих в режиме энергосбережения;
• транзисторы для зарядных устройств;
• элементы регуляторов освещения;
• элементы импульсных блоков питания;
• часть схемы зарядных устройств смартфонов, ноутбуков, планшетов и гаджетов.

Высокоточный переключатель токов на базе 13003D имеет такие базовые показатели:

• напряжение в системе коллектор-база / коллектор-эмиттер / эмиттер-база– 700 / 400 / 9 В;
• мощность, рассеиваемая устройством – до 20 Вт;
• коэффициент передачи потенциала тока – 8;
• частотный диапазон работы сигнала – 4 МГц;
• температурный диапазон для стабильного перехода PN – 150С.

Аналоги транзистора 13003 производятся известными компаниями, специализирующимися на создании продукции для микроэлектроники: Motorola Semiconductor, KEC Semiconductor, Unisonic Technologies (UTS). В большей части характеристик, они практически не отличаются от базовых показателей 13003: WG2GF13003, WG2GF13003, WG213003, ALJ13003.

Каскодыне транзисторы могут быть очень разными по параметрам, включая токи пропускания и уровни напряжений по линиям коллектора и эмиттера. Однако всех их объединяет общая конструкция и возможность задействовать простую, но универсальную схему усиления сигнала или линейного напряжения.