Транзистор 2N5401
TO92 (SC-43)
Ключевые особенности и назначение:
- Назначение: Высоковольтный PNP-биполярный транзистор общего назначения (High Voltage PNP General Purpose Transistor). Специализируется на работе в цепях с высоким напряжением (до 160В) при умеренных токах. Используется в усилительных каскадах с высоким размахом сигнала, высоковольтных коммутаторах, генераторах, схемах строчной развёртки ЭЛТ, выходных каскадах операционных усилителей, комплементарных парах с 2N5551.
- Корпус: TO-92 (SC-43) — стандартный пластиковый корпус.
- Комплементарная пара: 2N5551 — высоковольтный NPN-транзистор с зеркальными параметрами (V_CEO = 160 В). Вместе они образуют классическую, идеально подобранную высоковольтную пару.
Электрические параметры (при T=25°C, абсолютные максимумы):
1. Предельные параметры (Absolute Maximum Ratings):
- Напряжение коллектор-база (V_CBO): -180 В (для PNP напряжение отрицательное).
- Напряжение коллектор-эмиттер (V_CEO): -160 В.
- Главный параметр! Одно из самых высоких напряжений для PNP в корпусе TO-92. Позволяет работать в цепях с напряжением до -100...-150В (или +150В относительно эмиттера).
- Напряжение эмиттер-база (V_EBO): -5 В.
- Непрерывный ток коллектора (I_C): -600 мА (0.6 А).
- Ток коллектора (импульсный) (I_CM): ~ -1 А.
- Рассеиваемая мощность (P_tot) при T_a ≤ 25°C: 625 мВт (0.625 Вт).
- Критичное ограничение! При высоком напряжении ток должен быть очень мал. Например, при |V_CE| = 100В максимальный непрерывный ток всего |I_C| = P / V_CE = 0.625 / 100 = 6.25 мА.
- Температура перехода (T_j): от -65°C до +150°C.
2. Статические параметры (характеристики усиления):
- Коэффициент передачи тока (DC Current Gain, h_FE):
- Стандартный разброс: h_FE = 60 - 240.
- Условия измерения: I_C = -10 мА, V_CE = -5 В.
- Умеренное, но достаточное усиление, характерное для высоковольтных транзисторов.
- Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (V_CE(sat)):
- Максимальное: -0.15 В (при I_C = -10 мА, I_B = -1 мА) и -0.6 В (при I_C = -100 мА, I_B = -10 мА).
- Типовое: очень низкое, -0.05 ... -0.2 В.
- Напряжение насыщения база-эмиттер (V_BE(sat)): ~ -1.2 В (тип. при I_C=-100 мА).
- Обратный ток коллектора (I_CBO): ~ -50 нА (макс., при V_CB=-150 В). Крайне малая утечка.
3. Динамические (частотные) параметры:
- Граничная частота усиления по току (Transition Frequency, f_T): ≥ 100 МГц (тип. 100-150 МГц).
- Отличный показатель для высоковольтного PNP. Подходит для видеоусилителей и среднечастотных импульсных схем.
- Емкость коллектор-база (C_CB): ~3.5 пФ (тип. при V_CB=-10 В). Малая ёмкость.
- Емкость эмиттер-база (C_EB): ~6 пФ.
Тепловые параметры:
- Тепловое сопротивление переход-окружающая среда (R_θJA): ~200 °C/Вт.
- Тепловое сопротивление переход-вывод (R_θJL): ~83 °C/Вт.
- Расчёт перегрева (важнейший аспект):
- Безопасный режим (ключ): |I_C| = 50 мА, |V_CE(sat)| = 0.2 В, P = 0.01 Вт. ΔT = 2°C.
- Опасный режим (усилитель): |I_C| = 10 мА, |V_CE| = 100 В, P = 1 Вт. Превышение P_max в 1.6 раза! Разрушение.
- Вывод: 2N5401, как и его NPN-пара, предназначен для работы либо в ключевом режиме (малое V_CE), либо в усилительном режиме при очень малых токах, если напряжение высокое. Мощность — его ахиллесова пята.