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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Transistores bipolares japoneses: parámetros, reemplazo. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Los reparadores y radioaficionados que participan en su reparación se enfrentan a dificultades a la hora de sustituir elementos averiados, en particular transistores, en equipos extranjeros. Los problemas de reemplazar los transistores japoneses se discutirán en el artículo publicado. Los electrodomésticos modernos utilizan una amplia gama de dispositivos semiconductores de diversos tipos. A este respecto, los transistores bipolares dominan con seguridad. A pesar de que la industria electrónica los produce en grandes cantidades en decenas de países de Europa, América y Asia, y en los últimos años incluso en África y Oceanía, la proporción de los desarrollos japoneses y su uso en equipos electrónicos domésticos es mayor que todos los demás combinados. Al menos esto se aplica a los electrodomésticos vendidos en la CEI. En Europa y América la situación puede ser diferente. Hay que tener en cuenta que los transistores fabricados en otros países tienen marcas japonesas y, en consecuencia, características. Por ejemplo, la empresa surcoreana LG - ELECTRONICS (anteriormente GOLD STAR) en los diagramas de circuitos de sus productos suele utilizar los nombres KTS, KTA, etc., correspondientes a los japoneses 2SC, 2SA, etc. En las cajas de transistores, los japoneses y coreanos Las marcas suelen ser las mismas. La mayoría de las empresas de semiconductores en Japón, junto con otros dispositivos, también producen transistores bipolares. Actualmente incluyen ORIZON DENKI, SANKEN DENKI, SANYO DENKI, SHINDENGEN, TOSHIBA, NEC DENKI, HITACHI, FUJITSU, FUJI DENKI, MATSUSHITA, MITSUBISHI DENKI, ROHM. La información que proporcionaron fue incluida en el directorio "EL JAPANESE MANUAL DE DATOS DEL TRANSISTOR", publicado en Singapur por TECH PUBLICACIONES PTE LTD. Los parámetros del transistor indicados en este artículo están tomados principalmente del mismo. Las designaciones de la mayoría de los transistores cumplen con los requisitos de JIS, el estándar industrial japonés, y están registrados en EIAJ, la Asociación de la Industria Electrónica de Japón. Los transistores bipolares suelen estar etiquetados alfanuméricamente, como 2SC780AG. Los números y letras se dividen en cuatro grupos: 1 - 2SC, 2 - 780, 3 - A, 4 - G. La designación de tres dígitos de los transistores en el grupo 1 corresponde a:
El grupo 2 denota el número de registro EIAJ (del 11 al 9999). La letra del grupo 3 corresponde a la modificación (indica el tipo de vivienda, factor de ruido, etc.). La letra del grupo 4 indica el área de aplicación:
Cabe destacar especialmente que existe una gran cantidad de transistores cuyas designaciones no corresponden a las anteriores y son instaladas por los propios fabricantes. Esto se aplica principalmente a transistores con resistencias incorporadas, diodos, montaje en superficie, microondas, conjuntos y otros tipos especializados. Por ejemplo, NEC utiliza las designaciones AA, AB, AC, BA, BB, CE, FA, FB para transistores con resistencias incorporadas en una estructura n-p-n; con estructura pnp: AN, AP, AQ, AR, BN, BP, FN, FD, etc. Los productos RHOM se denominan DTA, DTB, DTC, DTD. Conjuntos de transistores de MATSUSHITA - PU, XN; TOSHIBA - RN, HN, etc. Cuando trabaje con transistores, debe tener en cuenta que sus designaciones en la documentación y los diagramas difieren de las marcas en las carcasas. Por lo tanto, los dos o tres primeros caracteres suelen faltar en las marcas. Por ejemplo, 2SC3310 - C3310; 2SC3399 - 3399; DTC143 - C143, etc. Además, los fabricantes marcan los transistores en miniatura (montados en superficie) en forma de varios códigos (símbolos, letras, números en varias combinaciones), por lo que es muy difícil entenderlos sin documentación de servicio. Un grupo de gabinetes registrados con EIAJ y JEDEC (sistema de designación americano) tiene diseños y pines adoptados por muchos fabricantes (DIAGRAMA DE CONEXIÓN COMÚN). Además, casi todos utilizan sus propios sistemas de designación de tipos de cajas: ESQUEMA DE CONEXIÓN SANKEN, ESQUEMA DE CONEXIÓN TOSHIBA, etc. La falla de los transistores en los equipos de video domésticos y otros tipos de equipos ampliamente utilizados es un fenómeno bastante común, por lo que la selección específica de análogos para reemplazar los transistores averiados es de gran importancia para garantizar el buen funcionamiento del equipo reparado y su confiabilidad. A diferencia de los desarrolladores de equipos electrónicos, que disponen de información completa y precisa sobre el uso de productos electrónicos, los reparadores de nuestros talleres suelen carecer de un soporte informativo completo. En muchos casos, simplemente reemplazan los transistores averiados por otros exactamente iguales que funcionan. Comprar los transistores más comunes en las grandes ciudades no ha sido un gran problema últimamente. Sin embargo, los transistores que no están disponibles comercialmente o son muy caros suelen fallar. Aquí es donde, para seleccionar análogos, necesita información sobre los parámetros y la distribución de pines de las piezas reemplazadas y recién instaladas. Las causas de falla de los dispositivos semiconductores están relacionadas principalmente con sobrecargas en la disipación de potencia, corriente y voltaje. El grupo de riesgo más grande está formado por los transistores que funcionan en las etapas de salida del escaneo horizontal y vertical de televisores y fuentes de alimentación conmutadas. Para una selección específica de análogos, no siempre son suficientes los parámetros básicos que figuran en diversas publicaciones populares y folletos publicitarios de empresas comerciales. En las tablas aquí publicadas. 1 y 2, según el autor, proporcionan información suficiente para la selección de potentes transistores bipolares pulsados, cuyo objetivo principal es trabajar en unidades de escaneo horizontal y vertical de televisores y monitores, fuentes de alimentación conmutadas para televisores y VCR. También se utilizan como interruptores de impulsos de potencia en una amplia variedad de electrodomésticos. En mesa 2 muestra información de [2].
Estas tablas incluyen principalmente datos sobre transistores vendidos en el mercado de radio de Rostov del Don en la primavera de 1997. Por lo tanto, la nomenclatura enumerada, por supuesto, no cubre ni siquiera una décima parte del número total de tipos producidos por empresas japonesas.
Desafortunadamente, el libro de referencia anterior no proporciona información completa sobre la presencia de componentes integrados (diodos, resistencias, etc.) en los transistores de impulsos de potencia. Por tanto, en la Tabla. 3 enumera transistores con diodos protectores entre el colector y el emisor de [2]. Sin embargo, no hay información sobre la presencia de resistencias protectoras entre la base y el emisor y sus valores, por lo que para los transistores más comunes en la tabla. 3 muestra las resistencias medidas directamente por el dispositivo universal VU-15.
Cabe señalar que el transistor 2SA1186 tiene un par complementario 2SC2837. Además, dispositivos como 2SD1402, 2SD1403, 2SD1545, 2SD1554, 2SD1555, 2SD1651, 2SD1710, 2SD2331, 2SD2333, S2000AF tienen una frecuencia de corte del coeficiente de transferencia de corriente de 3 MHz, 2SC4517 - 6 MHz, BU508 A y BU508DF - 7 MHz, un 2SC2023 (en Uke = 12 V y lK = 0,2 A) y BUT11 AX - 10 MHz. Consideremos algunos enfoques generales para la reparación de electrodomésticos relacionados con el reemplazo de transistores bipolares de potencia. El grado de complejidad de las reparaciones en nuestras condiciones se puede clasificar de la siguiente manera: 1. Simple: en el cuerpo del transistor defectuoso hay una marca clara que identifica claramente su tipo; Un dispositivo de este tipo no es caro y siempre está disponible para la venta. 2. Complejidad media: el transistor deseado, aunque se conoce su tipo, es muy caro o escaso, al mismo tiempo existe información de referencia al respecto en la literatura especificada. 3. Complejo: es imposible determinar el tipo de transistor o no existe información de referencia al respecto, no está disponible en el mercado local de componentes electrónicos. Es poco probable que las descripciones de casos de reparación simples sean de interés para los lectores, ya que las empresas que venden transistores (incluidos los mercados de radio en las grandes ciudades) almacenan constantemente los dispositivos más populares, como 2SC3979, 2SC4517, 2SD1555, 2SD1710, BUT11, BU50B, BU2508, etc. .a un precio de 1...$3 Pero vale la pena describir los casos de reparaciones complejas y moderadamente complejas, ya que la falta de los transistores necesarios o de información sobre su uso retrasa durante mucho tiempo la reparación de los tipos de electrodomésticos más raros y caros. En primer lugar, observamos que, por muchas razones, no es tan fácil seleccionar análogos nacionales adecuados de transistores de impulsos de alta potencia para reemplazar los importados defectuosos. Esto se debe, entre otras cosas, a la falta de transistores domésticos en cajas de plástico y en miniatura que tengan los parámetros adecuados. La única excepción son, quizás, los transistores en cajas metálicas TO-3, que tienen análogos domésticos. Por ejemplo, los dispositivos 1SC2 y 1942SC2 enumerados en la Tabla 3026 se pueden reemplazar con KT838A, que tiene parámetros aún mejores [3] y sus dimensiones y distribución de pines son completamente iguales. A pesar de la gran variedad de tipos de carcasas para transistores de impulsos de alta potencia, muchos de ellos tienen dimensiones generales y de conexión similares, lo que, si se cumplen ciertos requisitos, permite un reemplazo correcto. En la Fig. 1 muestra la distribución de pines de los transistores enumerados en la tabla. 1 y 2. Varios tipos de carcasas, similares en dimensiones de conexión, están agrupados y se muestran en una figura. En realidad, cada caso tiene características individuales. Sin embargo, para la selección de análogos esto no importa mucho. Sólo es importante considerar si el transistor está completamente aislado, si tiene un manguito aislante en el soporte o si el colector del transistor está conectado eléctricamente a la placa disipadora de calor de la carcasa.
Prestemos atención a algunos casos típicos de sustitución de transistores por diferentes carcasas. Por ejemplo, un dispositivo defectuoso se fabrica en una carcasa aislada, el análogo no está aislado, pero tiene una funda de plástico en el soporte. Aquí basta con instalar una junta de mica o fluoroplástico debajo de la carcasa del transistor. Para los análogos sin funda aislante se requiere un aislamiento adicional del tornillo de fijación. En una situación en la que un transistor defectuoso en una carcasa no aislada se reemplaza por uno de "plástico", es necesario evaluar la eficiencia de la eliminación de calor, ya que la temperatura del cristal de los transistores aislados en las mismas condiciones será mayor que la de sus homólogos “metálicos”. Otros matices que surgen durante la sustitución, como cables cortos, etc., no son significativos durante la reparación y se solucionan fácilmente. Sin embargo, el principal problema es la elección de análogos con los parámetros eléctricos requeridos. Sin embargo, cabe señalar que, a pesar de la gran cantidad de tipos de transistores producidos, no hay tantos análogos para los cuales todos o la mayoría de los parámetros medidos sean similares. Por tanto, es necesario determinar qué parámetros son de suma importancia y cuáles no es necesario tener en cuenta en absoluto. Solo se pueden sacar conclusiones similares si se tiene una idea bastante clara de las condiciones específicas y los circuitos de conmutación en los que opera el transistor que se reemplaza. Pasemos a situaciones específicas que se encuentran con mayor frecuencia en la práctica de reparación. En primer lugar, se trata de la selección de análogos de transistores para las etapas de salida de fuentes de alimentación conmutadas para televisores, VCR y otros electrodomésticos. En las fuentes de alimentación conmutadas de los VCR AKAI VS-G205, VS-G405, VS-G411, VS-G415, VS-G417, VS-G418, VS-G511, etc., se utiliza un transistor clave 2SC4304 de SANKEN, fabricado en una carcasa FM20 aislada (en el momento de escribir este artículo, el transistor no estaba a la venta y no está incluido en las tablas). Los parámetros a los que debe prestar atención al seleccionar análogos incluyen: Uke max = 800 V, lk max = 3 A, Pk max = 35 W, h21e min = 10 (con lk = 0,7 A), ton max = 0,7 MKS, toff max = 4,7 MKS, UKe us min = 0,5 V (a Ik = 0,7 A). La eficiencia del convertidor depende de la velocidad del transistor (ton / toff, la Fig. 2 muestra qué circuito de conmutación se utiliza y cómo se determinan). Cuanto más cortos sean los transitorios, menos potencia disipará el transistor. Por lo tanto, reemplazarlo por uno significativamente más lento, aunque restablece la funcionalidad del dispositivo, a menudo conduce a fallas repetidas debido al sobrecalentamiento de la carcasa.
La tensión de saturación UK influye en cierta medida en el valor de la corriente de pulso máxima del transistor y, en consecuencia, en la potencia suministrada a la carga, especialmente con una tensión de red baja. Por lo tanto, a veces los transistores con un UKe grande "no nos atraen", es decir, la fuente de alimentación no desarrolla la potencia necesaria (para un circuito de conmutación específico). De los transistores en paquetes aislados (enumerados en las tablas), los "candidatos" para reemplazo incluyen 2SC3559, 2SC3866, 2SC3979 (también hay versiones en "metal"). El consumo de energía de los VCR AKAI mencionados anteriormente no supera los 19 W, y si se considera que la eficiencia de la fuente de alimentación es del 75%, entonces la potencia disipada en el transistor clave no supera los 5 W, que es significativamente menor que el máximo permitido para todos los análogos propuestos. Sus otros parámetros son muy similares, por lo que cualquiera de ellos es apto para reemplazo (el UKE más alto del 2SC3979 en nuestro caso no tiene especial importancia debido a su bajo consumo de corriente). El análogo más barato y accesible es el 2SC3979. Es cierto que el BUT11AX, más económico, también es aplicable, pero, desafortunadamente, la falta de información de referencia completa por parte del autor no nos permite recomendarlo (aunque en la práctica, los reparadores en tales casos usan ampliamente los transistores BUT11, BUT11A, BUT11AF, BUT11AX). En la etapa de presalida de la fuente de alimentación considerada, se utiliza un transistor escaso 2SD2132 de RHOM, caracterizado por una baja resistencia de la "llave abierta" ROTKp = 0,8 ohmios (a IB = 1 mA), h21e = 560. .2700 y alta velocidad fT = 350 MHz. El 2SC4204 o 2SC3246 común es adecuado como reemplazo. Los potentes transistores de pulso se utilizan igualmente en las etapas de salida de las unidades de escaneo horizontal de televisores y monitores. En los televisores FTM536, FTM542, FTM551 de FISHER, se utiliza en el escáner el escaso transistor 2SD1425, fabricado por TOSHIBA. Está fabricado en una carcasa 2-16D3A sin aislamiento con funda de plástico y tiene los siguientes parámetros: UKе max = 600 V, Iк max = 2,5 A, Рк = 80 W, h21е min = 8, UKе us = 8 V, fT = 3 MHz. Tiene una resistencia incorporada de 36 ohmios entre la base y el emisor, y en algunas versiones, y un diodo protector entre el colector y el emisor. Los análogos completos y no deficientes 2SD1426, 2SD1427, 2SD1428 se diferencian solo en el gran Ik max (3,5, 5 y 6 A, respectivamente). De las tablas se puede ver que, en términos de parámetros eléctricos, muchos otros transistores son adecuados para reemplazo, pero se fabrican en carcasas aisladas o sin diodos ni resistencias protectoras. Esta circunstancia debe tenerse en cuenta instalando, si es necesario, diodos y resistencias adicionales y centrándose en un circuito de conexión específico. Para garantizar una alta confiabilidad, es especialmente importante el voltaje UKе max, y no el voltaje que generalmente se indica en los libros de referencia populares UKе max. que para los transistores considerados es siempre mayor. Por lo tanto, debes tener cuidado con frases como “transistor de 1500 V”, ya que normalmente significan Ukb max. Como puede verse en las tablas, para los transistores “1500 V”, los propios fabricantes permiten un Uke máximo igual a 600...800 V. Desde este punto de vista, los mejores en términos de confiabilidad serán los transistores 2SD1402, 2SD1403, 2SD1651. , 2SD1877, 2SD1878, 2SD1887 de SANYO (del número incluido en la tabla). Surgen dificultades específicas a la hora de seleccionar transistores para cámaras de vídeo, ya que en muchos casos es difícil determinar incluso el tipo de dispositivo (bipolar, de efecto de campo, npn, pnp, etc.) y su nombre específico. También es difícil encontrar datos de referencia. A continuación se muestran los parámetros de los transistores clave del convertidor de voltaje utilizados en nuestras videocámaras PANASONIC más utilizadas: NV-M3000, NV-M9000, NV-MS4E, AG455, etc. Q1001, Q1003 - 2SB1202 (p-n-p): Uke máx = 50 V, lK máx = 3 A, Pk = 1 W. h21E = 100...560, Uke us = 0,7 V, ton = 0,07 μs, toff = 0,48 μs, carcasa - SC-64 (SANYO). Q1004 - 2SD1624 (n-p-n): Uke max = 50 V, lK max = 3 A, Pk = 0,5 VT, h21E = 100...560, Uke us = 0,5 V, ton = 0,07, 1 µs, toff = 62 µs, vivienda - SC-XNUMX (SANYO). La principal dificultad para sustituir estos transistores se debe a su tamaño miniatura. Los transistores disponibles con parámetros adecuados son difíciles de colocar en un volumen muy pequeño debajo de la pantalla del convertidor de voltaje, y su ubicación fuera de la pantalla es inaceptable debido al alto nivel de ruido generado (la frecuencia de operación del convertidor es de aproximadamente 500 kHz). . En el caso que nos ocupa, el transistor 2SB1202 se puede sustituir por los menos escasos 2SA1241, 2SA1244 (ambos en el paquete SC-64), 2SA1020 (paquete TO-92MOD), 2SB892 (paquete SC-51), así como por el 2T836A doméstico, que son ligeramente más lentos ( tonelada = 0,3 μs) y coeficiente de transferencia de corriente (h21E = 80... 125). El relativamente escaso transistor 2SD1207 en el paquete SC-51 puede considerarse un análogo cercano del 2SD1624. Es realista utilizar KT630D, KT630E domésticos, aunque en este caso se requiere una ligera modificación del diseño del convertidor de voltaje (aumentando la altura de los postes de la cubierta de la pantalla). En conclusión, damos un ejemplo de cómo reemplazar los transistores de salida de las unidades de escaneo de cuadros de televisores. En los dispositivos modernos, se fabrican principalmente con microcircuitos especializados, y en los modelos de los años 70 y 80 se utilizaron transistores discretos. La etapa de salida de escaneo vertical del televisor HITACHI - CR415 (cinescopio 370CAB22, 37 cm de diagonal) se realiza sobre un par complementario de transistores 2SB546 (pnp) y 2SD401 (npn), caracterizados por Uke max = 150 V, IKmax = 2 A, Pk = 25 W, h21E = 40...200, fT = = 5 MHz, Uke us = 1 V, IKB arr = 50 μA, carcasa - TO-220 AB. Los transistores no son muy comunes y, por lo tanto, escasean. Sin embargo, son casi completamente equivalentes a los KT850V (n-p-n) y KT851V (p-n-p) domésticos y, por supuesto, pueden ser reemplazados fácilmente por ellos. Literatura
Autor: Yu.Petropavlovsky, Taganrog
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