Transistor

De transistor is de belangrijkste actieve halfgeleider binnen de elektronica. Hij dient vooral om elektronische signalen te versterken of te schakelen. De transistor is de fundamentele bouwsteen van computers en vele andere elektronische apparaten. Soms worden transistors gebruikt als afzonderlijke component, maar hoofdzakelijk komen ze voor als onderdeel van geïntegreerde schakelingen.

Uitvinding

De transistor is op 17 november 1947 uitgevonden door John Bardeen, Walter Brattain en William Shockley, die daarvoor in 1956 de Nobelprijs voor natuurkunde kregen.

Naamgeving

De naam transistor is volgens een technisch memorandum van Bell Labs uit 1948 een samentrekking van de Engelse woorden "transfer", of "transconductance", (overdracht) en "varistor" (variabele weerstand, variable resistor), bedacht door John R. Pierce een collega van Bardeen die sciencefictionboeken schreef (Bardeen ca. 1965, priv. comm.) Volgens Pierce zelf is de naam een verkorting van de term "transresistance", de pendant van "transconductance" van elektronenbuizen, en in lijn met termen als varistor, resistor en thermistor. Het onderscheid tussen elektrotechniek en elektronica wordt doorgaans gemaakt op basis van de aanwezigheid van actieve componenten, waarvan de transistor de belangrijkste is, als halfgeleider voor sturing van vrije ladingdragers op het terrein van vastestoffysica.

Hoewel men vaak als meervoud transistoren gebruikt, is het Nederlandse meervoud transistors. In het jargon van elektronici zegt men tor en torren, het laatste dus met een dubbele r.

Uitvoeringen

Er zijn twee basistypen transistors: de oorspronkelijke bipolaire transistor, die weer te onderscheiden is in de typen PNP en NPN, en de veldeffecttransistor (FET). De eerste wordt gestuurd door middel van een stroompje en de tweede door middel van een spanning. Daarnaast is er ook de zogenaamde unijunctiontransistor, bestaande uit een kanaal van n- of p-gedoteerd materiaal, waarop een pn-overgang is aangebracht.

Transistors hebben drie aansluitingen met elk een eigen functie en een eigen naam. Voor een bipolaire transistor zijn dat: de basis (afgekort B), de emitter (E) en de collector (C). Voor een veldeffecttransistor worden de aansluitingen met hun Engelse namen respectievelijk gate (G), source (S) en drain (D) aangeduid.

Werking

Bipolaire transistor

Een transistor op zich kan geen stromen of spanningen opwekken. Wel kan een transistor stromen versterken. De werking kan het gemakkelijkst verklaard worden door de transistor op te nemen in een eenvoudig circuit: zie de illustratie. Tussen de basis en de emitter van een transistor bevindt zich een overgangslaag waarvan de doorlaatbaarheid voor elektrische stroom beïnvloed kan worden door een potentiaalverschil tussen basis en emitter te variëren. Bij toenemende spanning Ub gaat een (relatief kleine) stroom Ib in de “basis” van de transistor lopen. Daardoor worden ladingsdragers in de uitputtingszone gebracht, zodat bij een voldoende spanningsverschil (U) tussen collector en emitter er een stroom door dat deel van de transistor gaat lopen. Die stroom (collectorstroom) is afhankelijk van de basistroom en is een veelvoud daarvan. Op deze wijze is de transistor op te vatten als een stroomversterker (stroomregelaar). De stroomversterkingsfactor wordt vaak aangegeven met het symbool β ( = Ic/Ib) of H_fe en kan, afhankelijk van het type transistor, tussen 20 en 800 bedragen.

Er is echter een maximum aan de grootte van Ib en Ic. Indien ervoor wordt gezorgd dat Ib varieert tussen maximum en minimum stroom, dan kent de schakeling twee toestanden: die van geleiding en van niet-geleiding. Op die manier kan de schakeling als bouwelement van een digitaal systeem gebruikt worden.

Voorbeeld

Een transistor als deel van een schakeling. De curves Ub, Ib en Ic geven ter illustratie, een tijdsafhankelijk verloop aan; U is spanning, I is stroom. Aan de basis wordt een ingangssignaal aangeboden: een spanning Ub, die een ingangsstroom Ib veroorzaakt. Daardoor komt de transistor “in geleiding”; het geleidingsvermogen van het circuit van batterij, weerstand Rc en van collector naar emitter, neemt toe, waardoor de stroom Ic kan gaan vloeien. Met een kleine stuurstroom Ib kan een veel grotere stroom Ic worden geregeld.

Fototransistor

Een speciaal geval is de fototransistor, een bipolaire transistor waarvan de pn-overgang tussen basis en emitter voor licht toegankelijk is. Sturing vindt hier plaats door het invallende licht.

FET

Een kleine stuurspanning op de gate van een FET beïnvloedt de weerstand van het kanaal tussen source en drain, waardoor de grotere stromen die in dit kanaal kunnen lopen geregeld kunnen worden. Een essentieel verschil tussen een bipolaire transistor en een FET is dat bij de bipolaire transistor de collectorstroom wordt geregeld door een stroom (door de basis van de transistor), terwijl bij de FET de sourcestroom wordt geregeld door een spanning (op de gate).

Toepassing

IC's (soms ook chips genoemd) zijn opgebouwd met (soms miljarden) transistoren als basis. In digitale chips worden transistors niet als analoge versterker gebruikt, maar als elektronische schakelaars.

Vóór de uitvinding van de transistor gebruikte men elektronenbuizen of relais voor dit soort toepassingen. Sommige computers bestonden toen uit een hele kamer vol elektronenbuizen. Aangezien elk van die buizen een beperkte levensduur had, moest er geregeld een buis vervangen worden en moesten delen van berekeningen weer over gedaan worden. Voor telefooncentrales die met relais gebouwd werden golden vergelijkbare problemen.

Typen

Type nummer Type transistor Vermogen U max I max Versterking Ic usat Uc usat IC Ruis Max freq Behuizing BC107 NPN 300 mW 45 volt 200 mA 125...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC107A NPN 300 mW 45 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC107B NPN 300 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC108 NPN 300 mW 20 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC108A NPN 300 mW 20 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC108B NPN 300 mW 20 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC108C NPN 300 mW 20 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC109 NPN 300 mW 20 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC109B NPN 300 mW 20 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC109 NPN 300 mW 20 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 150 MHz TO18 BC140 NPN 750 mW 40 volt 1000 mA 40...400 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC140-6 NPN 750 mW 40 volt 1000 mA 40...100 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC140-10 NPN 750 mW 40 volt 1000 mA 63...160 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC140-16 NPN 750 mW 40 volt 1000 mA 100...250 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC141 NPN 750 mW 60 volt 1000 mA 40...400 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC141-6 NPN 750 mW 60 volt 1000 mA 40...100 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC141-10 NPN 750 mW 60 volt 1000 mA 63...160 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC141-16 NPN 750 mW 60 volt 1000 mA 100...250 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC160 PNP 750 mW 40 volt 1000 mA 40...400 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC160-6 PNP 750 mW 40 volt 1000 mA 40...100 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC160-10 PNP 750 mW 40 volt 1000 mA 63...160 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC160-16 PNP 750 mW 40 volt 1000 mA 100...250 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC161 PNP 750 mW 60 volt 1000 mA 40...400 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC161-6 PNP 750 mW 60 volt 1000 mA 40...100 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC161-10 PNP 750 mW 60 volt 1000 mA 63...160 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC161-16 PNP 750 mW 60 volt 1000 mA 100...250 100 mA < 1 volt 1000 mA 50 MHz TO39 BC177 PNP 750 mW 45 volt 200 mA 75...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC177A PNP 750 mW 45 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC177B PNP 750 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC178 PNP 750 mW 25 volt 200 mA 75...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC178A PNP 750 mW 25 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC178B PNP 750 mW 25 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC178C PNP 750 mW 25 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,2 volt 10 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC179 PNP 750 mW 20 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,2 volt 4 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC179B PNP 750 mW 20 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,2 volt 4 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC179C PNP 750 mW 20 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,2 volt 4 mA 10 dB 130 MHz TO18 BC414 NPN 300 mW 45 volt 100 mA 240...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 250 MHz SOT65 BC414B NPN 300 mW 45 volt 100 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 250 MHz SOT65 BC414C NPN 300 mW 45 volt 100 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 250 MHz SOT65 BC416 PNP 300 mW 45 volt 100 mA 240...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 200 MHz SOT65 BC416B PNP 300 mW 45 volt 100 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 200 MHz SOT65 BC416C PNP 300 mW 45 volt 100 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 200 MHz SOT65 BC546 NPN 500 mW 65 volt 200 mA 75...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC546A NPN 500 mW 65 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC546B NPN 500 mW 65 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC547 NPN 500 mW 45 volt 200 mA 75...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC547A NPN 500 mW 45 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC547B NPN 500 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC548 NPN 500 mW 30 volt 200 mA 75...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC548A NPN 500 mW 30 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC548B NPN 500 mW 30 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC548C NPN 500 mW 30 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 300 MHz SOT65 BC549 NPN 500 mW 30 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 250 MHz SOT65 BC549B NPN 500 mW 30 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 250 MHz SOT65 BC549C NPN 500 mW 30 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 250 MHz SOT65 BC550 NPN 500 mW 45 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 300 MHz SOT65 BC550B NPN 500 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 300 MHz SOT65 BC550C NPN 500 mW 45 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 3 dB 300 MHz SOT65 BC556 PNP 500 mW 65 volt 200 mA 75...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC556A PNP 500 mW 65 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC556B PNP 500 mW 65 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC557 PNP 500 mW 45 volt 200 mA 75...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC557A PNP 500 mW 45 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC557B PNP 500 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC558 PNP 500 mW 30 volt 200 mA 75...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC558A PNP 500 mW 30 volt 200 mA 125...260 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC558B PNP 500 mW 30 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC558C PNP 500 mW 30 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 10 dB 150 MHz SOT65 BC559 PNP 500 mW 30 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 150 MHz SOT65 BC559B PNP 500 mW 30 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 150 MHz SOT65 BC559C PNP 500 mW 30 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 4 dB 150 MHz SOT65 BC560 PNP 500 mW 45 volt 200 mA 125...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 150 MHz SOT65 BC560B PNP 500 mW 45 volt 200 mA 240...500 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 150 MHz SOT65 BC560C PNP 500 mW 45 volt 200 mA 450...900 2 mA 0,25 volt 10 mA 2 dB 150 MHz SOT65 BD135 NPN 7,5 W 45 volt 1,5 A 40...250 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD135-6 NPN 7,5 W 45 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD135-10 NPN 7,5 W 45 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD135-16 NPN 7,5 W 45 volt 1,5 A 100...250 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD136 PNP 7,5 W 45 volt 1,5 A 40...250 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD136-6 PNP 7,5 W 45 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD136-10 PNP 7,5 W 45 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD136-16 PNP 7,5 W 45 volt 1,5 A 100...250 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD137 NPN 7,5 W 60 volt 1,5 A 40...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD137-6 NPN 7,5 W 60 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD137-10 NPN 7,5 W 60 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD138 PNP 7,5 W 60 volt 1,5 A 40...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD138-6 PNP 7,5 W 60 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD138-10 PNP 7,5 W 60 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD139 NPN 7,5 W 80 volt 1,5 A 40...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD139-6 NPN 7,5 W 80 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD139-10 NPN 7,5 W 80 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD140 PNP 7,5 W 80 volt 1,5 A 40...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD140-6 PNP 7,5 W 80 volt 1,5 A 40...100 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD140-10 PNP 7,5 W 80 volt 1,5 A 63...160 150 mA < 0,5 volt 500 mA TO126 BD233 NPN 25 W 45 volt 6 A 40...250 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD234 PNP 25 W 45 volt 6 A 40...250 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD235 NPN 25 W 60 volt 6 A 40...250 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD236 PNP 25 W 60 volt 6 A 40...250 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD237 NPN 25 W 80 volt 6 A 40...160 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD238 PNP 25 W 80 volt 6 A 40...160 150 mA < 0,6 volt 1 A TO126 BD239 NPN 30 W 45 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD239A NPN 30 W 60 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD239B NPN 30 W 80 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD239C NPN 30 W 100 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD240 PNP 30 W 45 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD240A PNP 30 W 60 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD240B PNP 30 W 80 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD240C PNP 30 W 100 volt 4 A > 40 200 mA < 0,7 volt 1 A TO66P BD241 NPN 40 W 45 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD241A NPN 40 W 60 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD241B NPN 40 W 80 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD241C NPN 40 W 100 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD242 PNP 40 W 45 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD242A PNP 40 W 60 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD242B PNP 40 W 80 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD242C PNP 40 W 100 volt 5 A > 25 1 A < 1,2 volt 3 A TO66P BD243 NPN 65 W 45 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD243A NPN 65 W 60 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD243B NPN 65 W 80 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD243C NPN 65 W 100 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD244 PNP 65 W 45 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD244A PNP 65 W 60 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD244B PNP 65 W 80 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD244C PNP 65 W 100 volt 10 A > 15 3 A < 1,5 volt 6 A TO66P BD245 NPN 80 W 45 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD245A NPN 80 W 60 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD245B NPN 80 W 80 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD245C NPN 80 W 100 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD246 PNP 80 W 45 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD246A PNP 80 W 60 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD246B PNP 80 W 80 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD246C PNP 80 W 100 volt 15 A > 20 3 A < 4 volt 10 A TO3P BD249 NPN 125 W 45 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD249A NPN 125 W 60 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD249B NPN 125 W 80 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD249C NPN 125 W 100 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD250 PNP 125 W 45 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD250A PNP 125 W 60 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD250B PNP 125 W 80 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD250C PNP 125 W 100 volt 40 A > 10 15 A < 4 volt 25 A TO3P BD379 NPN 25 W 80 volt 3 A 40...375 150 mA < 1 volt 1 A TO126 BD380 PNP 25 W 80 volt 3 A 40...375 150 mA < 1 volt 1 A TO126 MJ2955 PNP 150 W 60 volt 15 A 20...70 4 A < 3 volt 10 A TO3 MJE2955 PNP 90 W 60 volt 10 A 20...70 4 A < 8 volt 10 A X 58 MJE3055 NPN 90 W 60 volt 10 A 20...70 4 A < 8 volt 10 A X 58 N3055 NPN 115 W 60 volt 15 A 20...70 4 A < 1,1 volt 4 A TO3 Typen (SMT) Naast de "Through-hole" transistoren in de bovenstaande tabel worden de laatste jaren vooral veel SMT (Surface Mount Technology) transistoren toegepast. SMT-componenten nemen belangrijk veel minder ruimte in op een printplaat en er hoeven geen gaatjes te worden geboord in de printplaat om de SMT-componenten te bevestigen. Type nummer Type transistor Ptot max. (mW) VCEO max. (V) IC max. (mA) hFE min. hFE max. FreqT (MHz) Behuizing PNP Compl. BC817 NPN 250 45 500 100 600 100 SOT23 BC807 BC817W NPN 200 45 500 100 600 100 SOT323 BC807W BC818 NPN 250 25 500 100 600 100 SOT23 BC808 BC818W NPN 200 25 500 100 600 100 SOT323 BC808W BC846 NPN 250 65 100 110 450 100 SOT23 BC856 BC846A NPN 250 65 100 110 220 100 SOT23 BC856A BC846AT NPN 150 65 100 110 220 100 SC-75 BC856AT BC846AW NPN 200 65 100 110 220 100 SOT323 BC856AW BC846B NPN 250 65 100 200 450 100 SOT23 BC856B BC846BT NPN 150 65 100 200 450 100 SC-75 BC856BT BC846BW NPN 200 65 100 200 450 100 SOT323 BC856BW BC846W NPN 200 65 100 110 450 100 SOT323 BC856W BC847 NPN 250 45 100 110 800 100 SOT23 BC857 BC847A NPN 250 45 100 110 220 100 SOT23 BC857A BC847AT NPN 150 45 100 110 220 100 SC-75 BC857AT BC847AW NPN 200 45 100 110 220 100 SOT323 BC857AW BC847B NPN 250 45 100 200 450 100 SOT23 BC857B BC847BT NPN 150 45 100 200 450 100 SC-75 BC857BT BC847BW NPN 200 45 100 200 450 100 SOT323 BC857BW BC847C NPN 250 45 100 420 800 100 SOT23 BC857C BC847CT NPN 150 45 100 420 800 100 SC-75 BC857CT BC847CW NPN 200 45 100 420 800 100 SOT323 BC857CW BC847W NPN 200 45 100 110 800 100 SOT323 BC857W BC848 NPN 250 30 100 110 800 100 SOT23 BC858 BC848A NPN 250 30 100 110 220 100 SOT23 BC858A BC848AT NPN 150 30 100 110 220 100 SC-75 BC858AT BC848AW NPN 200 30 100 110 220 100 SOT323 BC858AW BC848B NPN 250 30 100 200 450 100 SOT23 BC858B BC848BT NPN 150 30 100 200 450 100 SC-75 BC858BT BC848BW NPN 200 30 100 200 450 100 SOT323 BC858BW BC848C NPN 250 30 100 420 800 100 SOT23 BC858C BC848CT NPN 150 30 100 420 800 100 SC-75 BC858CT BC848CW NPN 200 30 100 420 800 100 SOT323 BC858CW BC848W NPN 200 30 100 110 800 100 SOT323 BC858W BC849 NPN 250 30 100 200 800 100 SOT23 BC859 BC849B NPN 250 30 100 200 450 100 SOT23 BC859B BC849BW NPN 200 30 100 200 450 100 SOT323 BC859BW BC849C NPN 250 30 100 420 800 100 SOT23 BC859C BC849CW NPN 200 30 100 420 800 100 SOT323 BC859CW BC849W NPN 200 30 100 200 800 100 SOT323 BC859W BC850 NPN 250 45 100 200 800 100 SOT23 BC860 BC850B NPN 250 45 100 200 450 100 SOT23 BC860B BC850BW NPN 200 45 100 200 450 100 SOT323 BC860BW Koeling Transistoren moeten gekoeld worden. Bij de kleine transistoren To-18-, To-39- en To-92-behuizingen kan het nog wel meevallen hoeveel vermogen je aan warmte kwijt bent per transistor maar bij de andere typen transistoren kunnen de stromen (en daardoor dus ook de vermogens) zodanig groot worden dat je met koelplaten aan de gang moet. Daarnaast speelt ook de frequentie waar de transistor mee werkt een belangrijke rol. Het kan zelfs zo zijn dat je het niet redt met alleen koelplaten. Op dat moment is het noodzakelijk om ook ventilatoren te gaan gebruiken. Dit noemen ze ook wel geforceerde koeling. Deze wordt bijvoorbeeld toegepast bij de ventilator van de processor in je computer. Voor het berekenen van een koellichaam gaan we als volgt te werk: Het temperatuurverschil tussen junctie j en omgeving a is * Tj-a = P * Rthj-a, (*T = temperatuur in kelvin = graden Celsius + 273) waarin P = gedissipeerd vermogen en Rth = thermische weerstand. Tel hierbij de omgevingstemperatuur op; het totaal moet dan lager zijn dan de maximaal toegelaten junctietemperatuur (voor silicium ongeveer 150...200 graden Celsius). Volgt uit de berekening dat Tj te hoog wordt, dan moet een koelplaat worden toegepast. Het thermisch circuit bestaat dan uit 3 in serie geschakelde weerstanden Rthj-mb, Rthmb-h en Rthh-a. Dit zijn respectievelijk de thermische weerstand van junctie naar huis of montageplaat (mounting base), van huis naar koellichaam (heat sink) en van koellichaam naar omgeving (ambient = lucht). Bij gebruik van een isolatieplaatje (bijv. mika) moet ook hiervan de thermische weerstand Rthis in rekening worden gebracht. De vereiste Rthh-a wordt berekend met de vergelijking: Rthh-a = ((Tjmax - Ta) / P) - Rthj-mb - Rthis - Rthmb-h Voorbeeld: TO-3 huis met 2 M3-bouten direct gemonteerd, zonder geleidende pasta Rthmb-h » 0,6 K/W. Met pasta » 0,1 K/W. Met mikaplaatje resp. 1 K/W en 0,3 K/W Printmateriaal, koperoppervlak van 50 * 50 mm, koperdikte 35 µm, Rthmb-a » 50 K/W als de transistor aan de isolerende zijde is gemonteerd. Voor de diverse koellichamen wordt de thermische weerstand door de fabrikant opgegeven. Monteer een koellichaam bij voorkeur in verticale stand om een gunstige luchtstroom te krijgen. Voor blanke oppervlakten wordt de thermische weerstand 10 a 15 % hoger. Bij horizontale opstelling moet met 15 a 20 % hogere waarden worden gerekend. Om nu de maximale warmteweerstand te berekenen Tthka (koelplaat-omgeving) kan ik het beste een rekenvoorbeeld geven. Tvjm (sperlaag) = 160 graden Celsius Rthjc (sperlaag-behuizing) = 4 graden Celsius / watt Rthck (behuizing-koellichaam) = 3 graden Celsius / watt P (dissipatie) = 8 Watt Ta (omgeving) = Max 40 graden Celsius Rthka = Dt / Pv = (160-40) / (8+3+4) = * graden Celsius / watt Voetnoten