Cách tìm transistor tương đương thay thế

Khi làm việc với các thiết bị điện tử, trong thiết kế, xây dựng hoặc sửa chữa mạch điện tử, đôi khi cần phải chọn một transistor tương đương vì loại transistor bạn cần có thể không có sẵn.

Thông thường có thể sử dụng transistor thay thế vì thường có mức độ trùng lặp đáng kể giữa các thông số kỹ thuật của các loại transistor khác nhau, và bằng cách xem xét các thông số kỹ thuật cơ bản, bạn có thể chọn thay thế transistor chính xác.

Bài viết này sẽ tập trung vào transistor lưỡng cực, nhưng có thể áp dụng tương tự cho các linh kiện điện tử khác bao gồm transistor hiệu ứng trường để có thể tìm được các thay thế phù hợp.

Khi tìm kiếm transistor tương đương phù hợp, cần phải xem xét các thông số kỹ thuật chính của transistor. Khi các thông số kỹ thuật của transistor đã được xác định chắc chắn, có thể kiểm tra các loại transistor thay thế khác có các thông số tương tự có thể hoạt động trong mạch mà bạn quan tâm.

Khi xem xét bất kỳ transistor có thể thay thế, cần phải xem xét nhiều thông số bao gồm các thông số cơ bản về hiệu suất hoạt động của transistor. Ngoài ra cũng sẽ bao gồm các thông số liên quan đến môi trường và các thông số vật lý. Tất cả những điều này cần được tính đến khi chọn một transistor tương đương phù hợp.

Nhìn vào các thông số transistor cơ bản

Nhiều transistor được sử dụng trong thiết kế mạch điện tử là loại mục đích chung. Thông số kỹ thuật của chúng không đặc biệt chính xác và có thể sử dụng nhiều loại transistor đa năng. Ngày nay, hiệu suất của các transistor có mục đích chung là cực kỳ cao và chúng có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.

Tuy nhiên, cần phải xem xét kỹ hơn các transistor có vai trò chính xác hơn. Các thông số kỹ thuật của cần được kiểm tra kỹ hơn để đảm bảo rằng bất kỳ sản phẩm thay thế nào cũng có thông số kỹ thuật tương tự.

Khi tìm kiếm một transistor tương đương phù hợp, một số thông số cơ bản cần được xem xét bao gồm:

1. Vật liệu bán dẫn được sử dụng: Hầu hết các transistor sẽ là germanium hoặc silicon. Các loại khác thường chỉ được sử dụng trong các ứng dụng rất chuyên dụng.

Điều quan trọng là phải biết loại transistor là vì có sự khác biệt trong điện áp rơi phân cực thuận của cực gốc cực phát. Đối với germanium là khoảng 0,2 - 0,3V và đối với silicon là khoảng 0,6V. Mạch sẽ được thiết kế xung quanh một điện áp rơi cụ thể.

2. Phân cực: cần phải tìm hiểu xem transistor là loại NPN hay PNP. Nếu lắp không đúng loại sẽ gặp nghịch đảo của tất cả các điện áp và transistor có khả năng bị phá hủy.

3. Ứng dụng chung: Mặc dù không phải lúc nào cũng cần phải phù hợp chính xác với mục đích đã định của transistor, nhưng nhiều lĩnh vực hoạt động của transistor sẽ được điều chỉnh cho phù hợp với các ứng dụng dự định của nó.

Các loại ứng dụng có thể có có thể bao gồm: chuyển mạch, analog, công suất thấp, bộ khuếch đại RF, độ nhiễu thấp, ... Đặt không đúng loại transistor có thể hoạt động không tốt. Ví dụ, một transistor đa năng công suất thấp không chắc sẽ hoạt động tốt trong một ứng dụng chuyển mạch ngay cả khi nó có FT hoặc giới hạn tần số cao.

4. Gói: Transistor có nhiều gói. Thông thường cần phải kết hợp gói transistor thay thế càng chặt chẽ càng tốt để transistor phù hợp về mặt vật lý. Ngoài ra, gói có thể cung cấp chỉ báo về các thông số khác.

5. Điện áp đánh thủng: Cần phải đảm bảo rằng transistor có thể chịu được điện áp quan tâm. Cần kiểm tra các thông số của transistor như Vceo, ...

6. Độ lợi dòng: Thông số độ lợi dòng của một transistor thường có một dải rất rộng. Nó thường được trích dẫn là Β hoặc hfe. Mặc dù chúng hơi khác nhau, đối với tất cả các mạch tương đương về bản chất, các thông số transistor này đều giống nhau.

Việc chọn một transistor thay thế có độ lợi dòng điện xấp xỉ bằng nhau là cần thiết. Thông thường không có vấn đề gì khi chọn một transistor thay thế có độ lợi cao hơn. Thường thì mức tăng dòng điện thấp hơn có thể chấp nhận được.

7. Giới hạn tần số: Giới hạn tần số trên của transistor thường được gọi là FT. Thông thường, điều quan trọng là phải đảm bảo transistor có thể đáp ứng bất kỳ giới hạn tần số nào.

8. Công suất tiêu tán: Cần đảm bảo rằng transistor thay thế có thể tiêu tán đủ công suất. Thường thì loại gói sẽ cho biết điều này rất tốt.

Đây là những thông số chính có tầm quan trọng trong hầu hết các ứng dụng, nhưng hãy chú ý đến bất kỳ thông số transistor nào khác có thể cần được đưa vào khi lựa chọn transistor tương đương.

Khi chọn một transistor thay thế thích hợp để sử dụng trong mạch điện tử, có một số yêu cầu phải được xem xét khi lựa chọn và cần đi theo một trình tự hợp lý để thu hẹp sự lựa chọn để có giải pháp thay thế tốt nhất cho transistor quan tâm.

Tóm lại dưới đây là trình tự lựa chọn từng bước một:

1. Chọn transistor có cùng cực: Tiêu chí lựa chọn đầu tiên là transistor đó là PNP hay NPN.

2. Chọn transistor thay thế cùng vật liệu: Hầu hết các transistor là silicon hoặc germanium. Vì điện áp phân cực và các tính năng khác khác nhau, nên cần phải chọn transistor thay thế có cùng vật liệu.

3. Chọn transistor có chức năng giống nhau: Các transistor có kèm ứng dụng của nó trong datasheet. Nếu có thể phải thay thế loại có cùng ứng dụng.

4. Chọn thay thế cùng một gói: Chọn transistor thay thế có cùng gói và sơ đồ chân sẽ thay thế dễ dàng hơn. Sự khác biệt trong gói đối với transistor tín hiệu nhỏ thường không phải là vấn đề, nhưng đối với những transistor lớn hơn có thể có tản nhiệt, ... các gói khác nhau có thể gây ra vấn đề đáng kể.

Ngoài ra, khi sơ đồ chân khác nhau, cần cẩn thận để đảm bảo rằng các chân được nối đúng. Đối với nhiều transistor, sơ đồ chân là EBC, nhưng có những cấu hình khác về sơ đồ chân có thể dễ dàng mắc bẫy nhiều người.

5. Chọn transistor thay thế có cùng điện áp đánh thủng: Đảm bảo các số liệu cho VCEO và VCBO, ... ít nhất phải cao bằng transistor ban đầu.

6. Kiểm tra xem nó có thể nhận dòng điện không: Đảm bảo transistor thay thế có thể vượt qua dòng điện yêu cầu - nó phải có ICmax lớn hơn hoặc bằng transistor ban đầu.

7. Chọn transistor có Hfe tương tự: Cần đảm bảo rằng độ lợi dòng của transistor thay thế là giống như ban đầu. Các giá trị khuếch đại dòng thường rất khác nhau ngay cả đối với các transistor cùng loại vì vậy một số biến thể sẽ được chấp nhận.

8. Chọn transistor thay thế có FT tương đương: Cần đảm bảo transistor thay thế sẽ có thể hoạt động ở các tần số liên quan, vì vậy nên sử dụng FT tương tự hoặc cao hơn một chút. Không sử dụng transistor có FT cao hơn nhiều vì điều này có thể làm tăng nguy cơ dao động.

9. Chọn transistor có công suất tiêu tán tương tự: Cần đảm bảo transistor thay thế có thể xử lý công suất mà nó sẽ tiêu tán trong mạch. Chọn transistor thay thế có kiểu dáng tương tự thường sẽ có công suất tiêu tán tương tự.

10. Kiểm tra bất kỳ tính năng đặc biệt nào: Ngoài việc xem xét các tính năng trên, có thể có một số tính năng bổ sung cần được xem xét khi các transistor được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng.

Sau khi lựa chọn transistor tương đương xong, thì nó có thể được lắp vào mạch và kiểm tra hiệu suất. Trong hầu hết các trường hợp, nó sẽ hoạt động tốt, nhưng đôi khi có thể có sự cố. Nếu gặp trường hợp này, cần phải kiểm tra lại cách thức lựa chọn transistor thay thế và xem có sai sót nào không hoặc tìm các thông số khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của mạch transistor.