13003 транзистор: характеристики и особенности использования

Транзистор серии 13003 широко применяется в силовых ключевых схемах благодаря высоким рабочим напряжениям до 400 В и быстрым временам переключения. Рассмотрим подробнее его основные параметры и особенности использования.

Основные характеристики 13003 транзистора

13003 - это кремниевый NPN транзистор со структурой для высоковольтного переключения. Основные параметры:

• Максимальное напряжение коллектор-эмиттер: 400 В
• Максимальный постоянный ток коллектора: 1,5 А
• Максимальный импульсный ток коллектора: 3 А
• Время нарастания/спада импульса тока: 0,5/0,4 мкс
• Частота среза: 10 МГц

Транзистор 13003 выпускается в различных корпусах, отличающихся допустимой рассеиваемой мощностью и значениями рабочего тока. Наиболее распространены исполнения в пластмассовом корпусе TO-92 и металлокерамических TO-126, TO-220.

Применение 13003 транзистора

Благодаря высокому быстродействию и напряжениям транзистор 13003 применяется в следующих схемах:

• Импульсные регуляторы напряжения
• Преобразователи постоянного напряжения
• Управление двигателями и соленоидами
• Отклоняющие системы в телевизорах

При использовании в индуктивных цепях транзистор 13003 обеспечивает время спада тока 290 нс при токе 1 А. Это позволяет применять его в импульсных источниках питания без дополнительных схем защиты.

Транзистор 13003 отлично подходит для работы в ключевых режимах в цепях 115 и 220 В

Рассмотрим более подробно применение 13003 транзистора в схеме импульсного регулятора напряжения.

В этой схеме транзистор работает в ключевом режиме, периодически подключая обмотку трансформатора к напряжению питания. Быстрое выключение 13003 транзистора позволяет ограничивать броски напряжения в обмотке трансформатора, возникающие при размыкании тока.

Для расчета параметров этой схемы необходимо знать:

• Максимальный ток в обмотке трансформатора
• Необходимую частоту преобразования
• Требуемый коэффициент заполнения импульсов

По этим данным выбирается транзистор 13003 с запасом по току, напряжению и быстродействию.

При использовании транзистора 13003 в индуктивной нагрузке важно правильно рассчитать схему для исключения выхода транзистора из строя. Рассмотрим основные рекомендации.

13003 транзистор в индуктивной нагрузке

При работе с индуктивной нагрузкой необходимо ограничивать амплитуду импульсов обратного напряжения до безопасного уровня.

Для 13003 транзистора рекомендуемый предел - 300 В. Превышение этого уровня может привести к пробою коллектор-эмиттер.

Для ограничения перенапряжений используют быстродействующий диод VD1, подключенный параллельно обмотке дросселя L1.

При этом важно выбрать диод с соответствующим запасом по напряжению и быстродействию. Падение напряжения на открытом диоде существенно снижает перенапряжение на транзисторе при выключении.

Кроме того, рекомендуется использовать дополнительный RC-фильтр для защиты транзистора от высокочастотных бросков напряжения.

При расчете схемы на индуктивную нагрузку обязательно определяют запасы транзистора 13003 по току, мощности и напряжению с учетом возможных выбросов.

Выбор транзистора 13003

При подборе транзистора 13003 для конкретного применения необходимо учитывать следующие параметры:

• Требуемые напряжение и ток коллектора
• Максимальная частота переключения
• Наличие индуктивных выбросов в нагрузке
• Температурный режим работы

Транзисторы 13003 выпускаются в исполнениях с различными предельными значениями тока, напряжения и рассеиваемой мощности. Следует выбирать модель с запасом по этим параметрам.

Расчет теплового режима

При высоких токах коллектора критическим параметром является рассеиваемая мощность транзистора. Необходимо проводить тепловой расчет с учетом температуры окружающей среды.

Для 13003 транзистора в пластмассовом корпусе TO-92 предельная рассеиваемая мощность составляет 1,1 Вт при температуре корпуса 25°С. При увеличении температуры воздуха это значение снижается.

Если требуемая мощность рассеяния превышает возможности транзистора, следует использовать модели в металлических корпусах или применить радиатор.

Защита от перенапряжений

При наличии индуктивных и емкостных выбросов в нагрузке обязательно требуется ограничение амплитуды импульсов обратного напряжения с помощью защитных цепей (диод, варистор, RC-цепь).

Превышение допустимых 700 В для 13003 транзистора приводит к пробою и выходу из строя.

Временные параметры

При работе в высокочастотных ключевых схемах важно учитывать предельные значения задержек включения и выключения транзистора 13003.

Типовые значения для 13003:

• Задержка включения/выключения: 50/400 нс
• Время нарастания: 500 нс
• Время спада: 400 нс

Эти параметры определяют максимальную рабочую частоту транзистора в ключевом режиме.