Транзистор BC547
BC547 – биполярный n-p-n транзистор общего назначения (general purpose), представляющий группу, в составе которой, например, компания Farchild Semiconductor выпускает еще четыре прибора, имеющих близкие характеристики, – BC546, BC548, BC549 и BC550.
Корпус и цоколевка
Транзистор выпускается в пластмассовом корпусе ТО-92, представляющем из себя усеченный с одной стороны цилиндр, с одного из торцов которого выведены три ножки прибора, находящиеся в одной плоскости и соединенные с электродами в следующем порядке: коллектор, база, эмиттер (если смотреть со стороны надписи и перечислять слева направо).
Особенности и применение
Высокий коэффициент усиления и небольшой собственный шум позволяют применять эти детали во входных каскадах усилителей, а малое значение напряжения насыщения – в качестве переключателя.
Комплементарные пары
Два транзистора являются комплементарными, или дополняющими, если имеют различную проводимость и очень близкие характеристики. Такие пары часто используются в усилительных каскадах. Для BC546–550 комплементарными являются, соответственно, транзисторы BC556–560.
Группировка транзисторов в зависимости от коэффициента усиления
Наличие в названии транзистора после цифр буквы означает, что величина параметра hFE находится в определенном диапазоне. Для BC547-550 принята следующая разбивка:
- А (hFE = 110… 220);
- В (hFE = 220… 450);
- С (hFE = 420… 800).
Предельно допустимые значения
В таблице указаны величины параметров транзистора, при превышении каждого из которых производитель не гарантирует не только соблюдения цифр, указанных в следующей таблице и выполнения функциональных зависимостей, приведенных в графиках, но и целостности самой детали.
| Обозначение | Параметр | Значение | |
|---|---|---|---|
| VCBO | Напряжение коллектор-база, В | BC546 | 80 |
| (UCB max) | BC547/550 | 50 | |
| BC548/549 | 30 | ||
| VCEO | Напряжение коллектор-эмиттер, В | BC546 | 65 |
| (UCE max) | BC547/550 | 45 | |
| BC548/549 | 30 | ||
| VEBO (UEB max) | Напряжение эмиттер-база (обратное), В | BC546/547 | 6 |
| BC548-550 | 5 | ||
| IC (ICmax) | Ток коллектора, А | 0,1 | |
| PC (PC max) | Рассеиваемая мощность, Вт | 0,5 | |
| Tj (tjmax) | Температура кристалла, °С | 150 | |
| Tstg | Температура хранения, °С | -65…+150 | |
Электрические параметры
В следующей таблице приведены основные параметры, используемые при расчете электрических схем.
Обратный ток коллектора – обратный ток коллекторногоперехода при свободном (не подключенном никуда) эмиттере. Его наличие приводит к нагреву транзистора. С увеличением температуры быстро растет.
Коэффициент усиления по току – отношение величин коллекторного и базового токов при активном режиме. Его величина определяет способность транзистора к усилению сигналов.
Напряжения насыщения – величина напряжений на p-n переходах транзистора, который находится в состоянии насыщения, то есть оба перехода смещены в прямом направлении (открыты). Такое состояние прибора используется в ключевых схемах.
Граничная частота – частота сигнала, при которой hFE транзистора падает до 1. Обычно приемлемой для работы считается частота 0,1 fT.
Выходная и входная емкости – эквивалентные емкости, являющиеся суммой емкостей Скб и Сбэ. Их величина существенна при работе с сигналами высокой частоты и в переключателях.
Коэффициент шума – отношение полной мощности шумов на выходе к ее части, вызываемой тепловыми шумами генератора шума. Параметр играет роль в случае необходимости усиления слабых сигналов. RG – выходное сопротивление источника сигнала.
| Обозначение | Параметр | Условия измерений | Значение | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | ||||
| ICBO | Обратный ток коллектора, nA | VCB =30В, IE =0 | 15 | |||
| hFE (h21) | Коэффициент усиления | VCE =5В, IC =2мА | 110 | 800 | ||
| VCE(sat) (UBEsat) | Напряжение насыщения к-э, мВ | IC=10 мA, IB =0,5мA | 90 | 250 | ||
| IC=100 мA, IB =5мA | 200 | 600 | ||||
| VBE(sat) (UBEsat) | Напряжение насыщения б-э, мВ | IC =10 мA, IB =0,5мA | 700 | |||
| IC =100 мA, IB =5мA | 900 | |||||
| VBE (UBE) | Напряжение б-э (прямое), В | VCE =5 В, IC =2 мA | 580 | 660 | 700 | |
| VCE =5 В, IC =10 мA | 720 | |||||
| fT | Граничная частота, МГц | VCE =5В, IC =10мA, f=100 MГц | 300 | |||
| Cob | Выходная емкость, пФ | VCB =10В, IE =0, f= 1MГц |
3,5 | 6 | ||
| Cib | Входная емкость, пФ | VEB =0,5В, IС =0, f= 1MГц |
9 | |||
| NF (F) | Коэффициент шума, дБ | ВС546-548 | VCE =5В, IC =0,2мA, RG=2кОм, f= 1кГц, Δf=200Гц |
2 | 10 | |
| ВС549, 550 | 1,2 | 4 | ||||
| ВС549 | VCE =5В, IC =0,2мA, RG=2кОм, f= 30-15000 Гц | 1,4 | 4 | |||
| ВС550 | 1,4 | 3 | ||||
- Измерение параметров проводилось при температуре окружающей среды 25° С. Предельно допустимые значения указаны для тех же условий.
- В первом столбце обеих таблиц в скобках указаны обозначения, принятые в соответствии с ГОСТ 15172-70.
Типовые характеристики
Рис. 1. Выходная характеристика IC = f(VCE) при IB = 50… 400 мкА.
Рис.2. Передаточная характеристика IC = f(VBE) при VCE =5 В.
Рис.3. Коэффициент усиления hFE = f(IC) при VCE = 5 В.
Рис.5. Зависимость выходной емкости от напряжения К-Б (f = 1 кГц, эмиттер свободен).
Модификации транзистора
| BC547AP | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 200 MHz | TO92 |
| BC547B | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 200 | 200 MHz | TO92 |
| BC547BA3 | 0.625 W | 60 V | 50 V | 6 V | 150 °C | 2.1 pf | 0.2 A | 200 | 100 MHz | TO92 |
| BC547BBK | 0.5 W | 50 V | 45 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.1 A | 150 | 300 MHz | TO92 |
| BC547BP | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 200 | 200 MHz | TO92 |
| BC547C | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 420 | 200 MHz | TO92 |
| BC547CBK | 0.5 W | 50 V | 45 V | 5 V | 150 °C | 3.5 pf | 0.1 A | 270 | 300 MHz | TO92 |
| BC547VI | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 75 | 150 MHz | TO92 |
| LBC547 | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547A | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547AP | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547B | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 200 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547BP | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 200 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547C | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 420 | 200 MHz | TO92 |
| LBC547VI | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 75 | 150 MHz | TO92 |
| SBC547 | 0.625 W | 50 V | 45 V | 5 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 150 MHz | TO92 |
| TBC547 | 0.5 W | 50 V | 45 V | 6 V | 150 °C | 4.5 pf | 0.1 A | 110 | 200 MHz | TO92 |
Импортные и отечественные аналоги
Из представленной выше информации видно, что транзисторы BC546-550 различаются по допустимым величинам напряжений и имеют хотя не одинаковые, но близкие показатели коэффициента шума. Остальные электрические параметры и типовые характеристики у них идентичны.
Среди транзисторов российского производства наиболее близким к этой группе можно считать КТ3102, который имеет такой же корпус и цоколевку, но более высокий коэффициент усиления (КТ3102Г, Е).
В таблице приведены пригодные для замены BC547 n-p-n транзисторы (в корпусе ТО-92) и их основные параметры.
Транзистор bc547 это какой будет если его заменить на smd?
Транзистор ВС547 выпускается в корпусе SOT54. По крайней мере это относится к фирме NXP Semiconductors.
Этот же транзистор но в SMD корпусе носит название ВС847.
Характеристики абсолютно одинаковые, только корпуса разные.
Та же фирма NXP Semiconductor выпускает их в корпусах SOT23,SOT323, SOT416,SOT883.
Обозначения наносимые на SMD-корпуса транзисторов ВС847 и корпуса транзисторов ВС547 следующие. Опять же это относится к транзисторам NXP Semiconductor. У других производителей обозначения могут различаться.
Транзистор BC547
Данный вид устройства часто используется радиолюбителями и учебными заведениями, так как характеристики биполярного NPN транзистор BC547 позволяют ему быть задействованным в различных электронных устройствах. Поставляется преимущественно в упаковке TO-92 или усовершенствованной ТО-226. Максимальный выходной ток, который способен выдержать этот полупроводниковый прибор, составляет 100 мА.
Так же он имеет очень хорошее усиление (до 800 hFE) и низкий уровень шума (до 10 дБ), благодаря чему идеально подходит для первичных каскадов усиления сигнала. Возможность работы в полосе 300 МГц позволяет его называть высокочастотным. Типовое напряжение насыщения составляет всего 90 мВ, являющееся его несомненным преимуществом при использовании в схемах в качестве переключателя.
Распиновка
Bc547 впервые появился на рынке радиоэлектронных компонентов в апреле 1966 года, благодаря компаниям Philips (Голландия) и Mullard (Великобритания). Это совместная доработка популярного в то время bc107. Он был идентичный по своим техническим характеристикам, но выпускался в отличии от металлического bc107 в пластиковом герметичном корпусе ТО-92. В настоящее время является действующей заменой для более старых BC107 или BC147, которые включены во множество разработок компаний Mullard и Philips.
Цоколевка корпуса ТО-92 (или ТО-226AA) у bc547 имеет три гибких вывода для дырочного монтажа. Если смотреть на скошенную часть спереди, то назначение этих выводов слева направо: коллектор, база, эмиттер. На рисунке показан базовый внешний вид устройства, который будет немного отличаться в зависимости от конкретной марки, однако характеристики и назначения выводов остаются идентичными.
Основные технические характеристики
В datasheet на bc547 обычно присутствует описание на похожие, по своим характеристикам, транзисторы серий: BC546, BC548, BC549 и BC550. Похожие, но не совсем. Между собой они все таки отличающиеся. Например, bc547 отличается величинами пороговых напряжений и находится в таблице максимальных параметров между bc546 и bc548. Также, все типы устройств разбиты по группам максимального коэффициента усиления по току hFE– от А до С. У группы «A» коэффициент усиления будет самый маленький, а у «C» наибольший.
Bc547, bc548, bc549 — это одни и те же транзисторы, создаваемые на одной и той же производственной линии. Во время процесса их тестирования непосредственно перед выпуском, на основании измерений VBCO и VCEO и шумовых составляющих их классифицирую как -7, -8 или -9.
Подробное описание можно найти в даташит от производителя. Обычно оно включает таблицу предельно допустимых значений эксплуатационных параметров и электрические характеристики, при которых устройство работает стабильно.
Предельно допустимые параметры
Предельно допустимые значения эксплуатационных параметров указываются изготовителем в самом начале технического описания. Они включают в себя следующие параметры:
- VCEO -показывает максимальную разность потенциалов, которая может применяться между контактами коллектор- эмиттер. Например, BC547 не способен удерживать более 45 вольт, поэтому эта величина указана как безопасное рабочее напряжение, которое должно быть включено в нагрузку коллектора.
- IС (max) — максимально допустимый ток коллектора, который может быть подан через выводы коллектор-эмиттер. Для bc547 он не должен быть больше 100 мА, так как эта величина будет пределом пробоя, выше которого устройство наверняка сгорит. Так можно заметить, что оно начинает хорошо греться даже не достигая этого предела, уже при 60 мА. Поэтому рекомендуется его использование при значениях в двое меньше IС (max).
- PC (max) — максимальная мощность устройств или номинальная нагрузка, которая может быть подключена через его коллектор-эмиттер. Это величина вполне соответствует IС(max) и взаимосвязана с ним, составляет 500 мВт или пол ватта для всей группы.
Дополнение «max», в обозначении допустимых параметров, указывает на их максимальные значения, но иногда оно опускается в описании. Ниже приведены полный перечень предельно допустимых значений при эксплуатации bc547, взятый из тех описания у компании Fairchild Semiconductor.
Электрические характеристики
Теперь рассмотрим электрические параметры bc547. Они указываются изготовителем устройств сразу после описания придельных значений. В этих характеристиках, в отдельном столбце (test condition) указываются значения, при которых устройство было протестировано производителем. Обычно тестирование проводится при температуре окружающей среды, не более 25 градусов.
Коэффициент усиления
BC547 обладает достаточно большим коэффициентом усиления по току (hFE). Группа «C», согласно классификации по hFE У , начинается с уровня 420 и заканчивается на 800. Данные значения очень важны для биполярника и являются одним из первых критериев его выбора. Повышение уровня hFE просто приписывает конкретному устройству большую чувствительность, что означает, что оно способно запускаться при минимальных базовых токах, но при этом переключать более тяжелые нагрузки через его коллектор.
Комплементарная пара
У малошумящего транзистора, заточенного на усиление слабых сигналов высокой частот, почти всегда есть комплементарник с другим типом проводимости и близким по величине коэффициентом усиления hFE. Это обусловлено широким применением таких устройств в первичных каскадах усиления в паре. Комплементарной парой с PNP-структурой для него является BC557.
Аналоги и возможная замена
Полный современный аналог транзистора BC547 это — bc550. Так же, перед поиском аналогов рекомендуется присмотреться к соседям по даташиту, имеющим лишь небольшие отличия по пороговым напряжениям пробоя: bc546, bc548, bc549. Некоторые радиолюбители используют в качестве замены 2n3904, 2n4401, bc337, bc639, 2N3055, 2N2369, 2SC5200.
Еще одним, из наиболее распространенных заменителей является транзистор 2N2222. Он имеет аналогичные характеристики, включая распиновку и корпус. Различия лишь в большей по величине мощности рассеивания (до 625 мВт), токе коллектора до 600 мА и немного увеличенными входными и выходными емкостями. Входные и выходные емкости могут влиять лишь на цепи во время работы на высоких частотах. Таким образом, если нужно большее усиление, то можно использовать 2n2222.
Устройство серии КТ3102, минского производителя электронных компонентов «Интеграл», так же подойдёт для замены. А отечественные аналоги транзистора bc547 будут — КТ3102Г и КТ3102Е, если выбирать по коэффициенту усиления (до 1000 hFE ), они даже лучше bc547c. Ниже приведена таблица соответствия для различных групп этой серии.
Маркировка
BC547 разработан компанией Philips в 1966 году в Голландии, поэтому маркировка у него соответствует европейской системе Pro Electron. Первая буква обозначает тип используемого полупроводника — «B» для кремния. Вторая буква указывает на частоту работы — «C» маломощный, низкочастотный. Несмотря на то, что он высокочастотный (до 300 МГц), изготовитель по каким то причинам указал его в маркировке низкочастотным. О причинах такого наименования история умалчивает. Иногда в обозначении не пишут первую букву и тогда получается: c547b, c547c, с547в, c547b.
Немного о стандартах
Изготовители постоянно совершенствуют процесс производства и могут изменять указанные характеристики, но они не должны быть меньше величин зарегистрированных для bc457 в стандарте Pro Electron. Например, у компании On Semiconductor максимальная мощность (при 25°C) устройства достигает 625 мВт, оно в настоящее время наиболее распространено. У компании Philips коэффициент усиления hFE для группы «B» варьируется от 220 до 475. У некоторых компаний-изготовителей появилась поддержка импульсного тока коллектора (до 200 мА). Поэтому пред использованием устройства в своих проектах повторно ознакомьтесь с его техническим описанием.
Принцип работы
Когда на клеммы подается входное напряжение, некоторое количество тока (IB) начинает течь от базы к эмиттеру и управляет током на коллекторе (IC). Напряжение между базой и эмиттером (VBE) для NPN-структуры должно быть прямым. Т.е. на базу прикладывается положительный потенциал, а на эмиттер отрицательный. Полярность напряжения, приложенного к каждому выводу, показана на рисунке ниже.
Входной сигнал усиливается на базе, а затем передаётся на эмиттер. Меньшее количество тока в базе используется для управления большим, между коллектором и эмиттером (IC).
Транзисторы n-p-n-структуры иногда называют полупроводниковыми приборами обратной проводимости.
Когда транзистор открыт, он способен пропускать IC до 100 мА. Этот этап называется областью насыщения. При этом допустимое напряжение между коллектором и эмиттером (VBE) может составлять около 200 мВ,а VBE достигать 900 мВ. Когда ток базы перестает течь, транзистор полностью отключается, эта ступень называется областью отсечки, а VBE будет составлять около 650 мВ.
Применение
Широко применяется в ключевом и усиливающем режиме, в различных схемах управления драйверами реле, светодиодов, двигателей, а также схемах усиления сигналов низкой и высокой частоты. Примеры схем и порядок создания простых устройств, методом навесного монтажа, можно посмотреть в видео. В нем представлена информация по возможностям использования bc547 в некоторых проектах: задержку выключения своими руками, автоматического освещения, светодиодный стробоскоп, простейшая охранная сигнализация и аудио усилитель.
Производители
Такие компании, как NXP, Philips, Micro Electronics, Fairchild, ON Semiconductor, Vishay и многие другие, являются лидерами в производстве этого устройства.
Характеристики транзистора BC547
Как написано в технических характеристиках, BC547 – это кремниевый усилительный транзистор, который может использоваться в широком спектре различных устройств. Имеет n-p-n структуру. Был разработан компаниями Philips и Mullard в 1966 году. Сначала изготавливался в металлическом корпусе ТО-18 и назывался ВС107, который через время был заменён более дешёвым пластмассовым ТО-92. Его маркировка ВС говорит о том, что его основной материал кремний (В) и может использоваться в низкочастотных устройствах (С).
Цоколевка
Распиновка транзистора BC547 выполнена в пластмассовом корпусе с тремя гибкими ножками, предназначенными для дырочного монтажа. Если смотреть на транзистор сверху прямо на срез, то слева будет расположен коллектор, потом база и крайний справа вывод – это эмиттер. Детально ознакомиться с габаритами и внешним видом изделия можно по рисунку.
Технические характеристики
Рассмотрение технических параметров BC547, как и все производители начнём с максимально допустимых режимов эксплуатации. Данные значения важны, так как от них, во многом, зависят возможности транзистора. Для рассматриваемого устройства они были измерены при температуре +25°С и равны:
- напряжение К – Б Uкб max = 50 В;
- напряжение К – Э Uкэ max = 45 В;
- напряжение Э – Б Uэб max = 6 В;
- ток коллектора Iк max = 100 мА;
- мощность Pк max = 0,625 Вт;
- температура хранения Tstg = -55 … +150°С;
- температура кристалла Тj = 150°С;
- тепловое сопротивление переход – корпус Rthj-case = 83,3 °С/Вт;
- тепловое сопротивление кристалл – воздух Rthj-amb = 200 °С/Вт.
После предельно допустимых перейдём к рассмотрению электрических характеристик. От них также зависят возможности BC547. Они были измерены при температуре +25°С. Остальные значения параметров, от которых зависят результаты тестирования, приведены в колонке «Условия измерения».
Кроме этого, некоторые производители делят транзисторы BC547 на три группы, в зависимости от к-та усиления: А (h FE = 100 …220), В (h FE = 200 …450), С (h FE = 420 …800).
Аналоги
Среди аналогов BC547 можно назвать: 2SC945, BC546, BC550, 2N2222. Среди отечественных транзисторов, которые могут его заменить, можно назвать КТ3102А, КТ3102АМ, КТ3102Б, КТ3102БМ, КТ3102Г. При поиске подходящего устройства нужно быть внимательным и проверять технические характеристики.
Производители и Datasheet
Приведем самых крупных производителей и их datasheet на BC547:
- Fairchild Semiconductor;
- Micro Commercial Components;
- NXP Semiconductors;
- Diotec Semiconductor;
- Weitron Technology;
- Continental Device India Limited;
- Unisonic Technologies;
- ARTSCHIP ELECTRONICS;
- ON Semiconductor;
- Pan Jit International.
В продаже можно найти рассматриваемый транзистор выпущенный: Fairchild Semiconductor, ON Semiconductor, Diotec Semiconductor.