2N5401 относится к категории маломощных кремниевых биполярных триодов (транзисторов) структуры p-n-p. Полупроводниковый прибор предназначен для работы как в линейном, так и в ключевом режимах.
Особенности транзистора 2N5401
Некоторые производители в datasheet в качестве особенностей транзистора приводят лишь сведения о том, что он выпускается без использования свинца. Однако при внимательном изучении параметров легко заметить, что прибор является достаточно высоковольтным – способен выдерживать разность потенциалов, приложенную к коллектору и эмиттеру, до 150 вольт. Обращает на себя внимание и довольно высокий ток коллектора, при котором полупроводниковый триод сохраняет работоспособность – 600 мА, а также хорошие частотные свойства 2N5401. Он работает на частотах не менее 100 МГц (возможна работа до 400 МГц).
Параметры полупроводникового прибора
Производители в даташитах приводят характеристики транзистора 2N5401, разбитые по категориям:
| Предельные эксплуатационные параметры | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Значение | Размерность |
| Верхний лимит допустимого напряжения между коллектором и базой (при разомкнутой цепи эмиттера) | 160 | В |
| Верхний лимит допустимого напряжения между коллектором и эмиттером (при разомкнутой цепи базы) | 150 | В |
| Верхний лимит допустимого напряжения между эмиттером и базой (при разомкнутой цепи коллектора) | 5 | В |
| I коллектора | 0,6 | А |
| Температурные границы хранения и эксплуатации | Градусов С | Минус 55..+150 |
|
Off характеристики |
||
| U пробоя коллектор-эмиттер (Iб=0, Iк=1 мА) | 150 | В |
| U пробоя коллектор-база (Iэ=0, Iк=0,1 мА) | 160 | В |
| U пробоя эмиттер-база (Iк=0, Iк=10 мкА) | 5 | В |
| Обратный ток через коллекторный переход | 50 | нА |
| Обратный ток через коллекторный переход при Т=100 град.С | 50 | мкА |
| Обратный ток через эмиттерный переход | 50 | нА |
|
ON характеристики |
||
| Статический коэффициент усиления по току | До 240 | |
| Uнасыщ коллектор-эмиттер (Ik=10 мА, Iб=1 мА | 0,2 | В |
| Uнасыщ база-эмиттер (Ik=10 мА, Iб=1 мА | 1 | В |
|
Малосигнальные параметры |
||
| Верхняя предельная рабочая частота | Не менее 100 (до 400) | МГц |
| Выходная емкость | 6 | пФ |
| Уровень собственных шумов | 8 | дБ |
Транзистор 2N5401 имеет комплементарную пару 2N5551 структуры n-p-n.
Корпус, цоколевка и маркировка
Полупроводниковый триод, как и многие транзисторы данного класса, выпускается в корпусе для выводного монтажа TO-92. Прибор имеет три гибких проволочных вывода:
- база;
- коллектор;
- эмиттер.
Возможны два варианта:
- С прямыми выводами.
- С изогнутыми выводами.
В обоих вариантах электрические характеристики приборов и цоколевка идентичны, но отличие надо учитывать при проектировании печатных плат, а также при замене неисправного элемента.
Существует вариант транзистора с индексом C. У него коллектор находится в центре, а чередование выводов такое: 1 – эмиттер, 2 – коллектор, 3 – база.
Маркировка содержит тип транзистора, а кроме того, производитель может наносить на корпус дополнительную информацию – дата выпуска, локация производства и т.п. в виде цифро-буквенного кода.
Аналоги
Наиболее близки по параметрам к 2N5401 зарубежные транзисторы:
- 2SA1013;
- 2SB1212.
Они выпускаются в таком же корпусе и имеют аналогичную цоколевку. В некоторых случаях на замену подойдет и 2SA709, но он имеет более низкую предельную рабочую частоту – 50 МГц.
Существует аналог и в SMD-исполнении. Это полупроводниковый триод MMBT5401 (хотя в даташит некоторых производителей предельная рабочая частота обозначена, как 300 МГц против 400 МГц у 2N5401). Некоторые поставщики предлагают его под маркой 2N5401, что не совсем верно. Маркируется такой транзистор индексом 2L.
Из российских аналогов на замену лучше всего подойдут транзисторы
- КТ6116А;
- КТ698И(К).
Иногда рекомендуют и отечественный прибор КТ502Е, но надо учитывать, что он имеет почти вдвое более низкий предельный уровень разности потенциалов коллектор-эмиттер.
Применение транзистора
Производитель определяет назначение транзистора, как общее применение для усиления и коммутации. При этом отдельно выделяется использование для высоковольтных цепей и для телефонии. Последнее означает, что транзистор применяют в схемах коммутации стационарных телефонных аппаратов, его задача – подключать телефонную трубку к линии. Пример такой схемы приведен на рисунке. Здесь используется способность выдерживать большое напряжение, которое в телефонной линии может достигать значительных величин, а также предельный допустимый ток коллектора.
Другой пример использования транзистора – в усилителе звуковой частоты в линейном режиме. Предварительный каскад (VT5, VT6) собран по двухтактной схеме на комплементарной паре 2N5401-2N5551, и служит для возбуждения следующего, более мощного каскада. Такому использованию способствуют и относительно низкие собственные шумы транзистора.
В обеих схемах не используются свойства транзистора работать на высоких частотах, но невысокая стоимость полупроводникового прибора позволяет не подыскивать более экономически выгодные варианты, а применять транзистор широко.
