Полевые транзисторы (ПТ) стремительно вытесняют классические биполярные из многих областей электроники благодаря своим преимуществам (отсутствию входного тока, большему усилению, лучшим переключающим свойствам, лучшей линейности характеристик и т.д.). Наибольшее распространение получили ПТ с каналом n-типа. К этой категории относится и транзистор 2N7002.
Особенности транзистора 2N7002
В datasheet производитель выделяет в качестве особенностей полупроводникового прибора:
- SMD-исполнение, способствующее плотному монтажу;
- малое сопротивление канала сток-исток в открытом состоянии;
- небольшое типовое значение напряжения отсечки;
- высокая скорость переключения;
- низкая входная емкость.
Среди других параметров можно отметить отсутствие свинца и галогенных соединений. Кроме того, производитель заявляет о высокой надежности в соответствии со стандартом AEC-Q101.
В целом же параметры транзистора 2N2007 характерны для маломощных полевых полупроводниковых транзисторов с N-каналом.
Параметры полупроводникового триода
Характеристики транзистора 2N7002 приводятся с разбивкой на категории, как это делает производитель.
| Характеристика | Значение | Размерность |
|---|---|---|
|
Предельные характеристики |
||
| U сток-исток | 60 | вольт |
| U сток-затвор | 60 | вольт |
| U затвор-исток (продолжительное) | ±20 | вольт |
| U затвор-исток (однократное, длительностью не более 50 мс) | ±40 | вольт |
| Предельный ток стока (продолжительный) | 115 | миллиампер |
| Наибольший ток стока (импульсный) | 800 | миллиампер |
|
ONN характеристики |
||
| U пробоя сток-исток (при Uзс=0 и токе стока 10 мкА) | 60 | вольт |
| Ток стока при Uз=0 (Uси=60 В, Uзи=0) | 1 | мкА |
| Ток стока при Uз=0 (Uси= 60 В, Uзи=0, температуре 125 град.С) | 1 | мА |
| Ток утечки затвор-подложка, прямой | 10 | нА |
| Ток утечки затвор-подложка, обратный | -10 | нА |
|
OFF характеристики |
||
| U отсечки | 1..2,5 | вольт |
| Сопротивление канала (сток-исток) в полностью открытом состоянии (Uзи=10 В, токе стока 500 мА) | Не более 7,5, типовое значение 1,2 | ом |
| Сопротивление сток-исток в открытом состоянии (Uзи=10 В, токе стока 50 мА) | Не более 13,5, типовое значение 1,7 | ом |
| Крутизна | Не менее 80, типовое значение 320 | См |
|
Динамические характеристики |
||
| Входная емкость | Не более 50 | пикофарад |
| Выходная ёмкость | Не более 25 | пикофарад |
| Проходная ёмкость | Не более 5 | пикофарад |
| Время включения | Не более 20 | нс |
| Время выключения | Не более 20 | нс |
|
Параметры паразитного диода (исток-сток) |
||
| Предельный продолжительный прямой ток | 115 | миллиампер |
| Предельный импульсный прямой ток | 0,8 | ампер |
| Падение напряжения в прямом направлении | Не более 1,5 | вольт |
Варианты корпуса, цоколевка и маркировка
Транзистор выпускается в корпусе для поверхностного монтажа SOT23, имеющем три вывода:
- сток;
- исток;
- затвор.
Внутри транзистора, как и у любого триода с индуцированным каналом, имеется паразитный диод. Его наличие связано с внутренней структурой прибора, и этот факт надо учитывать при проектировании, наладке схем и тестировании транзистора.
Касательно маркировки, варианты могут несколько отличаться. На корпус наносится:
- Тип прибора.
- Дата выпуска (в виде кода).
- Экологические сведения (например, отсутствие свинца) – если требуется.
Из-за недостатка места на миниатюрном корпусе тип прибора чаще всего тоже наносится в виде сокращенного кода. Этот код может меняться от производителя к производителю. Например, у Onsemi тип обозначается, как 702, а у Diodes corporation – как K72. Дата выпуска тоже кодируется различными способами.
Аналоги транзистора
В качестве аналога во многих случаях можно использовать транзистор NDS7002A. Он удобен тем, что выпускается в таком же корпусе, и имеет превосходящие мощностные характеристики:
- по току стока (280 мА против 115 мА в продолжительном режиме, 1500 мА против 800 мА в импульсном);
- по рассеиваемой мощности (1500 мВт против 800 мВт).
Также NDS2007 выигрывает по сопротивлению канала в открытом состоянии, зато уступает по крутизне. Остальные параметры примерно равны.
В линейку входит и элемент 2N2000. Он имеет в два раза меньшее время переключения, и в 10 раз меньший ток утечки, несколько превосходит 2N2007 по другим параметрам. Но он выпускается в выводном корпусе TO92, и это может вызвать проблемы при замене.
Применение и практические схемы
Производитель позиционирует основное назначение транзистора 2N2007, как:
- управление небольшими серводвигателями;
- драйверы затворов силовых MOSFET;
- драйверы высокоскоростных линий;
- бесконтактные ключи;
- иные переключающие схемы;
- прочие применения в низковольтных и слаботочных цепях, а также там, где нужно низкое сопротивление во включенном состоянии.
В качестве примера можно рассмотреть схему управления поворотниками автомобиля на микроконтроллере. В первом случае (T1) транзистор 2N2007 используется в качестве ключа, активирующего вход микроконтроллера от внешнего переключателя, связанного с движением задним ходом. Транзисторы T2 и T3 служат ключами, управляющими включением 12-вольтовых лампочек сигналов поворота от сигнала микроконтроллера уровнем 5 вольт.
Глобально же транзистор 2N7002 является прибором широкого применения. Он может использоваться как в ключевом, так и в линейном режиме, но наилучшим образом его характеристики используются в режиме переключения.
