Мощный биполярный транзистор 2N3055 структуры n-p-n разработан в 60-х годах прошлого века, чуть позже начался его серийный выпуск. Характеристики и конструкция полупроводникового триода оказались удачными, и его выпуск продолжается по настоящее время с постоянным улучшением параметров.
Особенности транзистора 2N3055
Производитель в datasheet в качестве особенностей транзистора 2N3055 отмечает:
- коэффициент усиления в пределах 20..70 при токах коллектора 4 А;
- небольшое значение напряжения насыщения;
- возможность поставки в корпусе с нулевым содержанием свинца;
- широкий диапазон условий безопасной эксплуатации.
Сюда же следует добавить большой предельный ток коллектора (до 15 ампер) при относительно высокой рабочей частоте (до 2,5 МГц).
Наибольшие значения тока коллектора достижимы только при установке прибора на теплоотвод. Без радиатора предельное значение составляет не более 30% от паспортного.
Параметры полупроводникового прибора
В даташите характеристики транзистора 2N3055 разделены на категории.
| Параметр | Размерность | Значение |
|---|---|---|
|
Предельные характеристики |
||
| Напряжение коллектор-эмиттер | вольт | 60 |
| Напряжение коллектор-база | вольт | 100 |
| Напряжение эмиттер-база | вольт | 7 |
| Продолжительный ток коллектора | ампер | 15 |
| Ток базы | ампер | 4 |
| Диапазон температур хранения | град.С | Минус 65..200 |
|
ON characteristics |
||
| Коэффициент усиления hfe | До 70 (не менее 15) | |
| Напряжение насыщения коллектор-эмиттер | вольт | 1,1 (при токе коллектора 4 А, токе базы 4 мА) |
| 3,0 (при токе коллектора 10 А, токе базы 3 А) | ||
|
OFF characteristics |
||
| Обратный ток коллектора | мА | 1 (при напряжении коллектор-эмиттер 100 В, база-эмиттер – 1,5 В) |
| 5 (при напряжении коллектор-эмиттер 100 В, база-эмиттер – 1,5 В, температуре 150 град.С) | ||
| Обратный ток эмиттера при нулевом токе коллектора | мА | 5 (при напряжении база-эмиттер 7 вольт) |
|
Динамические характеристики |
||
| Верхняя граничная рабочая частота | МГц | Не менее 2,5 |
Для транзистора 2N3906 выпускается комплементарная пара структуры p-n-p в таком же корпусе с аналогичными характеристиками — MJ2955.
Касательно частотных характеристик триода следует заметить, что приборы первых годов выпуска были рассчитаны на работу на частотах, не превышающих 800 кГц. По мере совершенствования технологий максимальная рабочая частота повышалась, и с 1977 года в даташитах приводится ее сегодняшнее значение в 2,5 МГц. При подборе транзистора по этому параметру надо обращать внимание на год выпуска (остальные характеристики остались неизменными).
Корпус, цоколевка и маркировка
Выпускается транзистор в металлическом корпусе TO-3. У 2N3055, как у любого триода, есть три электрода:
- база;
- коллектор;
- эмиттер.
Однако корпус содержит всего два жестких проволочных вывода – базу и эмиттер. Выводом коллектора служит корпус. Отсюда два момента, требующих внимания при разработке и ремонте электронных модулей:
- Надо обеспечить электрический хороший контакт «под винт» с эмиттером, особенно, при больших рабочих токах.
- Если по схеме коллектор не соединен с общим проводом, надо обеспечить электрическую изоляцию корпуса от радиатора, сохранив при этом хороший тепловой контакт (это делается с помощью слюдяных прокладок и теплопроводящей пасты или с помощью подкладок из специальной керамики).
Проволочные выводы расположены не симметрично – сдвинуты в одну сторону. Так определяют расположение базы и эмиттера.
На корпус транзистора наносится его тип. На свободном месте может быть размещена и другая информация – производитель или страна изготовления, дата производства, сведения об отсутствии свинца в корпусе и т.п.
Аналоги
Заменить 2N3055 можно триодами в аналогичном корпусе:
- 2N6677;
- 2N6676;
- 2N6678;
- MJ12022;
- NTE130.
Следующие аналоги мощнее, они более высокочастотные, при этом имеют аналогичный корпус и цоколевку:
- 2N5038;
- 2N5039;
- 2N5630;
- 2N5671;
- 2N5672.
В некоторых случаях подойдут полупроводниковые приборы из списка:
- BD130;
- BUX48;
- MJ15015.
Они имеют те же электрические параметры, но работают на более низких частотах. Во многих ситуациях это не имеет значения, но надо каждый раз проверять.
Существует и более современный аналог в корпусе TO-220. Это TIP3055.
Из российских аналогов более всего по корпусу и параметрам к 2N3055 близок транзистор КТ808АМ, но его максимальный ток коллектора составляет всего 10 ампер.
Есть соблазн в качестве замены использовать отечественный 10-амперный элемент КТ827, но надо учитывать, что он является составным транзистором, и его коэффициент усиления составляет не меньше 750 (может достигать 1800).
Применение
Изначально полупроводниковый триод был разработан для применения в выходных каскадах усилителей низкой частоты. В дальнейшем оказалось, что характеристики прибора с успехом позволяют использовать его в мощных линейных и импульсных регуляторах напряжения и прочих схемах, где требуются мощные биполярные транзисторы соответствующей структуры.
Этими примерами применение транзистора 2N3055 не ограничивается. Его можно использовать и в других целях, в пределах технических параметров.
