Полупроводниковый триод КП303 (2П303) относится к категории маломощных полевых транзисторов (ПТ) с управляющим p-n переходом (в зарубежной классификации — JFET). Прибор имеет канал n-типа.
Особенности транзистора КП303
Для практического использования важно знать структуру ПТ с управляющим p-n переходом. Канал транзистора состоит из участка полупроводника n-типа. В нее внедрена область полупроводника с противоположной проводимостью (p-типа) так, что канал не разделен на две части, а создается путь для протекания тока. К области р подключается затвор, на который можно подавать напряжение, тем самым регулировать ширину зоны перехода и управлять проводимостью канала (между стоком и истоком).
Параметры полупроводникового триода
При анализе характеристики транзистора КП303 следует иметь в виду:
- Различие в параметрах у полевых транзисторов класса JFET с различным дополнительным буквенным индексом достаточно велик (намного больше, чем у биполярных транзисторов). По этой причине параметры даются в двух таблицах — общие характеристики для всей линейки и характеристики с разбивкой «по букве».
- Существует две модификации транзисторов — КП303 и 2П303. различаются они, в основном, температурным рабочим диапазоном. Для 2П303 он составляет от минус 60 до + 125 град.С, а для КП303 — от минус 40 до +85 град.С. Так как многие характеристики являются температурнозависимыми, параметры, представленные в даташите для предельных температур, будут для обеих модификаций значительно отличаться.
Считается, что подтип 2П303 выпускается для применения в аппаратуре военного назначения, по этой причине эти приборы имеют репутацию более надежных и долговечных.
| Характеристика | Значение | Размерность | |
|---|---|---|---|
| Предельные параметры (сняты при +25 град.С, если не оговорены иные условия) | |||
| Разность потенциалов сток-исток | 25 | вольт | |
| Разность потенциалов затвор-сток, затвор-исток | 30 | вольт | |
| Ток стока (постоянный) | 20 | миллиампер | |
| Прямой ток затвора | 5 | милилампер | |
| Электрические характеристики | |||
| Параметр | Условия тестирования | Значение | Размерность |
| Ток утечки затвора | Uзи=30 В | не более 10 | микроампер |
| Входная емкость | Uси=10 В, Uзи=0,
f=10 МГц |
не более 6 | пикофарад |
| Проходная емкость | не более 2 | ||
| Сопротивление изоляции между каналом и корпусом | не менее 20 | МОм | |
Остальные параметры сгруппированы по типам, различающимся буквенным индексом.
| Типы ПТ | Значение | Размерность | Условия выполнения замеров |
|---|---|---|---|
| Крутизна характеристики при +25 град.С | |||
| КП303А,Б,Ж, 2П303А,Б | 1..4 | мА/В | Uси=10 В,
Uзи=0, f=50..1500 Гц |
| КП303В, 2П303В | 2..5 | ||
| КП303Д, 2П303Д | 3..7 | ||
| КП303Е, 2П303Е | не менее 4 | ||
| КП303И, 2П303И | 2..6 | ||
| Крутизна характеристики при нижней предельной эксплуатационной температуре | |||
| 2П303А, 2П303Б | не менее 1 | мА/В | Uси=10 В,
Uзи=0, f=50..1500 Гц |
| 2П303В, 2П303И | не менее 2 | ||
| 2П303Г | не менее 3 | ||
| 2П303Д | не менее 2,6 | ||
| 2П303Е | не менее 4 | ||
| КП303А, КП303Б, КП303Ж | не менее 1 | ||
| КП303В, КП303И | не менее 2 | ||
| КП303Г | не менее 3 | ||
| КП303Д | не менее 2,6 | ||
| КП303Е | не менее 4 | ||
| Крутизна характеристики при верхней предельной эксплуатационной температуре | |||
| 2П303А,Б, КП303А,Б,Ж | не менее 0,5 | мА/В | Uси=10 В,
Uзи=0, f=50..1500 Гц |
| 2П303В, 2П303И, КП303В, КП303И | не менее 1 | ||
| 2П303Г, КП303Г | не менее 1,5 | ||
| 2П303Д, КП303Д | не менее 1,3 | ||
| 2П303Е, КП303Е | не менее 2 | ||
| Напряжение отсечки | |||
| КП303А,Б 2П303А,Б | 0,5..3 | вольт | Uси=10 В,
Ic=0,01 мА |
| 2П303В, КП303В | 1..4 | ||
| 2П303Г,Д, КП303Г,Д, 2П303Е, КП303Е | не более 8 | ||
| КП303Ж | 0,3..3 | ||
| 2П303И | 1..3 | ||
| КП303И | 0,2..2 | ||
| Начальный ток стока | |||
| КП303А, 2П303А, КП303Б, 2П303Б | 0,5..2,5 | миллиампер | Uси=10 В,
Uзи=0 |
| 2П303В, КП303В | 1,5..5 | ||
| 2П303Г, КП303Г | 3..12 | ||
| 2П303Д, КП303Д | 3..9 | ||
| 2П303Е, КП303Е | 5..20 | ||
| КП303Ж | 0,3..3 | ||
| 2П303И, КП303И | 1,5..5 | ||
| Ток утечки затвора при Т=+25 град.С | |||
| 2П303А,Б,В,Д,Е,И, КП303А,Б,В,Д,Е | не более 1 | наноампер | Uзи=10 В |
| 2П303Г, КП303Г | не более 0,1 | ||
| КП303Ж, КП303И | не более 5 | ||
| Ток утечки затвора при верхнем температурном пределе | |||
| Все типы | не более 1 | микроампер | Uзи=10 В |
Уровень собственных шумов для каждого подтипа в даташитах дается в различных единицах измерения и на разных частотах, поэтом сравнить их трудно. Можно лишь сказать, что КП303Ж и КП303И являются относительно шумными, чуть меньше шумят КП303А(2П303А), еще меньше – КП303Б и КП303В. Однако в линейке выделяется сверхмалошумящий ПТ КП303Г(2П303Г).
Варианты корпуса и цоколевка
Полевой транзистор выпускается в корпусе КТ-46 из металла с стеклянным изолятором. Проволочные выводы выходят из корпуса через довольно хрупкую стеклянную вставку, и это налагает определенные ограничения на изгиб. Производитель запрещает изгибать выводы ближе, чем в 3 мм от места ввода, так как это может повлечь разрушение изолятора. Помимо трех электродов, у КП303 есть и четвертый вывод – он соединен с корпусом. Для повышения помехоустойчивости и снижения риска выхода из строя, этот вывод соединяется с нулевым проводом в схеме (а можно просто оставить его неподключенным).
Реже встречается SMD-исполнение. Такой транзистор обозначается КП303-9. Чертежи корпусов и цоколевка JFET приведены на рисунке.
Часть полевых транзисторов КП303 (но не 2П303!) выпускается в пластиковом корпусе ТО-92 с тремя выводами. Вывод, соединяемый с корпусом, в данном случае отсутствует.
Чем заменить триод КП303
Так как параметры ПТ с разным буквенным индексом значительно отличаются, то импортный аналог надо подбирать в соответствии с подтипом. Варианты замены в аналогичном корпусе приведены в таблице.
| Тип прибора | Импортный аналог |
|---|---|
| КП303А | 2N3823, 2N3088, 2N3089 |
| КП303Б | 2N5556, 2N3088, 2N3089 |
| КП303В | 2N3466 |
| КП303Д | 2N3823 |
| КП303Е | MFE3006 |
| КП303Ж | 2N3821, 2N3088, 2N3089 |
| КП303И | 2N3822, 2N3465, 2N3466 |
Существуют и функциональные аналоги в других корпусах. Это может вызвать проблемы при монтаже. По этой причине сначала надо изучить даташит и выяснить, возможна ли установка аналога на существующее место на плате.
Из отечественных элементов КП303 можно заменить полевым транзистором КП364. Этот прибор выпускается только в пластиковом корпусе.
Проверка работоспособности
Так как JFET состоит из двух участков проводника с различным типом проводимости, он представляет собой один p-n переход (как у диода), поэтому его можно продиагностировать мультиметром, и проверка работоспособности принципиально не отличается от проверки обычного диода.
Сначала надо включить мультиметр в режим тестирования диодов. Затем надо проверить одностороннюю проводимость между:
- затвором и стоком;
- затвором и истоком.
Тестер должен показать при одной полярности подключения наличие проводимости, при другой полярности — бесконечное сопротивление. Если это не так, элемент неисправен и подлежит отбраковке.
Для полной уверенности можно проверить сопротивление (в режиме омметра) между стоком и истоком транзистора. Тестер должен показать сопротивление от нескольких десятков до нескольких сотен ом (в любом направлении).
Применение и практические схемы
Основная область применения КП303 – усилительные каскады (и генераторы). Так как характерной особенностью полевых транзисторов является высокое входное сопротивление, то и усилительные каскады получаются с высоким входным сопротивлением. Во многих случаях это упрощает согласование с предыдущими участками схемы. Транзисторы с индексом А, Б, В, Ж, И используют на низких частотах, а с буквой Д, Е – на высоких. Транзистор КП303Г, имеющий очень низкий уровень шума, используют в чувствительных приборах, а также в малошумящих каскадах связной аппаратуры.
На рисунке приведен пример датчика электрического поля, входной каскад которого выполнен на JFET. Антенна подключается непосредственно к затвору транзистора. Это позволило получить высокую чувствительность прибора.
На второй схеме в радиоприёмнике используется сразу два ПТ КП303. На одном из них собран первый каскад усилителя радиочастоты. Благодаря высокому входному сопротивлению, он подключен непосредственно к входному колебательному контуру, что позволило упростить схему и уменьшить потери тракта. На втором транзисторе (VT4) собран детектор. Этот КП303 работает на начальном участке ВАХ.
Следующая схема иллюстрирует применение КП303 в роли, характерной для JFET – в качестве стабилизатора тока. Транзистор VT2 включен по легкоузнаваемой схеме и питает входной истоковый повторитель на VT1 стабильным током.
В настоящее время применение транзисторов JFET сокращается. Их стремительно вытесняют триоды с изолированным затвором, так как главное преимущество КП303 и подобных – невысокая чувствительность к статическому электричеству – сходит на нет благодаря тому, что производители научились защищать затворы MOSFET. В остальном же JFET по параметрам в целом проигрывают (за исключением, пожалуй, усиливающих свойств). Тем не менее, триоды КП303 применяются и будут применяться, если не в промышленности, то в любительской практике.
