Escolhendo Substitutos de Transistores

13 de março de 2023 0 Comentários Leitura: 12 min

Ao reparar um circuito, ou mesmo construir um novo, muitas vezes não é possível encontrar o componente eletrônico exato – nós dizemos a você como escolher um substituto adequado.

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O Tutorial de Transistor inclui:

Noções básicas de transistor | Ganho: Hfe, hfe & Beta | Especificações do transistor | Códigos de numeração de transistores e diodos | Escolhendo transistores de substituição

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Ao trabalhar com equipamentos eletrônicos, seja no projeto, construção ou reparo de circuitos eletrônicos, às vezes é necessário escolher um transistor de substituição. O tipo de transistor pode não estar disponível ou pode não estar disponível.

Felizmente, normalmente é possível usar um tipo de transistor substituto, pois geralmente há um grau considerável de sobreposição entre as especificações de diferentes tipos de transistores e, observando as especificações básicas, normalmente é possível escolher as substituições corretas do transistor.

Esta explicação é focada em transistores bipolares, mas é possível aplicar uma lógica semelhante a outros componentes eletrônicos, incluindo transistores de efeito de campo, para garantir que substitutos adequados possam ser encontrados.

Ao procurar substituições adequadas de transistores, é necessário observar as principais especificações do transistor. Uma vez verificadas as especificações e os parâmetros do transistor, é possível verificar se há outros tipos de transistores de substituição com parâmetros semelhantes que poderão operar no circuito em questão.

Ao considerar quaisquer possíveis transistores de substituição, é necessário observar uma variedade de parâmetros que descrevem a operação do transistor. Estes incluirão os parâmetros básicos da operação do transistor e desempenho elétrico.

Também é necessário observar os parâmetros relacionados ao meio ambiente, como a faixa de temperatura e similares, pois podem ser muito importantes em muitos casos.

Os fatores físicos como tamanho e embalagem também são muito importantes. Com muitos transistores disponíveis como dispositivos com chumbo, bem como dispositivos de montagem em superfície, esses aspectos podem ser muito importantes.

Ao fazer uma escolha sobre um transistor de substituição, é necessário levar em consideração todos os vários fatores para que o novo componente eletrônico se encaixe e funcione dentro do projeto do circuito eletrônico.

Sumário

Olhando para os parâmetros básicos do transistor

Felizmente, muitos transistores usados em projetos de circuitos eletrônicos são de uso geral. Suas especificações não são particularmente exatas e uma variedade de transistores de uso geral pode ser usada. Hoje, o desempenho até mesmo dos transistores de uso geral é extremamente alto e eles podem ser usados em uma variedade de aplicações.

No entanto, um olhar mais atento deve ser dado aos transistores que cumprem um papel mais exigente. Suas especificações precisam ser examinadas mais de perto para garantir que quaisquer substitutos tenham especificações semelhantes.

Ao procurar uma substituição de transistor adequada, alguns dos parâmetros básicos do transistor que precisam ser considerados incluem o seguinte:

Material semicondutor usado: A maioria dos transistores será germânio ou silício. Outros tipos são normalmente usados apenas em aplicações muito especializadas. É importante saber qual é o tipo do transistor porque há uma diferença na queda de tensão de polarização direta do emissor base. Para o germânio é cerca de 0,2 – 0,3 volts e para o silício é cerca de 0,6 volts. O circuito será projetado em torno de uma queda de tensão específica.
Polaridade: É absolutamente imperativo descobrir se o transistor é da variedade NPN ou PNP. Instale o tipo incorreto e ele experimentará o inverso de todas as tensões esperadas e provavelmente será destruído.
Aplicação geral: embora nem sempre seja necessário corresponder exatamente à finalidade pretendida para o transistor, uma variedade de áreas de seu desempenho serão adaptadas às aplicações pretendidas. Os possíveis tipos de aplicação podem incluir: comutação, analógico, baixa potência, amplificador de RF, baixo ruído, etc. Coloque o tipo correto e pode não funcionar bem. Por exemplo, é improvável que um transistor de uso geral de baixa potência funcione bem em uma aplicação de comutação, mesmo que tenha um limite alto de pés ou frequência.
Pacote e pinagem: Os transistores têm muitos pacotes. Frequentemente, é necessário combinar o pacote do transistor de substituição o mais próximo possível para permitir que o transistor se encaixe fisicamente. Além disso, o pacote pode fornecer uma indicação de outros parâmetros.
Quebra de tensão: É necessário garantir que o transistor seja capaz de suportar as tensões que provavelmente verá. Os parâmetros do transistor, como Vceo, etc, precisam ser verificados.
Ganho de corrente: , O parâmetro de ganho de corrente de um transistor normalmente tem uma dispersão muito ampla. Isso é normalmente citado como Β ou hfe. Embora sejam ligeiramente diferentes, para todas as equivalências de circuitos desta natureza, esses parâmetros do transistor são os mesmos. É necessário escolher um transistor de substituição com aproximadamente o mesmo ganho de corrente. Normalmente não é um problema escolher um transistor de substituição com um ganho maior. Frequentemente, um ganho de corrente menor pode ser aceitável.
Limite de frequência: O limite de frequência superior para um transistor é normalmente cotado como seus pés. Normalmente, é importante garantir que o transistor possa atender a quaisquer limites de frequência.
Dissipação de energia: É necessário garantir que o transistor de substituição possa dissipar energia suficiente. Muitas vezes, o tipo de embalagem é uma boa indicação disso.

Esses são os principais parâmetros importantes na maioria das aplicações, mas fique atento a quaisquer outros parâmetros do transistor que possam precisar ser incluídos na seleção do transistor substituto.

Tipos de transistores: transistor NPN e símbolos de circuito de transistor PNP

Escolhendo um transistor substituto

Ao escolher um transistor de substituição adequado para uso em um circuito eletrônico, existem várias etapas que devem ser consideradas ao fazer a escolha. Estes podem ser progredidos em uma ordem lógica para restringir a escolha e permitir que a melhor alternativa para o transistor de substituição seja feita.

Instruções passo a passo:

Escolha um transistor da mesma polaridade: O primeiro critério de seleção principal é se o transistor é PNP ou NPN.
Selecione um transistor substituto do mesmo material: A maioria dos transistores são de silício ou germânio. Como as tensões de polarização e outras características são diferentes, é necessário selecionar um transistor substituto com o mesmo material.
Selecione o mesmo tipo funcional de transistor: Os transistores normalmente recebem uma indicação de sua aplicação nas folhas de dados. A substituição deve ter a mesma aplicação, se possível.
Escolha um substituto com o mesmo encapsulamento: Escolher um transistor de substituição com o mesmo encapsulamento e pinagem facilitará muito a substituição. Diferenças no encapsulamento para transistores de sinal pequeno normalmente não são um problema, mas para os maiores, onde pode haver dissipadores de calor, etc., encapsulamentos diferentes podem causar problemas significativos.Além disso, onde as conexões dos pinos forem diferentes, deve-se tomar cuidado para garantir que os pinos corretos sejam usados nas conexões corretas. Para muitos transistores, a pinagem é EBC, mas existem outras configurações para a pinagem que podem facilmente prender muitas pessoas.
Selecione um transistor de substituição com a mesma tensão de ruptura: Certifique-se de que os valores para V_CEO e V_CBO etc sejam pelo menos tão altos quanto o transistor original.
Verifique se ele pode receber a corrente: Certifique-se de que o transistor substituto pode passar a corrente necessária – ele deve ter um I_Cmax maior ou igual ao transistor original.
Selecione um transistor com um Hfe semelhante: É necessário garantir que o ganho de corrente do transistor substituto seja aproximadamente o mesmo que o original. Os valores de ganho de corrente normalmente variam amplamente, mesmo para transistores do mesmo tipo, portanto, alguma variação será aceitável.
Selecione um transistor de substituição com Ft equivalente: É necessário garantir que o transistor de substituição seja capaz de operar nas frequências relevantes, portanto, é aconselhável um Ft semelhante ou ligeiramente superior. Não escolha um transistor com um Ft muito maior, pois isso pode aumentar o risco de oscilação.
Escolha um transistor com uma dissipação de potência semelhante: É necessário garantir que o transistor substituto aguente a potência que ele irá dissipar dentro do circuito. A escolha de um transistor de substituição com um estilo de lata semelhante geralmente significa que ambos os transistores têm uma dissipação de energia semelhante.
Verifique se há recursos especiais: Ao garantir que os recursos acima sejam selecionados, pode haver alguns recursos adicionais que precisam ser considerados. Estes são normalmente necessários quando os transistores são usados em aplicações especializadas.

Uma vez feita a escolha do transistor de substituição, ele pode ser instalado no circuito e o desempenho verificado. Na maioria dos casos funcionará satisfatoriamente, mas ocasionalmente pode haver um problema. Se for esse o caso, é necessário rever a forma como foi feita a escolha do transistor de substituição e verificar se houve algum erro ou procurar outros parâmetros que possam afetar o funcionamento do circuito do transistor.

E se eu não conseguir encontrar os detalhes originais do transistor?

Às vezes é muito fácil descobrir os parâmetros de um determinado transistor, pois pode ser possível encontrá-los na Internet ou em um livro de dados do transistor. Se isso não for possível, porque as marcações não são visíveis ou os dados não podem ser encontrados, nem tudo está perdido.

Ainda é possível descobrir muito sobre o transistor a partir de sua embalagem e também do circuito em que está sendo utilizado. Desta forma, geralmente é possível encontrar um transistor de substituição adequado. As instruções passo a passo abaixo devem ajudar a descobrir os parâmetros essenciais do transistor.

Instruções passo a passo:

Essas instruções são apresentadas em uma ordem aproximada dos parâmetros mais significativos primeiro, seguidos pelos menos significativos:

É um transistor? Esta pode parecer uma pergunta óbvia, mas ocasionalmente alguns dispositivos podem parecer um transistor à primeira vista. Pode ser um transistor de efeito de campo, um transistor Darlington ou mesmo algum outro tipo de dispositivo. Alternativamente, às vezes pequenos reguladores de tensão estão contidos em pacotes semelhantes aos de um transistor. Outros dispositivos também podem aparecer no que podem parecer pacotes de transistores à primeira vista. O exame cuidadoso do aplicativo permitirá que isso seja verificado.
Silício ou germânio: É importante saber se o transistor é de silício ou germânio. Pode ser possível descobrir isso de várias maneiras. Se o transistor original ainda estiver funcionando, isso pode ser descoberto medindo a tensão na junção base-emissor quando ela estiver polarizada diretamente. Isso deve ser de cerca de 0,2 a 0,3 volts para um transistor de germânio e 0,6 volts para outras variedades. Alternativamente, pode ser possível determinar o tipo olhando para outros transistores no circuito. Freqüentemente, a mesma tecnologia será usada em todo o equipamento. Isso nem sempre é verdade, então cuidado!
Dissipação de energia: Isso geralmente é definido pelo pacote no qual o transistor é colocado. Observe as especificações de outros transistores nos mesmos pacotes e isso fornecerá um bom guia. Esses pacotes projetados para montagem em dissipadores de calor serão mais variáveis porque podem frequentemente dissipar mais energia dependendo do dissipador de calor. É melhor ser mais cauteloso com esses pacotes.
Tensão máxima: Uma ideia da tensão máxima pode ser obtida do circuito em que é usado. Para estar no lado seguro, certifique-se de que a tensão operacional máxima do transistor de substituição seja pelo menos duas vezes a tensão do trilho do circuito no qual está operando
Ganho de corrente: O ganho de corrente dos transistores é notoriamente difícil de especificar. Os transistores de alta potência geralmente oferecem ganhos mais baixos – os tipos mais antigos de transistores de potência podem ser tão baixos quanto 20 – 50, enquanto os transistores menores podem oferecer ganhos entre 50 e 1000.
Frequência máxima: É necessário certificar-se de que o transistor de substituição é capaz de operar na frequência necessária. Observe os componentes do circuito e a função do circuito. Geralmente é possível estimar a frequência de operação. Em seguida, pegue isso e escolha um transistor substituto que possa operar facilmente nessa frequência.
Qualquer outra coisa: Embora a maioria dos pontos principais tenha sido abordada nos pontos acima, é sempre melhor estar atento a outros parâmetros que podem afetar a escolha da substituição do transistor. Isso é particularmente verdadeiro para circuitos especializados em que alguns recursos de desempenho específicos podem ser críticos.

Escolher um transistor substituto normalmente é bastante fácil. Há um grande número de tipos de transistores disponíveis, e as especificações de muitos tipos de transistores se sobrepõem, tornando a escolha de um transistor substituto bastante fácil em muitos casos.

Muitas vezes, pode ser útil verificar o estoque de armazenistas locais ou distribuidores de componentes eletrônicos confiáveis. Muitas vezes é necessário selecionar um transistor que possa ser obtido de forma rápida e fácil. Verificar o que pode estar disponível com um estoquista ou distribuidor de componentes eletrônicos ajudará a tomar a decisão final.

Ser capaz de escolher um transistor de substituição pode ser muito útil se o tipo exato de transistor não estiver disponível facilmente. É bastante provável que um similar esteja disponível à mão, ou possivelmente de um estoquista local. Em ambos os casos, é útil poder escolher o transistor de substituição com uma boa possibilidade de funcionar.

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