2N2222 и 2N3904 — маломощные NPN-транзисторы
2N2222 и 2N3904 — самые распространённые маломощные NPN-транзисторы для ключей и усилителей. Подвох в цоколёвке: у исполнений 2N2222 разных производителей порядок выводов в корпусе TO-92 разный. Разбираем по даташитам onsemi параметры, выводы и расчёт ключа.
Обновлено Редакция GAW
2N2222 и 2N3904 — маломощные кремниевые NPN-транзисторы общего назначения в корпусе TO-92 с напряжением коллектор–эмиттер 40 В. Они различаются током: 2N3904 рассчитан на 200 мА, исполнения 2N2222 — на 500–600 мА. Устройство, режимы работы и расчёт каскадов на биполярных транзисторах — в статье «Биполярный транзистор».
Распиновка
Главное, что нужно знать: у P2N2222A и PN2222A порядок выводов разный.
| Транзистор | Вывод 1 | Вывод 2 | Вывод 3 |
|---|---|---|---|
| 2N3904 (onsemi) | эмиттер | база | коллектор |
| PN2222A (onsemi, бывший Fairchild) | эмиттер | база | коллектор |
| P2N2222A (onsemi) | коллектор | база | эмиттер |
Если транзистор не подписан полностью, выводы проверяют мультиметром в режиме прозвонки диодов: база — общий вывод двух переходов, проводящих при плюсе щупа на базе.
Параметры
По даташитам onsemi при 25 °C:
| Параметр | P2N2222A | PN2222A | 2N3904 |
|---|---|---|---|
| Напряжение коллектор–эмиттер | 40 В | 40 В | 40 В |
| Напряжение коллектор–база | 75 В | 75 В | 60 В |
| Ток коллектора | 600 мА | 1 А предельно, для ключей до 500 мА | 200 мА |
| Мощность без радиатора | 625 мВт | 625 мВт | 625 мВт |
| Тепловое сопротивление к воздуху | 200 °C/Вт | 200 °C/Вт | 200 °C/Вт |
| Усиление hFE | 100–300 при 150 мА и 10 В; от 40 при 500 мА | — | 100–300 при 10 мА; от 30 при 100 мА |
| Насыщение UCE(sat) | до 0,3 В при 150 мА; до 1 В при 500 мА | — | до 0,2 В при 10 мА; до 0,3 В при 50 мА |
| Напряжение база–эмиттер в насыщении | 0,6–1,2 В при 150 мА; до 2 В при 500 мА | — | 0,65–0,85 В при 10 мА; до 0,95 В при 50 мА |
| Граничная частота fT | от 300 МГц | — | от 300 МГц |
Насыщение во всех случаях гарантируется при токе базы в 10 раз меньше тока коллектора. У 2N3904 onsemi указывает и времена переключения: задержка и нарастание — до 35 нс, рассасывание — до 200 нс, спад — до 50 нс при 10 мА.
Ключ на транзисторе
Схема типового ключа: нагрузка между плюсом питания и коллектором, эмиттер на общем проводе, база — через резистор к выводу микроконтроллера.
- Ток базы берут в 10 раз меньше тока нагрузки — при таком отношении onsemi гарантирует насыщение. Для реле с катушкой 70 мА — 7 мА.
- Резистор базы — (Uвых − UBE) / IБ. От 5 В при UBE около 1 В: (5 − 1) / 0,007 ≈ 560 Ом. Такой ток выводы AVR и STM32 отдают без перегрузки.
- Мощность: в насыщении при 70 мА на транзисторе не больше 0,3 В — около 21 мВт, запас огромный.
Для индуктивной нагрузки нужен обратный диод — схема и расчёт на странице «Драйвер реле на транзисторе», общий случай — на странице «Ключ на биполярном транзисторе» и в калькуляторе транзисторного ключа. Другие транзисторы — в разделе «Транзисторы».
Аналоги и замены
Каждая пара сверена по даташитам обоих производителей: выводы, корпус, предельные напряжения и токи. Значения — из документов, указанных под таблицей; столбец «У замены» показывает, лучше или хуже параметр у замены.
2N2222 → PN2222A (onsemi (Fairchild))
Функциональный аналог — делает то же, но выводы, корпус или схема включения другие. Сравнение в корпусе TO-92.
Электрически PN2222A не хуже P2N2222A — то же напряжение и усиление при большем токе, — но выводы коллектора и эмиттера у них поменяны местами.
| Параметр | 2N2222 | PN2222A | У замены |
|---|---|---|---|
| Выводы (P2N2222A / PN2222A) | 1 К, 2 Б, 3 Э | Э, Б, К (по рисунку TO-92 3L) | иначе |
| Корпус | TO-92 | TO-92 3L | так же |
| Напряжение коллектор–эмиттер, предельное | 40 В | 40 В | так же |
| Напряжение коллектор–база, предельное | 75 В | 75 В | так же |
| Постоянный ток коллектора | 600 мА | 1,0 А | лучше |
| Коэффициент передачи тока при 150 мА и 10 В | 100–300 | 100–300 | так же |
| Рассеиваемая мощность при 25 °C | 625 мВт | 625 мВт | так же |
Что проверить при замене
- Цоколёвка обратная: у P2N2222A № 1 — коллектор, № 3 — эмиттер, у PN2222A слева направо по рисунку корпуса — эмиттер, база, коллектор. Оба продаются как «2N2222 в TO-92», поэтому при замене эмиттер и коллектор оказываются переставлены.
- В даташите PN2222A выводы обозначены только буквами на рисунке, без номеров: ориентацию сверяют по плоской грани корпуса и проверяют мультиметром.
Источники: onsemi. P2N2222A: Amplifier Transistors NPN Silicon (P2N2222A/D, Rev. 7, January 2013) — с. 1 — Maximum Ratings, Thermal Characteristics, выводы (1 — коллектор, 2 — база, 3 — эмиттер); с. 2 — hFE; onsemi (Fairchild). PN2222A: NPN General-Purpose Amplifier (PN2222A Rev. 1.1.0, July 2014) — с. 1 — Absolute Maximum Ratings, рисунок TO-92 (E B C); с. 2 — Thermal Characteristics; с. 3 — Electrical Characteristics (hFE).
2N3904 → MMBT3904L (onsemi)
Функциональный аналог — делает то же, но выводы, корпус или схема включения другие. Сравнение в корпусе TO-92, SOT-23.
MMBT3904L — тот же кристалл по параметрам в SMD-корпусе: подходит для новой платы, но не для установки на место 2N3904.
| Параметр | 2N3904 | MMBT3904L | У замены |
|---|---|---|---|
| Выводы | 1 Э, 2 Б, 3 К (TO-92) | 1 Б, 2 Э, 3 К (SOT-23) | иначе |
| Корпус | TO-92 (выводной) | SOT-23 (TO-236, для поверхностного монтажа) | иначе |
| Напряжение коллектор–эмиттер, предельное | 40 В | 40 В | так же |
| Напряжение коллектор–база, предельное | 60 В | 60 В | так же |
| Постоянный ток коллектора | 200 мА | 200 мА | так же |
| Коэффициент передачи тока при 10 мА и 1 В | 100–300 | 100–300 | так же |
| Рассеиваемая мощность при 25 °C | 625 мВт | 225 мВт на плате FR-5, 300 мВт на керамике | хуже |
Что проверить при замене
- Другой корпус: MMBT3904L — SOT-23 для поверхностного монтажа, нужна своя площадка на плате.
- Нумерация выводов другая: в SOT-23 № 1 — база, № 2 — эмиттер, № 3 — коллектор.
- Допустимая мощность в SOT-23 в 2–3 раза меньше: 225 мВт на плате FR-5 против 625 мВт у TO-92; в ключах с заметным падением напряжения нагрев пересчитывают.
Источники: onsemi. 2N3904: NPN General-Purpose Amplifier (2N3904/D, Rev. 3, October 2024) — с. 1 — Maximum Ratings, Thermal Characteristics, выводы TO-92; с. 2 — hFE; onsemi. MMBT3904L, SMMBT3904L: General Purpose Transistor NPN Silicon (MMBT3904LT1/D, Rev. 14, August 2021) — с. 1 — Maximum Ratings, Thermal Characteristics (FR-5 и керамика), SOT-23 Style 6; с. 2 — hFE; чертёж корпуса — Style 6 (1 — база, 2 — эмиттер, 3 — коллектор).
Частые вопросы
Какая цоколёвка у 2N2222?
Зависит от исполнения. У P2N2222A от onsemi при взгляде на плоскую сторону выводы 1, 2, 3 — коллектор, база, эмиттер. У PN2222A (бывший Fairchild, теперь onsemi) порядок E-B-C — эмиттер, база, коллектор, как у 2N3904. Перед заменой проверяйте даташит конкретного транзистора или прозванивайте мультиметром.
Что выбрать: 2N2222 или 2N3904?
По току. 2N3904 рассчитан на ток коллектора до 200 мА и лучше всего работает до 100 мА — так и пишет onsemi. P2N2222A — до 600 мА, PN2222A — для ключей до 500 мА. Для реле, светодиодных лент на десятки миллиампер и сигнальных ключей подходят оба; для нагрузки в сотни миллиампер — 2N2222.
Какой резистор в базу 2N2222 для реле?
Насыщение onsemi гарантирует при токе базы в десять раз меньше тока коллектора. Для катушки 70 мА нужно около 7 мА базы. При напряжении база–эмиттер около 1 В резистор от 5 В — (5 − 1) / 0,007 ≈ 560 Ом. Не забудьте обратный диод на катушку.
Сколько мощности рассеивает 2N2222 в корпусе TO-92?
До 625 мВт при 25 °C без радиатора, со снижением на 5 мВт/°C выше. Тепловое сопротивление кристалл–воздух — 200 °C/Вт. В насыщении при 150 мА падение не больше 0,3 В — это 45 мВт, а в активном режиме мощность может быть в разы больше.
Источники
- onsemi. P2N2222A: Amplifier Transistors NPN Silicon (P2N2222A/D, Rev. 7, January 2013) — выводы TO-92: 1 — коллектор, 2 — база, 3 — эмиттер; предельные режимы, тепловые сопротивления, hFE, VCE(sat), VBE(sat), fT
- onsemi (Fairchild). PN2222A: NPN General-Purpose Amplifier (PN2222A Rev. 1.1.0, July 2014) — выводы TO-92 в порядке E-B-C, ток коллектора до 1 А предельно, для ключей до 500 мА
- onsemi. 2N3904: NPN General-Purpose Amplifier (2N3904/D, Rev. 3, October 2024) — выводы TO-92: 1 — эмиттер, 2 — база, 3 — коллектор; ток 200 мА; hFE, VCE(sat), fT, времена переключения
Нашли ошибку? ·
Смотрите также
- ТранзисторыMOSFET и биполярные: параметры, выбор, карточки популярных моделей
- Биполярный транзисторNPN и PNP, режимы работы, параметры из даташита, ключ и усилитель с расчётом
- Расчёт ключа на биполярном транзистореРезистор базы, ток базы, Iк/Iб и нагрев ключа
- Ключ на транзистореНижний ключ на NPN: ток и резистор базы, мощность, PNP и ULN2003A
- Драйвер релеКлюч на NPN, диод на катушке, расчёт для Omron G5Q 5 В, ошибки