Перейти к содержанию

2N7000, 2N7002 и BS170 — маломощные N-канальные MOSFET

2N7000, его SMD-версия 2N7002 и BS170 — маломощные полевые транзисторы на 60 В для ключей, светодиодов и согласования уровней. У 2N7000 и BS170 в корпусе TO-92 выводы стоят в обратном порядке, а порог открывания до 3 В делает их ненадёжными от 3,3 В. Разбираем по даташитам Vishay и Diodes.

Обновлено Редакция GAW

2N7000, 2N7002 и BS170 — N-канальные MOSFET обогащённого типа на 60 В. Это самые простые полевые транзисторы для слаботочных ключей: управляются напряжением, ток затвора в статике — наноамперы, переключаются за единицы наносекунд. Мощные MOSFET для нагрузок в амперы — в карточке IRF540, IRFZ44, IRLZ44, устройство полевых транзисторов — в статье «MOSFET и IGBT».

Распиновка

По даташиту Vishay выводы 2N7000 и BS170 в корпусе TO-92 идут в обратном порядке.

2N7000 в корпусе TO-92, плоская грань: 1 исток, 2 затвор, 3 стокTO-92, плоская грань2N70001S2G3D
2N7000 (Vishay, Diodes): 1 — исток, 2 — затвор, 3 — сток
BS170 в корпусе TO-92, плоская грань: 1 сток, 2 затвор, 3 истокTO-92, плоская граньBS1701D2G3S
BS170 (Vishay): 1 — сток, 2 — затвор, 3 — исток
ТранзисторКорпусВывод 1Вывод 2Вывод 3
2N7000TO-92истокзатворсток
BS170TO-92стокзатвористок
2N7002SOT-23затвористоксток

Цоколёвка взята из даташитов Vishay и Diodes; у транзисторов других производителей её сверяют по их документации. Если маркировка непонятна, сток находят мультиметром: встроенный диод проводит при плюсе щупа на истоке и минусе на стоке.

Параметры

По даташитам при 25 °C:

Параметр2N7000BS1702N7002
Напряжение сток–исток60 В60 В60 В
Напряжение затвор–исток±20 В, кратковременно ±40 В±20 В, кратковременно ±25 В±20 В, кратковременно ±40 В
Ток стока200 мА, импульсный 500 мА500 мА115 мА (Vishay); 170–210 мА (Diodes)
Мощность без радиатора400 мВт830 мВт200 мВт (Vishay); 370–540 мВт (Diodes)
Тепловое сопротивление к воздуху312,5 °C/Вт156 °C/Вт625 °C/Вт (Vishay); 348 и 241 °C/Вт (Diodes)
Порог VGS(th)0,8–3 В, 2,1 В типично0,8–3 В1–2,5 В
RDS(on) при 10 Вдо 5 Ом при 0,5 Адо 5 Ом при 0,2 Адо 7,5 Ом (Vishay), до 5 Ом (Diodes) при 0,5 А
RDS(on) при 4,5–5 Вдо 5,3 Ом при 4,5 В и 75 мАоколо 4 Ом типично при 5 Вдо 7,5 Ом при 5 В и 50 мА
Входная ёмкость22 пФ типично, до 60 пФ22 пФ типично, до 60 пФ22 пФ типично, до 50 пФ
Включение и выключениедо 10 нсдо 10 нсдо 20 нс (Vishay)

У 2N7002 данные двух производителей различаются: Diodes указывает ток и мощность для двух вариантов платы — с минимальными площадками и с медным полигоном 25 × 25 мм, поэтому цифры выше. Для BS170 Vishay гарантирует сопротивление канала только при 10 В; значение при 5 В — типичное.

Ключ от микроконтроллера

Схема: нагрузка между плюсом питания и стоком, исток на общем проводе, затвор — к выводу микроконтроллера. Главное — напряжение затвора.

Напряжение затвораЧто гарантирует даташит 2N7000
10 ВRDS(on) до 5 Ом при 0,5 А
4,5 ВRDS(on) до 5,3 Ом и ток не меньше 75 мА
3,3 Вничего: порог открывания может быть до 3 В

От вывода на 5 В 2N7000 надёжно коммутирует до 75 мА. Для светодиода 20 мА падение на канале — не больше 5,3 · 0,02 ≈ 0,11 В, мощность около 2 мВт. Для реле с катушкой 70 мА — до 0,37 В и 26 мВт: запаса по нагреву много, но ток уже у границы гарантированного 75 мА. Для нагрузок больше берут MOSFET с логическим уровнем затвора, например IRLZ44, а схема с резисторами в затворе и защитой от выброса — на странице «Ключ на MOSFET».

От 3,3 В порог до 3 В оставляет транзистор полуоткрытым. Для таких схем и для двунаправленных преобразователей уровней I²C выбирают транзисторы с порогом заметно ниже — например, BSS138 с порогом 0,8–1,5 В; схема — на странице «Согласование уровней 3,3 и 5 В».

Встроенный диод

Между истоком и стоком у всех трёх транзисторов есть встроенный диод: он проводит, когда напряжение на стоке ниже, чем на истоке. По Diodes у 2N7002 прямое напряжение — 0,78 В типично, до 1,5 В при 115 мА. Для индуктивной нагрузки он не заменяет обратный диод на катушке: при выключении напряжение на стоке выбрасывается вверх, для встроенного диода это обратное направление, и выброс ложится на сам транзистор. Другие транзисторы — в разделе «Транзисторы».

Частые вопросы

Какая распиновка у 2N7000 и BS170?

Обратная. По даташиту Vishay у 2N7000 в корпусе TO-92 выводы 1, 2, 3 — исток, затвор, сток, у BS170 — сток, затвор, исток. Затвор в обоих случаях посередине, а сток и исток при замене одного на другой меняются местами: в ключе на общий провод встроенный диод оказывается включён в прямом направлении, и нагрузка работает постоянно, не слушаясь затвора. У SMD-версии 2N7002 в SOT-23: 1 — затвор, 2 — исток, 3 — сток.

Можно ли управлять 2N7000 от Arduino?

От 5 В — да: при напряжении затвора 4,5 В Vishay гарантирует сопротивление канала не больше 5,3 Ом и ток не меньше 75 мА. Этого хватает для светодиодов и небольших реле. От 3,3 В — нет гарантий: порог открывания у 2N7000 до 3 В. Для 3,3 В берут транзистор с RDS(on), нормированным при 2,5 В или ниже.

Какой ток выдерживает 2N7000?

200 мА постоянного тока при 25 °C и 500 мА в импульсе. Мощность — до 400 мВт без радиатора. У BS170 в том же корпусе — 500 мА и 830 мВт, у 2N7002 в SOT-23 — 115 мА по Vishay и 170–210 мА по Diodes, в зависимости от площади меди на плате.

Чем отличаются 2N7000 и 2N7002?

Корпусом и током. 2N7000 — в выводном TO-92, 2N7002 — в SMD-корпусе SOT-23 с меньшей мощностью. Напряжение — 60 В у обоих, порог близкий: 0,8–3 В у 2N7000 и 1–2,5 В у 2N7002. Сопротивление канала 2N7002 нормировано при 5 и 10 В — не больше 7,5 Ом.

Источники

  1. Vishay Siliconix. 2N7000/2N7002, VQ1000J/P, BS170: N-Channel 60-V (D-S) MOSFET (Document Number 70226, Rev. F, 16-Jul-01) — с. 1 — выводы TO-92 (2N7000: S-G-D, BS170: D-G-S) и SOT-23; с. 2 — предельные режимы, мощность и RthJA, характеристики 2N7000 и 2N7002; с. 3 — переключение, характеристики BS170
  2. Diodes Incorporated (Zetex). 2N7000 N-Channel Enhancement Mode Vertical DMOS FET (Issue 2, November 1994) — выводы TO-92 S-G-D; 60 В, 0,2 А, 400 мВт; порог 0,8–3 В; гарантированный ток 75 мА при VGS = 4,5 В; 5 Ом при 10 В
  3. Diodes Incorporated. 2N7002 N-Channel Enhancement Mode Field Effect Transistor (DS11303 Rev. 40-2, July 2024) — SOT-23: ток 170–210 мА в зависимости от платы, мощность 370–540 мВт, порог 1–2,5 В, 7,5 Ом при 5 В, заряд затвора, прямое напряжение диода

Нашли ошибку?