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.
| Транзистор | Корпус | Вывод 1 | Вывод 2 | Вывод 3 |
|---|---|---|---|---|
| 2N7000 | TO-92 | исток | затвор | сток |
| BS170 | TO-92 | сток | затвор | исток |
| 2N7002 | SOT-23 | затвор | исток | сток |
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:
| Параметр | 2N7000 | BS170 | 2N7002 |
|---|---|---|---|
| Напряжение сток–исток | 60 В | 60 В | 60 В |
| Напряжение затвор–исток | ±20 В, кратковременно ±40 В | ±20 В, кратковременно ±25 В | ±20 В, кратковременно ±40 В |
| Ток стока | 200 мА, импульсный 500 мА | 500 мА | 115 мА (Vishay); 170–210 мА (Diodes) |
| Мощность без радиатора | 400 мВт | 830 мВт | 200 мВт (Vishay); 370–540 мВт (Diodes) |
| Тепловое сопротивление к воздуху | 312,5 °C/Вт | 156 °C/Вт | 625 °C/Вт (Vishay); 348 и 241 °C/Вт (Diodes) |
| Порог VGS(th) | 0,8–3 В, 2,1 В типично | 0,8–3 В | 1–2,5 В |
| RDS(on) при 10 В | до 5 Ом при 0,5 А | до 5 Ом при 0,2 А | до 7,5 Ом (Vishay), до 5 Ом (Diodes) при 0,5 А |
| RDS(on) при 4,5–5 В | до 5,3 Ом при 4,5 В и 75 мА | около 4 Ом типично при 5 В | до 7,5 Ом при 5 В и 50 мА |
| Входная ёмкость | 22 пФ типично, до 60 пФ | 22 пФ типично, до 60 пФ | 22 пФ типично, до 50 пФ |
| Включение и выключение | до 10 нс | до 10 нс | до 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 затвора | Что гарантирует даташит 2N7000 |
|---|---|
| 10 В | RDS(on) до 5 Ом при 0,5 А |
| 4,5 В | RDS(on) до 5,3 Ом и ток не меньше 75 мА |
| 3,3 В | ничего: 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
- 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
- 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
- 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?
Смотрите также
- ТранзисторыMOSFET и биполярные: параметры, выбор, карточки популярных моделей
- IRF540, IRFZ44, IRLZ44N-канальные MOSFET TO-220AB: 60–100 В, 28–50 А, логический уровень у IRLZ44
- Ключ на MOSFETЛогический уровень, резисторы затвора, потери и нагрев, ШИМ, 3,3 В
- Согласование уровнейПрямое соединение, делитель, диоды, MOSFET-транслятор, I²C на BSS138
- MOSFET и IGBTУстройство, логический уровень, заряд затвора, потери, ключ и IGBT