Перейти к содержанию

КТ972 и КТ973 — составные транзисторы Дарлингтона n-p-n и p-n-p

КТ972 и КТ973 — составные транзисторы Дарлингтона на 2 А с коэффициентом передачи тока от 750: чтобы коммутировать ампер, им хватает тока вывода микроконтроллера. Минский «Интеграл» выпускает их в корпусах КТ-27 (TO-126) и КТ-89 (DPAK) и называет прототипы — BD875 и BD876. По спецификациям — выводы, буквы, расчёт резистора базы и радиатора.

Обновлено Редакция GAW

КТ972 (n-p-n) и КТ973 (p-n-p) — кремниевые эпитаксиально-планарные составные транзисторы, то есть два транзистора, соединённых по схеме Дарлингтона. «Интеграл» называет их комплементарной парой и выпускает в корпусе КТ-27, аналоге TO-126, и в КТ-89, аналоге DPAK; исполнения в DPAK обозначаются цифрой 9: КТ972А9, КТ973Б9. Внутреннюю схему — есть ли резисторы между базами и эмиттерами — ознакомительная спецификация не приводит.

Цоколёвка

ВыводКТ-27 (TO-126)КТ-89 (DPAK), исполнения с цифрой 9
1эмиттербаза
2коллекторколлектор
3базаэмиттер

На рисунке спецификации корпус КТ-27 обращён к читателю стороной с крепёжным отверстием и тремя круглыми метками, выводы направлены вниз; в таком положении слева вывод 1 — эмиттер, в середине 2 — коллектор, справа 3 — база. Надписи и обратной стороны рисунок не показывает, а сам рисунок производитель называет иллюстративным, поэтому выводы проверяют мультиметром. На рисунке КТ-89 номер 2 стоит у теплоотводящей площадки; в DPAK база и эмиттер переставлены по сравнению с КТ-27.

Номера выводов в обоих корпусах те же, что у КТ815 и КТ814 и КТ817 (в том числе у исполнений КТ815А9 и КТ817А9 в DPAK), поэтому КТ972 ставят на их место без переразводки, когда не хватает тока управления, — с учётом большего падения напряжения и нагрева.

Параметры

Электрические параметры — при 25 °C, у КТ973 напряжения и токи отрицательные.

ТипUкб max, Uкэr maxh21э при Uкб = 3 В, Iэ = 1 АUкэ насUбэ насIкэr
КТ972А, КТ973А60 Вот 750до 1,5 Вдо 2,5 Вдо 1 мА при 60 В
КТ972Б, КТ973Б45 Вот 750до 1,5 Вдо 2,5 Вдо 1 мА при 45 В
КТ972В, КТ973В60 В750–5000до 1,5 Вдо 2,5 Вдо 1 мА при 60 В
КТ972Г60 В750–5000до 0,95 Вдо 1,7 Вдо 0,3 мА при 60 В

Напряжения насыщения — при Iк = 0,5 А и Iб = 50 мА; Uкэr max и ток утечки — при резисторе 1 кОм между базой и эмиттером. КТ973Г упомянут только в таблице предельных режимов спецификации КТ973; в каталоге «Интеграла» его нет.

Общие для всех букв:

ПараметрЗначение
Постоянный ток коллектора2 А
Импульсный ток коллектора4 А (импульс до 10 мкс, скважность от 5)
Напряжение эмиттер–база5 В
Мощность при корпусе −45…+25 °C8 Вт
Мощность при 25 °C среды1,25 Вт
Температура переходадо 150 °C
Рабочая температура корпуса−45…+85 °C
Время рассасываниядо 200 нс при Iк = 0,5 А, Iб1 = Iб2 = 50 мА

1,25 Вт нормированы по температуре среды, а не корпуса, поэтому их понимают как мощность без радиатора, хотя сам теплоотвод в условии не упомянут; для DPAK, который отводит тепло через плату, реальное значение зависит от площади меди. Спецификация даёт одни значения для обоих корпусов. Теплового сопротивления и кривой снижения мощности в ней нет. Если считать, что допустимая мощность линейно падает до нуля при предельных 150 °C, получаются оценки: кристалл–воздух (150 − 25)/1,25 = 100 °C/Вт, кристалл–корпус (150 − 25)/8 ≈ 15,6 °C/Вт. Ниже расчёт нагрева опирается на эти оценки.

В составном транзисторе два перехода база–эмиттер включены последовательно, поэтому напряжение база–эмиттер в насыщении у него до 2,5 В. А напряжение коллектор–эмиттер велико по другой причине: выходной транзистор не входит в насыщение, на нём остаётся его собственное напряжение база–эмиттер плюс насыщение входного транзистора. Отсюда 1,5 В при 0,5 А против 0,6 В у одиночного КТ815 при том же токе — плата за усиление от 750.

Маркировку корпуса ознакомительные спецификации не описывают — её нужно уточнять по техническим условиям.

Пример: ключ на 1 А от вывода 5 В

Нагрузка — светодиодная лента или соленоид 12 В с током 1 А, ключ — КТ972А в минусовом проводе.

  1. Ток базы с трёхкратным запасом: Iб = 3 · 1000 мА/750 = 4 мА.
  2. Резистор: Rб = (5 − 2,5)/4 мА = 625 Ом; ближайший меньший номинал E24 — 620 Ом. Напряжение 2,5 В — наибольшее Uбэ нас из таблицы (оно нормировано при токе базы 50 мА), поэтому ток базы получается не меньше 4 мА. Если реальное напряжение база–эмиттер ниже — например, 1,4 В (это предположение, спецификация его не даёт), — ток будет около (5 − 1,4)/620 Ом ≈ 5,8 мА; вывод микроконтроллера такой ток отдаёт.
  3. Падение на транзисторе. Спецификация гарантирует 1,5 В лишь при 0,5 А и токе базы 50 мА; при 1 А и 4 мА базы оно не нормировано, и 1,5 В — только ориентир. Мощность — около 1,5 · 1 = 1,5 Вт.
  4. Нагрев. Без радиатора допустимо 1,25 Вт при 25 °C, а по оценке 100 °C/Вт при 40 °C в корпусе прибора кристалл нагрелся бы до 40 + 1,5 · 100 = 190 °C — больше предельных 150 °C. Чтобы не работать на пределе, кристалл держат с запасом, например не горячее 125 °C: общее тепловое сопротивление — не больше (125 − 40)/1,5 ≈ 57 °C/Вт. За вычетом оценки 15,6 °C/Вт кристалл–корпус на прокладку и радиатор остаётся около 41 °C/Вт — это небольшой радиатор. Подбор — в калькуляторе радиатора.

Для соленоида и другой индуктивной нагрузки параллельно ей ставят диод. Предельные 60 В (у КТ972Б — 45 В) гарантированы при резисторе 1 кОм между базой и эмиттером, и питать нагрузку от напряжения у самого предела не стоит — оставляйте запас с учётом выбросов. Пока вывод микроконтроллера в нуле, база соединена с эмиттером через 620 Ом, и условие выполняется само. Но после сброса вывод находится в высокоимпедансном состоянии, и базу держит только отдельный резистор 1 кОм между базой и эмиттером. В открытом состоянии он отбирает до 2,5 В/1 кОм = 2,5 мА, и ток базы надо увеличить на эту величину. Пересчитать ключ для другого тока и запаса можно в калькуляторе транзисторного ключа.

Аналоги

Прототипы называет спецификация: у КТ972 — BD875, у КТ973 — BD876; «Интеграл» оговаривает, что это ближайший или функциональный аналог, а не точная копия. Из популярных Дарлингтонов на сайте разобран TIP120 в корпусе TO-220 на 5 А. Это не заявленная замена: у TIP120 другой корпус и порядок выводов (база, коллектор, эмиттер), зато больше ток.

Типичные ошибки

  • Насыщение как у одиночного транзистора. На КТ972 остаётся до 1,5 В, и при 1 А это уже 1,5 Вт тепла.
  • Резистор базы по 0,7 В. Напряжение база–эмиттер Дарлингтона — до 2,5 В (у КТ972Г — до 1,7 В); с 0,7 В в расчёте резистор выйдет больше нужного, и ток базы окажется меньше расчётного.
  • 8 Вт без радиатора. 8 Вт — при корпусе не горячее 25 °C; без радиатора ориентир — 1,25 Вт при 25 °C воздуха.
  • Разводка КТ-27 на DPAK. У исполнений с цифрой 9 вывод 1 — база, 3 — эмиттер.
  • Импульсный ток как постоянный. 4 А допустимы лишь в импульсах до 10 мкс, постоянно — 2 А.

Другие транзисторы — в разделе «Транзисторы».

Частые вопросы

Какая цоколёвка у КТ972?

По спецификации «Интеграла» в корпусе КТ-27 (TO-126), если держать его как на рисунке — стороной с крепёжным отверстием и тремя круглыми метками к себе, выводами вниз: слева 1 — эмиттер, 2 — коллектор, справа 3 — база. В корпусе КТ-89 (DPAK, исполнения с цифрой 9) иначе: 1 — база, 2 — коллектор, 3 — эмиттер. У КТ973 выводы такие же. Номера выводов в обоих корпусах совпадают с КТ815 и КТ817.

Какой резистор базы нужен КТ972 от Arduino на 5 В?

Для нагрузки 1 А при минимальном h21э 750 с трёхкратным запасом нужно 4 мА базы. Напряжение база–эмиттер в насыщении — до 2,5 В, поэтому резистор (5 − 2,5) / 4 мА ≈ 625 Ом, ставят 620 Ом. Ток базы будет не меньше 4 мА, а если реальное напряжение база–эмиттер ниже — например, 1,4 В (предположение, спецификация его не даёт), — около 5,8 мА.

Сколько ватт рассеивает КТ972 без радиатора?

В таблице предельных режимов — 1,25 Вт при температуре среды 25 °C; теплоотвод в условии не упомянут, и для DPAK, который отводит тепло через плату, реальная цифра зависит от площади меди. С радиатором — до 8 Вт, если корпус не горячее 25 °C. Если считать, что мощность линейно падает до нуля при 150 °C, получаются оценки около 100 °C/Вт кристалл–воздух и 15,6 °C/Вт кристалл–корпус.

Чем отличаются КТ972А, Б, В и Г?

У А и Б h21э от 750 без верхней границы, у В и Г — от 750 до 5000. Б рассчитан на 45 В, остальные — на 60 В. У Г ниже насыщение: до 0,95 В против 1,5 В и база–эмиттер до 1,7 В против 2,5 В при 0,5 А. Ток 2 А и мощность у всех одинаковые.

Можно ли управлять КТ972 от 3,3 В?

Лучше брать КТ972Г: у него напряжение база–эмиттер в насыщении не больше 1,7 В, и для 4 мА базы резистор (3,3 − 1,7) / 4 мА = 400 Ом, ставят 390 Ом. У А, Б и В на резисторе остаётся лишь 0,8 В, и ток базы сильно зависит от экземпляра. Для КТ973 буквы Г в каталоге нет.

Источники

  1. ОАО «Интеграл». КТ972 — n-p-n составной биполярный транзистор (техническая спецификация, январь 2011 г., редакция 1.0) — с. 1: прототип BD875, комплементарная пара — КТ973, температура корпуса −45…+85 °C, ТУ аАО.336.452 ТУ, корпуса КТ-27 (TO-126) и КТ-89 (DPAK), выводы КТ-27: 1 — эмиттер, 2 — коллектор, 3 — база; КТ-89: 1 — база, 2 — коллектор, 3 — эмиттер; с. 2: таблица 1 — Iкэr, h21Е при 1 А, Uкэ нас и Uбэ нас при 0,5 А, время рассасывания при 25 °C; таблица 2 — 60 В (Б — 45 В), 2 А, 4 А в импульсе, 8 Вт при корпусе до 25 °C, 1,25 Вт при 25 °C среды, Tj 150 °C
  2. ОАО «Интеграл». КТ973 — p-n-p составной биполярный транзистор (техническая спецификация, январь 2011 г., редакция 1.0) — с. 1: прототип BD876, комплементарная пара — КТ972, ТУ аАО.336.453 ТУ, корпуса и выводы как у КТ972; с. 2: таблица 1 — буквы А, Б, В (Uкэ нас 1,5 В, Uбэ нас 2,5 В у всех); таблица 2 — те же предельные режимы, Г упомянута только в ней
  3. ОАО «Интеграл». Каталог продукции: составные транзисторы Дарлингтона — в каталоге — КТ972А, Б, В, Г и КТ973А, Б, В, исполнения с цифрой 9 (КТ972А9, КТ973А9 и др.) — в корпусе КТ-89

Нашли ошибку?