13003 Транзистор характеристики и его российские аналоги

В данном тексте вы узнаете все характеристики мощного силового 13003 (mje13003) транзистора с кремниевой NPN-структуры, высокой скоростью переключений и низкой полосой пропускания. Наиболее известен с обозначением mje13003, так как с этим префиксом он был когда то представлен миру компанией Motorola. В настоящее время его прототип наиболее широко применяется в бытовой электронике, особенно в режиме переключений SWITCHMODE. Позиционируются для коммутации от 115 до 229 вольт в различных схемах отклонения электронного луча, инверторов, регуляторах, а так же драйверов электромагнитных реле.

Распиновка

Цоколевка 13003 у большинства производителей выполняется в пластиковым корпусом ТО-126. У компании STMicroelectronics (STM) этот корпус называется SOT-32. Фирменный MJE13003 у компании Motorola имел пластиковый корпус — ТО-225A. Это тот же, немного улучшенный ТО-126, согласно системы стандартизации полупроводниковых приборов Jedec. Три гибких вывода из корпуса ТО-126, если смотреть на маркировку, имеют следующее назначение: самый левый контакт – база; посередине – коллектор; крайний справа – эмиттер.

В статье рассмотрено назначение выводов, встречающееся у большинства производителей, однако бывает и другая – нетипичная распиновка 13003 в ТО-126. У той же STM, если смотреть на прибор как описано выше, эмиттер будет слева, база справа, а коллектор посередине. Аналогичная цоколевка у KSE13003 (Fairchild Semiconductor). Очень редко, но встречаются приборы в корпусе ТО-220. Для наглядности просмотрите рисунок с цоколевкой от разных компаний.

Основные технические характеристики

13003 – это высоковольтный силовой транзистор, прежде всего спроектированный для работы с большими токами и пропускаемым напряжением между коллектором и базой. Высокая скорость переключений и низким временем задержки включения/выключения позволяет использовать его преимущественно в импульсных схемах с индуктивной нагрузкой.

Предельные режимы эксплуатации

13003 рассчитан на работу с большими напряжениями и токами. Так, заявленные производителями максимально допустимые характеристики постоянного рабочего напряжения достигают (V_CEO) 400 вольт, а порогового (V_CEV) 700 вольт. Номинальное значение постоянного коллекторного тока коллектора (I_C) 1.5 A, а импульсного пиковое (I_CM), как у большинства силовых транзисторов, в два раза больше 3 A. Максимальная мощность рассеивания, при этом, не должна превышать 40 Ватт.

Предельные значения для пикового тока измерены при длительности импульса в 5 мс и величине обратной скважности не более 10%.

Электрические характеристики

Следует учесть, что для расчета возможности применения 13003 в своих схемах, величины предельных режимов эксплуатации обычно уменьшают на 25-30%. Это связано с тем, что они рассчитаны на работу прибора при температуре Тс=25°С. Рабочая же температура устройства будет значительно выше. Зная это, производители в электрических характеристиках на 13003, указывают параметры его использования не только при температуре Тс=25°С.

Как мы видим, в таблице электрических параметров 13003, величины напряжений насыщения и времени переключения приведены и для температуры 100 градусов. Если внимательно присмотреться, то можно увидеть, что эти значения указаны при максимальном токе коллектора I_C не превышающем 1 A. А это в 1.5 раза (на 33%) меньше, приведенного значения в предельно допустимых параметрах.

Режима работы в SOA

Очень важной характеристикой для переключающего транзистора является параметры, относящиеся к область безопасной работы (Safe operating area (SOA). Они в даташит показаны в виде графиков активного (безопасного) режима работы в SOA (FBSOA) и выключения (RBSOA).

Режим FBSOA

На графике активного режима работы для mje13003 видно, что постоянный ток коллектора в 1 А допустим только при напряжении около 30 В, что не превышает номинальной мощности 30 Вт (при предельной мощности устройства в 40 Вт). При импульсном токе активная область расширяется. Например при импульсном токе в 3 A, в течении 100 мкс, допустимо напряжение около 150 В. Как видно из графика, при увеличении напряжения, величина используемого тока коллектора уменьшается. Область возможного вторичного пробоя указывается в правой части графика.

Выглядит это конечно замечательно, но стоит внести в эту идиллию ложку дёгтя. Как принято, безопасный режим работы рассчитывается производителями при температуре перехода до 25 градусов. В реальности нельзя поддерживать такую температуру у работающего полупроводникового прибора, так как при её увеличении мощность устройства падает. А при увеличении температуры до предельных 150 °С доходит до 0 Вт. В связи с этим радиолюбители стараются разными способами уменьшить нагрев корпуса, оснащая устройства радиаторами, добиваясь при этом средних рабочих температур.

Режим RBSOA

В справочнике на 13003 (рисунке 12), приводится график работы в режиме выключения — RBSOA. На графике показана область устойчивой работы транзистора при выключении и обратном смещении на переходе эмиттер-база V_BE(off), при этом ток коллектора продолжает течь. Если на базе напряжение нулевое, то область RBSOA значительно меньше.

В схемах с импульсными источниками питания, для уменьшения проблем связанных с запиранием транзистора в момент его выключения, чаще всего используют обратное смещение базы.

Комплементарная пара

Комплементарной пары у mje13003 нет, учитывайте это при выборе компонента для своих схем или при замене вышедшего из строя устройства.

Маркировка

Маркируется на корпусе цифрами “13003”, указывающими на серийный номер устройства по системе JEDEC. Префикс MJE, в начале указывает на происхождение устройства у именитого брэнда — компании Motorola. В настоящее время префикс mje в обозначении своей продукции добавляют и другие производители радиоэлектронного оборудования. Так что, не удивительно встретить транзистор с таким префиксом от другого компании.

Также, вместо MJE, но с другими буквами в названиях, могут встречается похожие устройства: ST13003 SOT-32 (ST Microelectronics), FJP13003, KSE 13003 (Fairchild). В последнее время стали встречается копии устройств от китайских компаний с такой маркировкой на корпусе: 13003d, 13003br, j13003, e13003. В большинстве случаев у приборов с буквой “d” в конце есть встроенный защитный диод, а у остальных меньшая мощность до 25 Вт.

Замена и эквиваленты

Замену для 13003 можно подобрать из его ближайших аналогов ST13003, KSE13003, HMJE13003. Можно попробовать транзисторы из той же серии но, с более высокими характеристиками: mje13005, mje13007, mje13008, mje13009. В некоторых схемах может подойти BUJ101, 2SC4917 или PHD13003 с встроенным защитным диодом. Очень часто в качестве замены подходит его белорусский аналог от завода “Интеграл” — кт8170А1.

И напоследок интересное видео о сборке навесным монтажом простого аудиоусилителя.

Производители

Вот список основных производителей устройства, кликнув мышкой по наименованию компании можно скачать её DataSheet.

Транзисторы 13001 13003 13005 13007 13009

Транзисторы 13001 13003 13005 13007 13009 — это биполярные n-p-n транзисторы широко распространенные в импортных бытовых приборах (люмининсцентные энергосберегающие лампы, зарядные устройства и блоки питания от мощных компьютерных до маломощных бытовых).

Серия транзисторов MJE13001 — MJE13009 биполярные высоковольтные с N-P-N проводимостью специально разработана для использования в импульсной технике. Они характеризуются высоким напряжением и повышенным быстродействием.

Транзистор 13003 — аналог, datasheet, цоколевка, параметры, замена

Транзистор 13003 имеет множество имён, которые зависят от фирмы производителя. Под транзистором 13003 скрываются имена wg2gf 13003, wg 2 gf 13003, wg2 13003, alj 13003 и оригинальное название mje 13003 или MJE13003

Транзистор 13001 Цоколевка

В зависимости от фирмы-производителя цоколевка транзистора может отличаться от приведенной. Указанная распиновка соответствует транзисторам «Motorola Inc»

параметры биполярного низкочастотного npn транзистора MJE13001

Absolute Maximum Ratings TC=25°C TO-92

Collector-Base Voltage V CBO 500 V

Collector-Emitter Voltage V CEO 400 V

Emitter- Base Voltage V EBO 9 V

Collector Current I C 0.3 A

Total Power Dissipation P C 7 W

Junction Temperature Tj 150 °C

Storage Temperature Tstg -65-150 °C

параметры биполярного низкочастотного npn транзистора MJE13009

Транзистор 13005 Цоколевка

Аналоги импортных транзисторов серии 13001, 13003, 13005, 13007, 13009

Профилактика и ремонт китайских настольных энергосберегалок

Автор: Antares
Опубликовано 11.04.2013
Создано при помощи КотоРед.

Мяу, товарищи!) Всем доброго времени суток!) Это – первая моя статья, поэтому прошу больно не бить.) Сегодня я расскажу Вам, какие неприятности может принести китайская экономия Вашей настольной лампе, как их ликвидировать и предотвратить.

В общем, история такова. Подарили мне как-то на день рождения настольную лампу. С люминесцентной лампочкой!) Счастья было полный лоток!) Радовался я ей, радовался, да не долго… Проработала она у меня с пол-года, а потом я выдернул из той же розетки, куда была включена эта лампа, советскую лампу дневного света с дроссельно-стартерным пуском… Из настольной лампы раздался звук выстрелившего пистона, лампочка погасла, и по комнате пополз запах радио.((( Я так понял, что причиной стал выброс напряжения из-за резкого отключения индуктивной нагрузки (советской лампы). Вскрытие пациента показало стандартную китайскую халтуру: тёмный припой, остатки активного флюса на плате, и… Полное отсутствие каких-либо фильтров и защит на входе 220 платы. Мало того, что такая кончина этой лампы была неизбежна, так ещё она неплохо какала в сеть помеху во время работы (да, забыл сказать, что в лампе используется импульсный ЭПРА по стандартной схеме двухтактного автогенератора). После обследования пациента с помощью мультиметра, выяснилось, что сгорели оба транзистора автогенератора (их разорвало на части) и четыре резистора (стояли в базовой и коллекторной цепях сгоревших транзисторов). К сожалению, я не сфотографировал платы со взорванными транзисторами, все фотки сделаны уже после ремонта.

Вот, собственно, пациент)

А вот и коробка, в которой он продавался. Если у Вас такой – настоятельно рекомендую взглянуть на плату ЭПРА. Возможно, там тоже нет никаких защит.

Плата. Вид сверху.

Итак, ЭПРА лампы сгорел. Что делать?

Покупать новую лампу я не собирался, благо у меня лежит куча рабочих пускателей от дохлых энергосберегалок, а схемы ЭПРА у них и пациента практически совпадают. Поэтому можно просто заменить горелые компоненты с одной платы на такие же с другой. Главное – проверить мультиметром исправность компонентов-доноров, иначе бабах может повториться). Замена компонентов занимает от силы 10 минут. В моём случае немного различаются номиналы резисторов (так я поставил 1 Ом вместо 1,2 Ом в эмиттерные цепи транзисторов и 10 Ом вместо 12 Ом – в базовые), но это вполне терпимо. А вот с транзисторами может получиться небольшая пакость. Дело в том, что у разных транзисторов может различаться цоколёвка. Так, у родных транзисторов 13001 цоколёвка была БКЭ, а у доноров 13002 цоколёвка уже ЭКБ, хотя оба выпускаются в одинаковых корпусах ТО-92. Называется, повернись избушка… Этот момент нужно учесть при замене транзисторов, иначе, в лучшем случае, генератор может не запуститься.

При замене транзисторов я бы рекомендовал не изобретать велосипед и ставить транзисторы серий 13001-13007, т.к. они специально разработаны для таких преобразователей, и их легко достать. Если таковых транзисторов у Вас нет – открываем даташит на родные транзисторы и смотрим максимальные напряжение коллектор-эмиттер, напряжение база-эмиттер, ток коллектора и коэффициент передачи тока h21. В моём случае Uke = 400V, Ube = 9V, Ik = 300mA, h21 = 8. Подбираем транзисторы-доноры по параметрам так, чтобы они были не хуже родных. Да, с составными транзисторами эта схема скорее всего не запустится, т.к. не хватит напряжения, даваемого коммутирущим трансформатором, для их открывания. И ещё, при замене транзисторов всегда меняем пару, а не один транзистор, даже если второй подаёт признаки жизни, причём транзисторы-доноры тоже должны быть из одного полумоста. В противном случае можно получить перекос напряжения на выходе преобразователя и нестабильную работу лампы.

Итак, горелые детали заменили на исправные, включаем первый раз лампу в сеть последовательно с лампочкой накаливания на 60 Вт. Лампочка в пациенте должна зажечься, а 60-ваттная лампа – максимум моргнуть при старте. Если лампа так и не заработала – продолжаем искать неисправные компоненты и ещё раз проверяем цоколёвку транзисторов. В первую очередь проверяем все полупроводниковые компоненты (диоды и транзисторы). Также часто пробиваются высоковольтные конденсаторы, подключаемые к лампочке. Для прозвонки нужно выпаивать компонент, т.к. низкоомные резисторы и обмотки трансформатора могут шунтировать цепи.Причём проверка мультиметром при низком напряжении показывает, что конденсатор исправен. В этом случае помогает проверка заменой. Также не забываем проверить целостность лампочки пациента и её нитей накала.

Лампа (снова) работает! Как избежать проблем в будущем?

Ну вот, лампу мы-то отремонтировали, но надолго ли? Если у Вас нет на входе защит и фильтров (как у меня), то ближайший всплеск напряжения в сети снова поджарит транзисторы в преобразователе. Причём, не обязательно выдёргивать советскую лампу из соседнего гнезда одной розетки – такой импульс даст отключение от сети любого более-менее мощного трансформатора. Поэтому я настоятельно рекомендую всем владельцам ламп без защит поставить таковую в лампу, тем более что собрать её можно из платы любой более-менее нормальной платы ЭПРА от энергосберегалки, а места в лампе-пациенте для фильтра достаточно. Итак, смотрим схему:

Конденсаторы C1, C2 (47 нФ * 400В) и дроссель L1 берутся из платы ЭПРА энергосберегалки (находятся возле входа 220В). Они образуют двусторонний П-образный ФНЧ, задача которого – не пропускать высокочастотные помехи от автогенератора в сеть и обратно.

Варистор VU1 находится в ларьке, торгующем электронными компонентами или в компьютерном блоке питания. Предназначен для подавления всплеска напряжения на входе сети. Можно взять диаметром 5-15 мм (больше может не влезть) и напряжением срабатывания 430-470В. Я использовал 14-KVR431, что обозначает варистор диаметром 14 мм и напряжением срабатывания 431 -> (43 * (10^1)) = 430В.

Предохранитель F1 – выводной, от сгоревшей энергосберегалки. Обозначения на нём не было, но точно больше 0,5А, т.к. полуамперный предохранитель сгорел на втором пуске, хотя суммарная ёмкость фильтрующих конденсаторов 1,65 мкФ.

Всё это хозяйство можно смонтировать на небольшую плату, но, т.к. деталей в фильтре мало, я собрал его навесным монтажом и закрутил изолентой. В любом случае, нужно надёжно заизолировать все токоведущие части друг от друга и от окружающей среды, что избежать замыканий между компонентами фильтра и платой преобразователя. Полученный "кокон" укладываем в корпус преобразователя, находящийся в основании лампы, благо места там предостаточно. Я пытался приклеить его к стенке корпуса "моментом", но пластик пациента это клей не взял.(

Фильтр в изоленте

Вот на этом всё.) Разрешите откланяться. Да, не забывайте, что в данной схеме мы имеем дело с сетевым напряжением, что вполне себе смертельно опасно. Поэтому не забываем ВЫКЛЮЧАТЬ ЛАМПУ ИЗ РОЗЕТКИ, прежде чем что-то делать.