Transistor NPN 2N5551: fonctionnalités, applications, fiche technique et épingle

Dans le vaste domaine de l'électronique, les transistors servent de héros méconnus, alimentant d'innombrables appareils et circuits qui sont devenus une partie intégrante de notre vie quotidienne. Parmi eux,le transistor NPN 2N5551Se démarque comme un composant polyvalent et largement utilisé. Avec sa combinaison unique de fonctionnalités, il s'est taillé un créneau dans diverses applications, des circuits à petite échelle au sein de l'électronique grand public aux systèmes plus complexes dans les configurations industrielles et de communication. Cet article plonge profondément dans le monde du 2N5551, explorant ses caractéristiques distinctives, diverses applications, les détails cruciaux des fiches techniques et les configurations fondamentales d'épingle. Que vous soyez un passionné d'électronique, un étudiant ou un ingénieur professionnel, la compréhension du 2N5551 peut ouvrir de nouvelles possibilités de conception et d'innovation de circuit.

Aperçu complet du transistor 2N5551

Le 2N5551 est un transistor à jonction bipolaire NPN à haute puissance et basse puissance (BJT)Largement utilisé dans les circuits d'amplification, de commutation et d'oscillation. Ses avantages de base comprennent une excellente réponse à haute fréquence, une faible tension de saturation et une perte de puissance minimale, ce qui le rend idéal pour les dispositifs électroniques de petite à moyenne puissance. Les applications clés s'étendent sur une amplification de signal haute fréquence, une commutation du circuit d'impulsion et une conduite à faible puissance. Avec des métriques de performance robustes - telles que des tensions de dégradation élevées (VCE ≥ 150 V), un gain de courant CC (HFE) de 80-250, et une fréquence caractéristique (FT) ≥ 100 MHz - il équilibre la fiabilité et l'efficacité, solidifiant son rôle d'alinéa dans la conception électronique.

Modèle CAO du transistor 2N5551

Configuration de la broche du transistor 2N5551

Le transistor 2N5551Comprend une configuration de broche claire, critique pour une intégration de circuit appropriée. Dans l'emballage commun To-92, trois broches servent des rôles distincts: la broche 1 est l'émetteur (E), la borne de sortie actuelle généralement connectée au sol ou à un faible potentiel; La broche 2 agit comme la base (b), contrôlant le courant de collecteur-émetteur via le courant de base (IB); La broche 3 fonctionne comme le collecteur (C), la borne d'entrée actuelle liée à des charges ou à des potentiels élevés.

Caractéristiques et spécifications techniques du transistor 2N5551

Caractéristiques électriques de base

• Caractéristiques CC:
  • Tension de panne de collection (VCB): ≥160 V
  • Tension de panne de collecteur-émetteur (VCE): ≥150V
  • Tension de panne d'émetteur (VEB): ≥6V
  • Gain de courant CC (HFE): 80-250 (à IC = 10MA, VCE = 10V)
• Caractéristiques à haute fréquence:
  • Fréquence caractéristique (FT): ≥ 100 MHz (à IC = 10MA, VCE = 20V)
  • Capacité de sortie (COB): ≤15pf (à VCB = 10V, F = 1 MHz)
• Caractéristiques de puissance et de température:
  • Power de dissipation du collecteur maximum (PC): 0,625W (à Tamb = 25 ℃)
  • Plage de températures de jonction de fonctionnement (TJ): -55 ℃ ~ + 150 ℃
  • Plage de températures de stockage (TSTG): -55 ℃ ~ + 150 ℃

Paramètres limites (valeurs maximales absolues)

Diagramme de circuit avec transistor 2N5551 NPN

Caractéristiques 2N5551

Performance de résistance à la tension forte: La tension de panne de collecteur-émetteur (VCE) est ≥150 V, et la tension de panne (VCB) de la base de collecteur est ≥160 V, permettant un fonctionnement stable dans des environnements relativement élevés et en élargissant la portée de l'application.

Gain de courant stable: Dans les conditions d'IC ​​= 10MA et VCE = 10V, le gain de courant CC (HFE) varie de 80 à 250, assurant des performances d'amplification fiables et la stabilité de l'amplification du signal.

Excellentes caractéristiques de haute fréquence: La fréquence caractéristique (FT) est ≥ 100 MHz (à IC = 10mA et VCE = 20V), ce qui le rend adapté à des scénarios d'application à haute fréquence tels que l'amplification du signal haute fréquence et l'oscillation.

Bonne puissance et adaptabilité de la température: La puissance de dissipation du collecteur maximum atteint 0,625 W (à 25 ℃), et la plage de température de la jonction de fonctionnement est de -55 ℃ ~ + 150 ℃, permettant un fonctionnement stable dans une plage de température relativement large et une plage de puissance.

Faible capacité de sortie: La capacité de sortie (COB) est ≤15pf (à VCB = 10V et F = 1 MHz), ce qui réduit la perte de signal à haute fréquence et améliore les effets de réponse à haute fréquence.

Excellentes caractéristiques de commutation: Il a une faible tension de saturation et peut obtenir une commutation rapide après une conception optimisée, ce qui le rend adapté aux applications de commutation telles que les circuits d'impulsion et la conduite de charge.

Applications 2N5551

Le 2N5551 est un transistor de silicium en petit signal de type NPN, avec une réponse à haute fréquence (fréquence caractéristique typique FT de 100 MHz), une capacité de gestion de puissance moyenne (dissipation maximale de puissance du collecteur de 625 MW) et une capacité de conduite à courant modéré (courant de collecteur maximum de 600 mm). Ses scénarios d'application se concentrent principalement sur le "traitement de petit signal" et la "commutation à faible puissance", avec les applications clés suivantes:

Circuits d'amplification en petit signal

En tant que dispositif d'amplification de base, il est utilisé dans la pré-amplification audio (comme le prétraitement des signaux pour les petits systèmes audio et les pilotes de casque), l'amplification du signal radiofréquence (RF) (tel que l'amplification des signaux faibles à l'extrémité de réception des radios et de la marche-pied), et une amplification du signal du capteur (telles que l'amplification des signaux électriques faibles) par la photorésistante et les thermistors pour adapter à une facturation faible). Ses caractéristiques à haute fréquence peuvent réduire la distorsion du signal, ce qui le rend adapté au traitement des signaux à haute fréquence et à petite amplitude.

Contrôle de l'interrupteur à faible puissance

Il agit comme un interrupteur électronique dans des scénarios de charge à petits courants, tels que le contrôle ON / désactivation des LED (contrôlant l'entrée / désactivation du courant du collecteur via des signaux de base pour entraîner des LED à faible puissance), la conduite de la bobine de relais à petit relais (doit être jumelé pour la commutation des circuits périphériques et les conditions d'éclair Circuits TTL / CMOS).

Oscillation à haute fréquence et génération de signaux

Tirant parti de sa capacité de réponse à haute fréquence, il est utilisé dans les circuits d'oscillation à haute fréquence (tels que les circuits d'oscillation LC, la génération de signaux sinusoïdaux dans la gamme de radiofréquences pour des applications telles que les modules de télécommande et la génération de transporteurs dans de petits dispositifs de communication) et les circuits de modulation de signal (Assistance à la modulation d'amplitude de la mise en œuvre ou à la modulation de fréquence, et à un équipement transmission sans fil simple).

Amplification et mise en forme du signal d'impulsion

Dans les systèmes numériques ou les circuits de contrôle de synchronisation, il amplifie les signaux d'impulsion faibles (tels que l'amplification des signaux de sortie de la minuterie) ou façonne des formes d'onde d'impulsion déformées à travers ses caractéristiques de commutation (telles que l'élimination de la gigue du signal pour produire des impulsions régulières de niveau élevé, adaptant aux exigences de déclenchement des circuits logiques suivants).

Sources de courant constantes et circuits de biais

En utilisant les caractéristiques de contrôle actuels du transistor, il construit des sources de courant constant à faible puissance (telles que la fourniture d'un courant de fonctionnement stable pour les capteurs de basse puissance et les amplificateurs opérationnels) ou sert de circuits de polarisation pour les dispositifs d'alimentation (fournissant une tension de polarisation de base appropriée pour les transistors haute puissance pour s'assurer qu'ils fonctionnent dans une région d'amplification stable).

Fonctionnement sûr du transistor NPN 2N551

Le transistor NPN 2N5551, un aliment de base dans de nombreux circuits électroniques, nécessite une manipulation minutieuse pour assurer un fonctionnement sûr.
D'abord et avant tout, adhérer à la zone d'exploitation sûre (SOA) est crucial. Le produit du collecteur - tension d'émetteur (VCE) et du courant du collecteur (IC) ne doit pas dépasser la puissance de dissipation du collecteur maximum (PC), qui est de 0,625 W à 25 ℃. Dans les environnements à haute température, une rétrécation est nécessaire. Par exemple, lorsque la température ambiante atteint 100 ℃, le PC doit être réduit à 0,3 W. Le dépassement de ces limites peut entraîner une surchauffe et des dommages permanents.
Pendant le soudage, il est essentiel de maintenir la température ou inférieure à 260 ℃ et le temps de soudage dans les 10 secondes. Des températures élevées peuvent endommager la structure interne délicate du transistor. Dans les applications impliquant une puissance élevée, l'installation de dissipateurs de chaleur est conseillé de dissiper efficacement la chaleur et de maintenir une température de jonction sûre.
De plus, en raison de son niveau de sensibilité ESD (débit électro-statique) de la classe 1A, des mesures anti-statiques telles que l'utilisation de sangles et de sacs de poignet anti-statiques sont essentiels pendant le stockage et la manipulation pour éviter les dommages des charges électrostatiques.

Optimisation de l'efficacité et des performances du transistor 2N5551

Optimisation du circuit d'amplification

Dans les circuits d'amplification,le 2N5551Les performances peuvent être améliorées grâce à la polarisation méticuleuse et à la correspondance d'impédance.
Polarisation: L'utilisation d'une configuration de biais de tension - diviseur, généralement avec les résistances RB1 et RB2, aide à stabiliser le point de fonctionnement du transistor. Les variations de température peuvent provoquer des fluctuations du gain de courant CC du transistor (HFE). Mais avec une bonne tension - biais de diviseur, la tension de base reste relativement constante, garantissant un courant de collecteur stable et minimisant les variations de gain. Par exemple, dans un circuit de pré-amplification audio, un point de fonctionnement stable garantit une amplification sonore cohérente sans distorsion causée par des fluctuations HFE.
Correspondance d'impédance: L'incorporation d'un réseau LC (inducteur - condensateur) pour l'appariement d'impédance est crucial pour les applications à haute fréquence. Le 2N5551 a une certaine impédance d'entrée et de sortie. En utilisant un réseau LC, l'impédance de la source et de la charge peut être adaptée à celle du transistor. Cela réduit les réflexions du signal, qui peuvent provoquer une perte de puissance et une distorsion. En conséquence, le transistor peut transférer efficacement la puissance et amplifier des signaux de fréquence élevée, ce qui le rend adapté aux tâches d'amplification RF (radiofréquence).

Optimisation du circuit de commutation

Pour les applications de commutation, la clé réside dans l'accélération de la vitesse de commutation et la réduction des pertes de puissance.
Accélération de la vitesse de commutation: Connexion d'une petite résistance (allant de 100Ω - 1kΩ) en série avec la base du 2N5551 peut supprimer le dépassement de courant pendant le processus de virage. De plus, l'ajout d'un condensateur (10pf - 100pf) en parallèle avec la jonction de base - émetteur peut accélérer le processus de virage-désactivé. Lorsque le transistor doit s'éteindre, le condensateur fournit un chemin pour la charge stockée dans la région de base pour se débarrasser rapidement, réduisant le temps de virage. Ceci est particulièrement important dans les circuits de modulation d'impulsion - largeur (PWM) où une commutation rapide et précise est nécessaire.
Réduire les pertes de puissance: Éviter trop - La conduite du transistor est essentielle pour minimiser les pertes de puissance. Au-dessus - la conduite peut entraîner une saturation excessive, augmentant le délai de virage-désactivé et provoquant une dissipation de puissance plus élevée pendant la transition entre les états ON et OFF. En contrôlant précisément le courant de base, le transistor peut fonctionner à un niveau de saturation optimal, réduisant à la fois les pertes de conduction et de commutation. Dans un circuit de conduite moteur, cette optimisation garantit que le 2N5551 peut changer efficacement le courant du moteur, améliorant l'efficacité énergétique du système global.

Graphique de simulation à 2N5551

Cette simulation présente un amplificateur d'émetteur commun construit avecun transistor NPN 2N5551. Le circuit à gauche utilise les résistances R3 (2kΩ), R4 (330Ω) pour la division de la tension, le réglage de la tension de base pour établir un point de fonctionnement approprié. R1 (1,2kΩ) et R2 (200Ω) agissent respectivement comme des résistances de collecteur et d'émetteur, déterminant l'impédance de sortie et les caractéristiques de tension de courant. C1 (1 μF) est un condensateur de couplage, permettant aux signaux de courant alternatif de passer tout en bloquant DC.
L'oscilloscope à droite affiche deux formes d'onde clés. La trace jaune supérieure représente le signal de courant alternatif d'entrée, probablement une sinusoïde à faible amplitude. La forme d'onde rose inférieure est la sortie, amplifiée par le 2N5551. Remarquez le gain significatif: l'amplitude de sortie est beaucoup plus grande, démontrant la capacité d'amplification de tension du transistor dans cette configuration. Les formes sinusoïdales lisses indiquent une distorsion minimale, montrant que le 2N5551 peut amplifier efficacement les signaux AC pour les applications analogiques comme l'amplification audio, validant son utilisation dans les circuits d'amplification linéaire.

Alternatives au transistor 2N5551

Dimensions de l'emballage de 2N5551

To-92: Il s'agit d'un ensemble de trous en plastique, très adapté à la soudure manuelle, et largement utilisé dans le champ électronique grand public.

SOT-23: Il s'agit d'un ensemble de montage en surface, et sa petite taille le rend adapté à la conception de PCB haute densité.

Paramètres de dimension clé (package à 92)

Fabricant 2N5551

Le transistor NPN 2N5551 est fabriqué par plusieurs sociétés de renom. Fairchild Semiconductor est un producteur de premier plan, l'ayant conçu pour les amplificateurs généraux - à usage élevé de tension et les conducteurs d'affichage à gaz. Leur 2N5551, dans un ensemble de - 92, présente des capacités de fréquence élevée jusqu'à 150 MHz, ce qui le rend adapté à diverses applications.
ONSEMI fabrique également ce transistor, offrant une version avec un produit de bande passante (FT) de 300 MHz. Toshiba, un autre nom bien connu, fournit au 2N5551 son propre ensemble de spécifications contrôlées de qualité. De plus, Diotec Semiconductor et Multiomp Pro produisent le 2N5551, chacun avec des caractéristiques de performance qui répondent à différentes demandes sur le marché de l'électronique. Le fabricant chinois CJ (Jiangsu Changjiang / Changjing) offre une option rentable et fiable pour des applications telles que des circuits d'amplification et de commutation de puissance à faible fréquence.

Conclusion

En tant que transistor NPN haute performance,le 2N5551a été largement utilisé dans l'amplification, la commutation et les circuits à haute fréquence en raison de ses avantages de résistance à haute tension, de caractéristiques à haute fréquence et de faible coût. Pendant le processus de conception, l'attention doit être accordée à sa zone de fonctionnement sûre, à ses conditions de dissipation de chaleur et à la correspondance des paramètres, et des outils de simulation doivent être utilisés pour optimiser les performances du circuit. En sélectionnant raisonnablement des modèles alternatifs et des transistors complémentaires, ses scénarios d'application peuvent être étendus pour répondre à divers besoins de conception.

Fiche technique du transistor NPN 2N5551 NPN

Onsemi 2N5551 NPN Transistor Datasheet.pdf

Fairchild Semiconductor 2N5551 Datasheet.pdf

Diodes Incorporated2N5551 Datasheet.pdf

Diotec Semiconductor 2N5551 Datasheet.pdf