Datasheet transistor, Comprensione e lettura

Al di là dei consigli che ti sono stati dati da Ele e Law, che è bene seguire per evitare di fare le cose a caso, può essere anche utile analizzare i dati del data sheet che hai linkato, così possiamo vedere cosa significano i vari parametri e come possono essere usati (discorso che magari potrà servire anche ad altri in futuro).

VCEO = tensione massima applicabile fra collettore ed emettitore del transistor con base scollegata (O sta proprio per open). Oltre a questo valore il transistor entra in conduzione anche senza polarizzazione.

VCBO = tensione massima applicabile fra collettore e base con emettitore scollegato.

VEBO = tensione massima inversa applicabile fra emettitore e base con collettore scollegata. Cosa significa inversa? Normalmente la giunzione base-emettitore è polarizzata direttamente per permettere lo scorrimento della corrente Ib. Il parametro VEBO indica invece la tensione massima inversa (emettitore al positivo, base al negativo) che può essere applicata alla giunzione senza che questa entri in conduzione. E'un parametro da considerare quando il transistor funziona in modalità on/off (saturo/interdetto), dato che in caso di funzionamento lineare è estremamente difficile che l'emettitore venga a trovarsi a tensione superiore rispetto alla base (sarebbe il segnale variabile applicato alla base del transistor che potrebbe, se molto ampio, provocare l'inversione della tensione Vbe, andando ad alterare la polarizzazione).

Ic è la corrente di collettore massima sopportabile dal transistor. Occorre tenere presente che non significa che se la corrente Ic resta al disotto della Ic massima (nel caso del BC337 è 800mA) il transistor resti sicuramente integro, dato che anche con correnti abbastanza basse il transistor potrebbe trovarsi a dissipare un potenza superiore a quella massima sopportabile (che lo porterebbe a surriscaldarsi e a fondersi). La Ic massima indica il valore oltre il quale il transistor rischia di bruciarsi anche se si trovasse a lavorare in condizioni di bassa potenza dissipata/basso riscaldamento.

PD = massima potenza dissipabile dal transistor per evitare che si guasti per surriscaldamento. Normalmente ci sono 2 tipi di PD: una riferita alla temperatura TA=25°C e l'altra è TC=25°C.
TA sta per temperatura ambiente (Tambient, per l'esattezza) e significa che il BC337 può dissipare 625mW se la temperatura ambiente è di 25°C. Con temperature ambiente superiore la potenza massima dissipabile cala progressivamente. Praticamente il concetto è che la giunzione del transistor può sopravvivere (e lavorare) fino ad una temperatura massima, che nel caso del BC337 è di 150°C TJ massima. Quando la giunzione comincia a scaldare trasmette parte del calore all'esterno del contenitore, che a sua volta lo smaltisce nell'ambiente.
Il costruttore ha stabilito che ogni tot mW dissipati c'è un incremento di 1°C nella temperatura della giunzione. Da questo parametro, detto resistenza termica e che viene espresso in °C/W, risulta che per evitare che la giunzione superi i 150°C TJ massima) è necessario che la giunzione non dissipi una potenza superiore al parametro PD.
La PD legata a TC è la potenza dissipabile legata alla temperatura del contenitore (Tcase) di 25°C. Praticamente significa che se la temperatura del contenitore del transistor viene mantenuta a 25°C la potenza dissipabile massima è di 1,5W, quindi più del doppio rispetto a quella dissipabile seguendo il parametro TA.

Perchè c'è questa differenza? Sostanzialmente abbiamo 2 resistenze termiche diverse nel transistor (vale in realtà per qualsiasi componente elettronico che può dissipare energia, come resitenze, diodi, mosfet, FET ,ecc.), ovvero R0JC (resistenza fra giunzione e contenitore) e la R0JA ovvero fra giunzione e ambiente. Il concetto che più è alta la R0JA (giunzione-ambiente) meno il transistor può dissipare, dato che il calore si accumula lungo il percorso giunzione-ambiente e la giunzione si surriscalda.

Un transistor come il BC337 non è adatto a dissipare molta potenza, perchè la resistenza termica fra contenitore e ambiente è alta quindi quando il calore riesce ad arrivare alla superficie del contenitore si trova un ostacolo a disperdersi nell'ambiente. Ma se siamo bravi a fare in modo di diminuire il valore della RTC-TA (contenitore-ambiente) al punto da mantenerla la temperatura del contenitore a 25°C, veniamo premiati col fatto di potere fare dissipare al BC337 1,5W invece dei 625mW precedenti.
E' chiaro che raffreddare un transistor plastico a mezzaluna in modo adeguato non è certamente molto semplice, ma il discorso è molto importante per i componenti predisposti al montaggio su aletta di raffreddamento.

Questo discorso un po' lungo si allaccia alla Ic massima descritta sopra. Se io avessi una Ic di 100mA, quindi 8 volte più bassa di quella massima potrei comunque bruciare ugualmente il BC337, perchè basterebbe che la VCE fosse di 8V per arrivare ad una potenza dissipata pari a 0,1A*8V=0,8W, decisamente superiore ai 625mW indicati come massima potenza dissipabile senza sistema di raffreddamento.
Volendo, si potrebbe anche calcolare la temperatura raggiunta dalla giunzione con queste condizioni di funzionamento: TJ=PD*R0JA = 0,8W*200°C/W=160°C, quindi 10°C oltre il valore massimo ammissibile (peraltro più teorico che reale, dato che basta che la temperatura ambiente aumenti per superare il limite massimo).

ICBO = corrente che passa fra collettore e base quando l'emettitore è scollegato. Praticamente è la corrente "di perdita" del transistor, ovvero quella che passa la giunzione quando il transistor non è polarizzato. Il tranistor ideale avrebbe questo valore pari a 0, mentre quello reale non è 0, ma poco sopra (100nA, quindi 0,1uA)

ICES = corrente che passa fra collettore e emettitore quando la VBE è 0.Valgono le stesse considerazioni della ICBO

IEBO = corrente che passa fra base ed emettitore quando il collettore è scollegato.Valgono le stesse considerazioni della ICBO

hfe = rapporto Ic/Ib quindi indica di quante volte la corrente di collettore Ic è superiore alla corrente di base Ib. Praticamente indica l'amplificazione in corrente del transistor. Occorre prestare attenzione al fatto che l'hfe può variare notevolmente da un esemplare di transistor all'altro di pari caratteristiche nominali (stessa sigla e stesso lotto di produzione) e inoltre varia in base alla polarizzazione del transistor (quando è in saturazione l'hfe è molto più basso di quando lavora in zona lineare).

VBE on = Tensione base emettitore con transistor in forte conduzione o saturazione.

VCE sat = Tensione Collettore emettitore con transistor in saturazione

Cob = Capacità di uscita del transistor. E' un parametro che indica la capacità parassita del transistor visto dall'uscita (sostanzialmente fra collettore ed emettitore). E' un parametro da considerare quando si lavora a frequenze alte.

ft = frequenza di transizione. E' la frequenza a cui l'hfe scende a 1. L'hfe indicato in precedenza, che nel caso del BC337 è superiore a 100, è riferito a frequenze basse, ma l'hfe, oltre ad una certa frequenza, cala a causa delle capacità parassite del transistor , fino ad arrivare a 1 quando la frequenza arriva a ft.

Per il momento è tutto. Quando avrai "digerito" quello che ho scritto vedremo eventualmente un po' di grafici.

Edited by Robo67 - 3/6/2018, 08:59

La VBEsat interessa poco perchè alla fine la tensione base-emettitore è comunque sempre compresa fra 0,6-1V, quindi non influisce più di tanto nel calcolo della resistenza di base. Può essere importante se il segnale di comando, invece di variare da 0 a X volt, può variare da -X volt a + Y volt. In questo caso si potrebbe avere che la giunzione base emettitore entra in conduzione inversa.

La VCEsat spesso non è così importante, almeno fino a quando non si lavora con alte correnti o basse tensioni di alimentazione.
Se il transistor deve pilotare, ad esempio, un carico che assorbe 10A occorre che abbia una VCEsat bassa, altrimenti si troverebbe a dovere dissipare una certa potenza in calore. Ad esempio se si osserva il data sheet di un transistor molto noto il 2N3055 si nota dal grafico di figura 7 che con una Ic di 10A la VCEsat è ci circa 0,8V. Questo significa che il transistor dissiperebbe 0,8V*10A=8W di potenza.
E' chiaro che se la VCEsat fosse più alta (es.1,2V) la potenza sarebbe più alta anch'essa (12W) che sarebbero decisamente più difficili da smaltire come calore.
Avere una VCEsat alta significa anche fare cadere una tensione "notevole" fra Collettore ed Emettitore, riducendo la tensione che può arrivare al carico. Ammettendo, ad esempio, che il 2N3055 stia alimentando un carico che assorbe 10A a 3V (quindi un carico con una resistenza di 3V/10A=0,3ohm) succederebbe che con quasi 0,8V di VCEsat al carico non arriverebbero 3V, ma 2,2V, rischiando di non alimentarlo correttamente.

Ci sono dei transistor specifici per il funzionamento come interruttori, che hanno una bassa VCEsat, come questo. Nel grafico VCE(sat) v IC a pagina 3-226 (il primo in alto a sinsitra) si nota che con Ic=1A la VCE è di solo 0,18V, il 50% inferiore rispetto a quella del BC337 con una corrente di 700-800mA.

Sinceramente continuerei con questo, per evitare di essere troppo dispersivi (dopo tutto il sistema del "tutto e subito", che imperversa ovunque, fa a botte col fatto di doversi sforzare a cercarsi i post; qui siamo decisamente diversi, ma non vorrei costringere gli "ospiti" a doversi leggere tutto il forum ogni volta che cercano qualcosa, altrimenti scappano )