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  • Kann der TR oberhalb des Höchstwerts betrieben werden, und sei es nur einen Moment? 
    • Nein. Ein Betrieb über dem Höchstwert führt höchstwahrscheinlich zu einer Störung oder zumindest zu einer Qualitätsverschlechterung (d. h. hFE-Abfall). Weitere Informationen zum Einzelimpulsbetrieb finden Sie unter dem Punkt „Sicherer Betriebsbereich“. Für andauernde Impulsanwendungen ist eine Berechnung der Leistung und Temperatur erforderlich.
      Weitere Informationen finden Sie auf der ROHM-Website (z. B. Derating-Kurven).
  • Wie lautet der Höchstwert für den Basisstrom? 
    • Der maximale Basisstrom entspricht einem Drittel des Kollektorstroms (Ein Zehntel beim Einsatz von Darlington-Transistoren). Im Falle des 2SD2656:
      IC max entspricht 1 A für Gleichstrom und 2 A für Impulsstrom. Deshalb beträgt der Höchstwert für den Basisstrom 333 mA für Gleichstrom und 666 mA für Impulsstrom. Digitaltransistoren sind darauf ausgelegt, sicherzustellen, dass der Eingangsstrom innerhalb des Nennwertbereichs liegt, solange Vin innerhalb des normalen Bereichs liegt.
  • Ist es möglich, die Versorgungsspannung zum Basis-Emitter verpolt anzulegen? 
    • Für NPN-Transistoren ist die VCEO abgeschaltet, wenn an den Kollektorstift eine positive Spannung angelegt wird, während der Emitter an Masse angeschlossen ist. Im Gegenzug ist die VCEO in PNP-Transistoren abgeschaltet, wenn an den Emitter mit an Masse angeschlossenem Kollektor eine positive Spannung angelegt wird.
      Abschaltung in umgekehrter Richtung (z. B. NPN: +V an Emitter, Kollektor an Masse angeschlossen) entspricht grob der Abschaltung zwischen Emitter und Basis. In der Regel liegt dieser Wert zwischen 5 und 7 V, sodass die Kollektor-Emitter-Sperrspannung bei unter 5 V liegt. (Wenn an den Kollektor-Emitter eine ausreichende Sperrspannung angelegt wird, tritt eine Qualitätsverschlechterung wie ein hFE-Abfall auf. Andernfalls fließt ein Ableitstrom.)





      Das Gleiche gilt für Digitaltransistoren. Es kann eine Sperrspannung von bis zu 5 V an den Kollektor-Emitter angelegt werden, siehe weiter unten. Es fließt jedoch Strom durch die Widerstände aufweisenden Teile zwischen GND- und IN-Klemme.
  • Was ist die hFE-Verteilung bei einer konkreten Produktionscharge? 
    • Der hFE-Bereich wird im Datenblatt veranschaulicht. Für einige Produkte sind die oberen und unteren Grenzwerte angegeben, für andere jedoch nur die unteren. Die hFE-Verteilung für Komponenten, bei denen beide Grenzbereiche definiert sind, liegen innerhalb des vorgegeben Bereichs, wohingegen sich die hFE-Verteilung bei Transistoren, bei denen nur ein unterer Grenzbereich angegeben ist, auf ein Vielfaches des angegebenen unteren Grenzbereichs erstreckt. Weitere Informationen dazu erhalten Sie von einem ROHM-Vertriebsmitarbeiter.
  • Was ist ein Digitaltransistor? 
    • Ein Digitaltransistor ist ein bipolarer Transistor, in den Widerstände integriert sind.


      ■Interner Widerstand R1

      • R1 dient zur Stabilisierung des Transistorbetriebs, indem er die Eingangsspannung in Strom umwandelt.

      Der bipolare Betrieb neigt dazu, instabil zu werden, wenn der Eingang (Basis) zur Spannungsregelung direkt an die Ausgangsklemme eines IC angeschlossen ist. Durch das Zuschalten eines Widerstands an der Basis wird der Betrieb stabilisiert. Beachten Sie, dass der Ausgangsstrom auf Grundlage der Veränderungen in der Eingangsspannung exponentiell variieren kann. Er verhält sich jedoch weiterhin linear zum Eingangsstrom.



      Als Nächstes wird der Unterschied zwischen der Spannungs- und der Stromregelung betrachtet.
       Spannungsregelung
      Eingang : Emitter-Basisspannung VEB
      Stromregelung
      Eingang : Basisstrom IB
      Messschaltkreis
      Theoretische Formel
      Eingangs-/Ausgangsmerkmale


      Wie in den weiter oben aufgeführten Kurven ersichtlich, führt die Regelung der Spannung auf Grundlage der Eingangsspannung zu einer exponentiellen Veränderung im Ausgangsstrom, wohingegen die Stromregelung ein lineares Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsströmen aufweist.
      So führt beispielsweise in der Stromregelungskurve rechts eine Verdoppelung des Eingangsstroms von 40 auf 80 uA zu einer Verdoppelung des Ausgangsstroms von 9 auf 18 mA. In der Kurve zur Spannungsregelung ist jedoch ersichtlich, dass eine kleine Veränderung der Eingangsspannung von 0,7 auf 0,8 V eine Versiebenfachung des Ausgangsstroms zur Folge hat, von 10 auf 70 mA. Das ist nicht wünschenswert, da selbst ein geringfügiges Rauschen in der Eingangsspannung zu erheblichen Veränderungen im Ausgangsstrom führen kann.
      Es ist also offensichtlich so, dass die Stromregelung über den Basiswiderstand, der die Spannung in Strom umwandelt, einen stabilen Betrieb zur Folge hat. ROHM bietet Digitaltransistoren an, bei denen an der Basis ein Widerstand integriert ist, sodass sich die Anzahl externer Komponenten und die Montagefläche verringern.



      ■Interner Widerstand R2

      • R2 dient zur Aufnahme des Ableitstroms und zur Ableitung an Masse, damit keine Fehlfunktion auftritt.
      Beachten Sie, dass ein hoher Eingangsstrom dazu führen kann, dass der Transistor aktiviert wird,
      ungeachtet davon, ob Widerstand R2 zwischengeschaltet ist.

      Der gesamte Strom fließt über R2 zu Masse und verhindert dadurch, dass TR aktiviert wird
      (und eine mögliche Fehlfunktion im Falle eines Ableitstroms).

      Ein Teil des Stroms fließt durch die Basis, sodass der Transistor aktiviert wird
      (versehentlich im Falle eines Ableitstroms).
      VR2 = VBE<(wenn E-B-Spannung in Vorwärtsrichtung ≒ 0,7 V)VR2 = VBE>(wenn E-B-Spannung in Vorwärtsrichtung ≒ 0,7 V)
  • Wie berechnet man den Basisstrom für einen Digitaltransistor? 
    • Beispiel anhand des Digitaltransistors DTC114EKA von ROHM:

      Während Durchlassstrom durch E-B fließt, liegen zwischen E und B ca. 0,7 V (bei 25 °C) an. Da der interne Widerstand R2 parallel geschaltet ist, ist die Spannung identisch. Deshalb wird der durch R2 fließende Strom folgendermaßen berechnet:
      IR2 = 0,7 V / 10 kΩ = 70 µA


      Wenn 5 V an den Eingang an der Basis angelegt wird, liegt an R1 eine Spannung von 4,3 V (5-0,7 V) an, woraus sich ein Strom von:
      IR1 = 4,3 V / 10 kΩ = 430 µA ergibt


      Deshalb fließt 430 µA - 70 µA = 360 µA Strom durch die Basis des Transistors.


      Für einen stabilen Betrieb muss die Eingangsspannung Vin angepasst werden, damit maximal ein Ausgangsstrom des 10-20-Fachen des Basisstroms beibehalten wird. Wenn kein ausreichender Ausgangsstrom erreicht werden kann, sollte ein Digitaltransistor mit einem niedrigeren R1 verwendet werden.


      Bei 25 ºC beträgt die Spannung in Vorwärtsrichtung (VF) bei E-B ca. 0,7 V. Beachten Sie jedoch, dass sich VF pro ºC über 25 ºC um ca. 2,2 mV verringert. Bei einer Umgebungstemperatur von +50 ºC beträgt die Spannung in Vorwärtsrichtung beispielsweise folgende Werte: 0,7 V - (50 ºC - 25 ºC) × 2,2 mV = 0,645 V. Deshalb ist es äußerst wichtig, die Auswirkungen der Umgebungstemperatur auf den Wert VF zu berücksichtigen. Beachten Sie, dass die Spannungstoleranz ±0,1 V beträgt.
      Beim Einsatz der internen Widerstände R1 und R2 gilt eine Toleranz von ±30 %. Führen Sie die Berechnungen entsprechend durch.
  • Sind bei Veränderungen der Umgebungstemperatur Maßnahmen erforderlich? 
    • Ja. Die Pc (Kollektor-Verlustleistung) muss auf Grundlage der Umgebungstemperatur Ta herabgesetzt werden.

      Die Herabsetzung muss auch auf Grundlage des sichereren Betriebsbereichs erfolgen.
      Beachten Sie außerdem, dass die Eingangsspannung (VBE für bipolar und VI(on)/VI(off) für digital) und die Verstärkung (hFE und G) durch die Umgebungstemperatur beeinflusst werden, weshalb es sehr wichtig ist, die elektrischen Eigenschaften gegenüber der Temperaturkurven (auch für MOSFET) zu prüfen.
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