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12 2020 Powered by Committed to Excellence www rutronik com Schottky-Diode ersetzen Dies bringt vor allem mobilen und oder batteriebetriebenen Applikationen wie elektrischen Zahnbürsten Rasierapparaten oder Handmixern Vorteile durch eine längere Akku-Laufzeit und geringere Bauteilekosten Zudem sind die Bipolartransistoren deutlich unempfindlicher gegenüber ESD Electro Static Discharge als MOSFETs Sie haben eine ESD-Toleranz von über 8000 Vaußerdem einen Selbstschutz gegen Spannungsspitzen Mit höheren Temperaturen steigt die Verstärkung der Transistoren noch Gleichzeitig sinkt der Anteil der Basis-Emitter-Spannung an der bei maximal zulässigem Basisstrom anliegenden Vorwärtsspannung UBE sat Damit ist der Kollektor-Emitter-Widerstand in gesättigtem Zustand RCE sat bei Bipolartransistoren geringer als der On-Widerstand RDS on eines vergleichbaren MOSFET Zudem erzeugen Bipolartransistoren bei hohen Stromdichten und oder Dauerströmen weniger Wärme als MOSFETs mit derselben Chipfläche Hinzu kommt dass sich die Sättigungsspannung bei einem gegebenen Laststrom proportional zur Verlustleistung verhält Low-VCEsatBJTs haben also auch eine geringere Verlustleistung d h es muss weniger Wärme abgeführt werden Betrachtet man die Gesamtverlustleistung sind jedoch auch die Verluste zur Ansteuerung der Basis zu berücksichtigen Diese sind bei Low-VCEsat-BJTs mit hoher Verstärkung ebenfalls geringer Weiteres Plus der Bipolartransistoren Sie sperren in beide Richtungen sodass kein zusätzlicher antiparallel geschalteter MOSFET nötig ist Zudem sind sie günstiger wodurch sie gegenüber MOSFETs einen deutlichen Kostenvorteil bieten Hohe Schaltleistung Bipolartransistoren können eine Schaltleistung realisieren die ein Vielfaches ihrer maximal zulässigen Verlustleistung beträgt denn ein Transistor als Schalter hat zwei stationäre Arbeitspunkte Fließt im ersten ein Basisstrom in ausreichender Höhe ergibt sich ein Kollektorstrom der den Schalter schließt Über diesen fällt nur eine Restspannung ab Da der Basisstrom im zweiten Arbeitspunkt damit Null ist sperrt der Transistor an dem die volle Betriebsspannung anliegt Der Übergang zwischen den Arbeitspunkten geschieht sehr schnell Dadurch lässt sich die Arbeitsgerade so legen dass sie die Hyperbel der Verlustleistung schneidet wenn der Übergang vom durchgeschalteten in den Sperrzustand und umgekehrt ausreichend schnell und nicht zu oft erfolgt Die stationären Arbeitspunkte müssen sich dabei nur unterhalb der Hyperbel befinden Da Bipolartransistoren ein sehr schnelles Schalten im linearen Bereich erlauben und dabei einen hohen Impulsstrom bei hoher Stromdichte liefern eignen sie sich auch als Treiber zur Ansteuerung von MOSFETs Das bedeutet in der Applikation geringere Abmessungen und niedrigere Kosten als mit speziellen IC-TreiberLösungen Kleine Bauteile mit großer Leistung Low-VCEsat-BJTs sind typischerweise mit 12 bis 100 Vmaximaler Kollektor-Emitter-Spannung VCEO und Kollektorströmen von bis zu mehreren Ampere in SOT-Gehäusen erhältlich Die derzeit weltweit kleinsten Bipolartransistoren kommen im DFN0606-3-Miniaturgehäuse von Diodes Mit einem Footprint von 0 36 mm2 und einer Höhe von nur 0 4 mm ist der 45-V-NPNKleinsignal-Bipolartransistor BC847BFZ um 40 % kleiner als vergleichbare DFN1006-SOT883-und SOT1123-Bauteile Dabei liefert er eine höhere Leistung als vergleichbare Transistoren in deutlich größeren Formfaktoren Sein bleifreies Gehäuse erlaubt mit einem Wärmewiderstand von nur 135 °C Weine höhere Leistungsdichte Mit den Modellen von Diodes können Niederspannungsapplikationen mit weniger als 1 Vschalten So lassen sich mobile Anwendungen auch mit geringer Leistung vollständig einschalten Mit einem Kollektorstrom von 100 mA und einer Verlustleistung von 925 mW eignen sie sich besonders für Wearables wie Smart Watches Gesundheitsund Fitness Gadgets sowie Konsumgüter wie Smartphones und Tablets Der passende PNP-Transistor ist der BC857BZ Fazit Für viele Schaltanwendungen sind Bipolartransistoren mit geringer Sättigungsspannung nicht nur ein adäquater Ersatz für MOSFETs sondern bringen auch noch einige Vorteile mit Sie haben einen geringeren On-Widerstand arbeiten mit einer Ansteuerspannung von unter 1 Vhaben eine hervorragende Temperaturstabilität und sind unempfindlich was ESD angeht Da sie in beide Richtungen sperren können sie einen zweiten MOSFET überflüssig machen Ihre Verlustleistung und damit die Wärmeentwicklung ist geringer ebenso ihr Preis n Der 45-V-NPN-Kleinsignal-Bipolartransistor BC847BFZ von Diodes ist um 40 % kleiner als vergleichbare DFN1006-SOT883-und SOT1123-Bauteile liefert aber eine höhere Leistung Bild Diodes Knowhow|Transistoren