Чем является транзистор КТ315? КТ315 — рабочая лошадка отечественной электроники
Хоть я и опоздал на день Радио - но о КТ315 я все-же напишу. Этот транзистор видели и паяли многие, но сегодня мы увидим, чем отличаются КТ315 выпущенные в разные годы, какова его конструкция, и сравним его конструкцию с современными зарубежными аналогами.
О производстве
КТ315 - первый транзистор, произведенный по последнему писку моды конца 60-х годов - это планарно-эпитаксиальной транзистор, т.е. коллектор, эмиттер и база изготовляются последовательно на одной пластине кремния: берется пластина кремния, легированная в тип n (это будет коллектор), затем выполняется легирование на некоторую глубину в тип p (это будет база), и затем - сверху еще раз легирование на меньшую глубину в тип n (это будет эмиттер). Далее пластину нужно разрезать на кусочки, и упаковать в пластиковый корпус.
Такой процесс изготовления был намного дешевле сплавной технологии, и позволял получать немыслимые ранее параметры транзистора (в частности, рабочая частота 250-300 МГц).
Следующая новизна, приведшая к удешевлению производства - монтаж кристалла не в металлический корпус, а на металлическую ленту с выводами: кристалл, на нижней стороне которого коллектор припаивался к центральному выводу, а база и эмиттер - подключались привариваемой проволокой. Затем все это заливалось пластиком, лишние детали ленты отрезались - и получался КТ315 таким, каким мы привыкли его видеть.
Пояснения к рисунку справа: а - скрайбирование и разделение пластины на кристаллы с готовыми структурами; б - пайка кристаллов к ленте; в - присоединение вывода; г - обрезка ленты; д - герметизация; е - извлечение из формы; ж - обрезка ленты и разделение диодов/транзисторов; 1 - лента; 2 - кристалл; 3 - вывод кристалла
Серийное производство началось в 1967-1968 годах, для простых смертных цена по началу составляла 4 рубля за транзистор. Но уже в середине 70-х она опустилась до 15-20 копеек, что и сделало его по настоящему доступным транзистором. При зарплате инженера в 120 рублей - можно было купить 600 транзисторов в месяц. К слову, сейчас за условную зарплату инженера в 45тыс рублей можно купить 121"000 транзисторов BC856B, так что транзисторный уровень жизни инженера вырос в 201 раз
Примечательно, что первые приборы, собранные на КТ315 - транзисторные (микросхемы только набирали обороты) «калькуляторы» Электроника ДД и Электроника 68 .
Вот такое собрание обнаружилось у меня:
Те, где отсутствует знак завода изготовителя - это КТ361, pnp вариант. Остальные, с логотипом - КТ315 (даже если «буква по центру»). Примечательно, что во времена плановой экономики, фиксированных цен, и формального отсутствия спекуляции - цену иногда писали прямо на транзисторах.
Что же внутри?
Самый старый транзистор, который у меня нашелся - КТ315А, выпущенный в марте 1978 года.Видим, что кристалл отломан от пластины далеко не идеально, вокруг транзистора - много неиспользуемого места.
Здесь сам кристалл - это коллектор, в центре, если я не ошибаюсь - кружек базы, и вокруг него - более широкий «пояс» эмиттера. База как-бы подныривает под эмиттер, и выходит с обратной стороны кольца.
Тут сразу видно, что место расходуется гораздо экономнее, кристалл отрезан практически идеально, заметны небольшие не критические дефекты фотолитографии, видимо тут все еще используется контактная фотолитография. Впрочем, для транзисторов этого вполне достаточно.
И наконец, КТ361Г, июль 1984 года.
Сравнение
Если сравнить в масштабе с современным транзистором NXP BC847B , то видно что размер удалось уменьшить еще раза в 2 за счет «оквадрачивания», но сам транзистор принципиально не изменился - тот же коллектор на «дне» кристалла, и приваренные проволокой выводы эмиттера и базы.Примечательно, что у BC847 ширина/высота кристалла практически равна толщине пластины, это уже практически кремниевый кубик, а не пластинка. Уменьшать площадь дальше затруднительно, по крайней мере без дальнейшего утонения пластины (утонение пластины - написано правильно).
Будущее
Умер ли КТ315? Определенно нет. До сих пор он есть например в прайс-листах Интеграла по 248 Белорусских рублей (~1 Российский рубль), т.е. вероятно все еще в производстве. Конечно, с развитием автоматического монтажа печатных плат ему пришлось уступить дорогу SMD-вариантам, например КТ3129 и КТ3130 и многим другим, в том числе и зарубежным аналогам BC846-BC848, BC856-BC858.Кремниевые эпитаксиально-планарные n-p-n транзисторы типа КТ315 и КТ315-1. Предназначены для применения в усилителях высокой, промежуточной и низкой частоты, непосредственно применяются в радиоэлектронной аппаратуре, изготавливаемой для техники гражданского назначения и для поставки на экспорт. Транзисторы КТ315 и КТ315-1 выпускаются в пластмассовом корпусе с гибкими выводами. Транзистор КТ315 изготавливается в корпусе КТ-13. В последствии КТ315 стал выпускаться в корпусе КТ-26 (зарубежный аналог TO92), транзисторы в этом корпусе получили дополнительную «1» в обозначении, например КТ315Г1. Корпус надежно предохраняет кристалл транзистора от механических и химических повреждений. Транзисторы KT3I5H и КТ315Н1 предназначены для применения в цветном телевидении. Транзисторы KT315P и КТ315Р1 предназначены для применения в видеомагнитофоне «Электроника — ВМ». Транзисторы изготавливают в климатическом исполнении УХЛ и в едином исполнении, пригодном как для ручной, так и для автоматизированной сборки аппаратуры.
Транзистор КТ315 выпускался предприятиями: «Электроприбор» г. Фрязино, «Квазар» г. Киев, «Континент» г. Зеленодольск, «Кварцит» г. Орджоникидзе, ПО «Элькор» Республика Кабардино-Балкария г. Нальчик, НИИПП г. Томск, ПО «Электроника» г. Воронеж, в 1970 г. их производство также было передано в Польшу на предприятие Unitra CEMI.
В результате переговоров в 1970 году Воронежским объединением «Электроника» в плане сотрудничества было передано в Польшу производство транзисторов КТ315. Для этого в Воронеже полностью демонтировали цех, и в кратчайшие сроки вместе с запасом материалов и комплектующих переправили, смонтировали и запустили его в Варшаве. Этот научно производственный центр по электронике, созданный в 1970 году был производителем полупроводников в Польше. Unitra CEMI в конечном итоге обанкротилась в 1990 году, оставив польский рынок микроэлектроники открытым для иностранных компаний. Сайт музей предприятия Unitra CEMI: http://cemi.cba.pl/ . К концу существования СССР общее количество выпущенных транзисторов КТ315 превысило 7 миллиардов.
Транзистор КТ315 выпускается, по сей день рядом предприятий: ЗАО «Кремний» г. Брянск, СКБ «Элькор» Республика Кабардино-Балкария г. Нальчик, завод НИИПП г. Томск. Транзистор КТ315-1 выпускается: ЗАО «Кремний» г. Брянск, завод «Транзистор» Республика Беларусь г. Минск, АО «Элекс» г. Александров Владимирская область.
Пример обозначения транзисторов КТ315 при заказе и в конструкторской документации другой продукции: «Транзистор КТ315А ЖК.365.200 ТУ/05», для транзисторов КТ315-1: «Транзистор КТ315А1 ЖК.365.200 ТУ/02».
Краткие технические характеристики транзисторов КТ315 и КТ315-1 представлены в таблице 1.
Таблица 1 – Краткие технические характеристики транзисторов КТ315 и КТ315-1
| Тип | Структура | P К max , P К* т. max , мВт | f гр, МГц | U КБО max , U КЭR*max , В | U ЭБО max , В | I К max , мА | I КБО, мкА | h 21э, h 21Э* | C К, пФ | r КЭ нас, Ом | r б, Ом | τ к, пс |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| KT315A1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 25 | 6 | 100 | ≤0,5 | 20...90 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Б1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 20 | 6 | 100 | ≤0,5 | 50...350 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315В1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 40 | 6 | 100 | ≤0,5 | 20...90 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Г1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 35 | 6 | 100 | ≤0,5 | 50...350 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Д1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 40 | 6 | 100 | ≤0,5 | 20...90 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Е1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 35 | 6 | 100 | ≤0,5 | 20...90 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Ж1 | n-p-n | 100 | ≥250 | 15 | 6 | 100 | ≤0,5 | 30...250 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315И1 | n-p-n | 100 | ≥250 | 60 | 6 | 100 | ≤0,5 | 30 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| KT315Н1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 20 | 6 | 100 | ≤0,5 | 50...350 (10 В; 1 мА) | ≤7 | – | – | – |
| KT315Р1 | n-p-n | 150 | ≥250 | 35 | 6 | 100 | ≤0,5 | 150...350 (10 В; 1 мА) | ≤7 | – | – | – |
| КТ315А | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 25 | 6 | 100 | ≤0,5 | 30...120* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤300 |
| КТ315Б | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 20 | 6 | 100 | ≤0,5 | 50...350* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤500 |
| КТ315В | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 40 | 6 | 100 | ≤0,5 | 30...120* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤500 |
| КТ315Г | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 35 | 6 | 100 | ≤0,5 | 50...350* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | ≤40 | ≤500 |
| КТ315Д | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 40* (10к) | 6 | 100 | ≤0,6 | 20...90 (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤30 | ≤40 | ≤1000 |
| КТ315Е | n-p-n | 150 (250*) | ≥250 | 35* (10к) | 6 | 100 | ≤0,6 | 50...350* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤30 | ≤40 | ≤1000 |
| КТ315Ж | n-p-n | 100 | ≥250 | 20* (10к) | 6 | 50 | ≤0,6 | 30...250* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤25 | – | ≤800 |
| КТ315И | n-p-n | 100 | ≥250 | 60* (10к) | 6 | 50 | ≤0,6 | ≥30* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤45 | – | ≤950 |
| КТ315Н | n-p-n | 150 | ≥250 | 35* (10к) | 6 | 100 | ≤0,6 | 50...350* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤5,5 | – | ≤1000 |
| КТ315Р | n-p-n | 150 | ≥250 | 35* (10к) | 6 | 100 | ≤0,5 | 150...350* (10 В; 1 мА) | ≤7 | ≤20 | – | ≤500 |
Примечание:
1. I КБО – обратный ток коллектора – ток через коллекторный переход при заданном обратном напряжении коллектор-база и разомкнутом выводе эмиттера, измеренный при U КБ = 10 В;
2. I К max – максимально допустимый постоянный ток коллектора;
3. U КBO max – пробивное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе кол- лектора и разомкнутой цепи эмиттера;
4. U ЭБO max – пробивное напряжение эмиттер-база при заданном обратном токе эмиттера и разомкнутой цепи коллектора;
5. U КЭR max – пробивное напряжение коллектор-эмиттер при заданном токе коллектора и заданном (конечном) сопротивлении в цепи база-эмиттер;
6. Р К.т max – постоянная рассеиваемая мощность коллектора с теплоотводом;
7. P К max – максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора;
8. r б – сопротивление базы;
9. r КЭ нас – сопротивление насыщения между коллектором и эмиттером;
10. C К – емкость коллекторного перехода, измеренная при U К = 10 В;
11. f гp – граничная частота коэффициента передачи тока транзистора для схемы общим эмиттером;
12. h 2lэ – коэффициент обратной связи по напряжению транзистора в режиме мало сигнала для схем с общим эмиттером и общей базой соответственно;
13. h 2lЭ – для схемы с общим эмиттером в режиме большого сигнала;
14. τ к – постоянная времени цепи обратной связи на высокой частоте.
Габариты транзистора КТ315
Тип корпуса транзистора КТ-13. Масса одного транзистора не более 0,2 г. Величина растягивающей силы 5 Н (0,5 кгс). Минимальное расстояние места изгиба вывода от корпуса – 1 мм (на рисунке обозначено как L1). Температура пайки (235 ± 5) °С, расстояние от корпуса до места пайки 1 мм, продолжительность пайки (2 ± 0,5) с. Транзисторы должны выдерживать воздействие тепла, возникающего при температуре пайки (260 ± 5) °С в течение 4 секунд. Выводы должны сохранять паяемость в течение 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении режимов и правил выполнения пайки, указанных в разделе «Указания по эксплуатации». Транзисторы устойчивы к воздействию спирто-бензиновой смеси (1:1). Транзисторы КТ315 пожаробезопасны. Габаритные размеры транзистора КТ315 приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 – Маркировка, цоколёвка и габаритные размеры транзистора КТ315
Габариты транзистора КТ315-1
Тип корпуса транзистора КТ-26. Масса одного транзистора не более 0,3 г. Минимальное расстояние места изгиба вывода от корпуса – 2 мм (на рисунке обозначено как L1). Температура пайки (235 ± 5) °С, расстояние от корпуса до места пайки не менее 2 мм, продолжительность пайки (2 ± 0,5) с. Транзисторы КТ315-1 пожаробезопасны. Габаритные размеры транзистора КТ315-1 приведены на рисунке 2.
Рисунок 2 – Маркировка, цоколёвка и габаритные размеры транзистора КТ315-1
Цоколевка транзисторов
Если расположить транзистор КТ315 маркировкой от себя (как показано на рисунке 1) выводами вниз, то левый вывод это база, центральный – коллектор, а правый – эмиттер.
Если расположить транзистор КТ315-1 наоборот маркировкой к себе (как показано на рисунке 2) выводами также вниз, то левый вывод это эмиттер, центральный – коллектор, а правый – база.
Маркировка транзисторов
Транзистор КТ315. Тип транзистора указывается в этикетке, а также на корпусе прибора в виде буквы указывалась группа. На корпусе указывается полное название транзистора или только буква, которая сдвинута к левому краю корпуса. Товарный знак завода может не указываться. Дата выпуска ставится в цифровом или кодированном обозначении (при этом могут указывать только год выпуска). Точка в составе маркировки транзистора указывает на его применяемость – в составе цветного телевидения. Старые же (произведенные до 1971 года) транзисторы КТ315 маркировались буквой, стоящей посередине корпуса. При этом первые выпуски маркировались лишь одной большой буквой, а примерно в 1971 году перешли на привычную двухстрочную. Пример маркировки транзистора КТ315 показан на рисунке 1. Следует также отметить, что транзистор КТ315 был первым массовым транзистором с кодовой маркировкой в миниатюрном пластмассовом корпусе КТ-13. Подавляющее большинство транзисторов КТ315 и КТ361 (характеристики такие же, как у КТ315, а проводимость p-n-p) было выпущено в корпусах желтого или красно-оранжевого цветов, значительно реже можно встретить транзисторы розового, зелёного и черного цветов. В маркировку транзисторов предназначенных для продажи помимо буквы обозначающей группу, товарного знака завода и даты изготовления входила и розничная цена, например «ц20к», что означало цена 20 копеек.
Транзистор КТ315-1. Тип транзистора также указывается в этикетке, а на корпусе указывается полное название транзистора, а также транзисторы могут маркироваться кодовым знаком. Пример маркировки транзистора КТ315-1 приведен на рисунке 2. Маркировка транзистора кодовым знаком приведена в таблице 2.
Таблица 2 – Маркировка транзистора КТ315-1 кодовым знаком
| Тип транзистора | Маркировочная метка на срезе боковой поверхности корпуса | Маркировочная метка на торце корпуса |
|---|---|---|
| KT315A1 | Треугольник зеленого цвета | Точка красного цвета |
| KT315Б1 | Треугольник зеленого цвета | Точка желтого цвета |
| KT315В1 | Треугольник зеленого цвета | Точка зеленого цвета |
| KT315Г1 | Треугольник зеленого цвета | Точка голубого цвета |
| KT315Д1 | Треугольник зеленого цвета | Точка синего цвета |
| KT315Е1 | Треугольник зеленого цвета | Точка белого цвета |
| KT315Ж1 | Треугольник зеленого цвета | Две точки красного цвета |
| KT315И1 | Треугольник зеленого цвета | Две точка желтого цвета |
| KT315Н1 | Треугольник зеленого цвета | Две точки зеленого цвета |
| KT315Р1 | Треугольник зеленого цвета | Две точки голубого цвета |
Указания по применению и эксплуатации транзисторов
Основное назначение транзисторов – работа в усилительных каскадах и других схемах радиоэлектронной аппаратуры. Допускается применение транзисторов, изготовленных в обычном климатическом исполнении в аппаратуре, предназначенной для эксплуатации во всех климатических условиях, при покрытии транзисторов непосредственно в аппаратуре лаками (в 3 – 4 слоя) типа УР-231 по ТУ 6-21-14 или ЭП-730 по ГОСТ 20824 с последующей сушкой. Допустимое значение статического потенциала 500 В. Минимально допустимое расстояние от корпуса до места лужения и пайки (по длине вывода) 1 мм для транзистора КТ315 и 2 мм для транзистора КТ315-1. Число допустимых перепаек выводов при проведении монтажных (сборочных) операций – одна.
Внешние воздействующие факторы
Механические воздействия по группе 2 таблица 1 в ГОСТ 11630, в том числе:
– синусоидальная вибрация;
– диапазон частот 1-2000 Гц;
– амплитуда ускорения 100 м/с 2 (10g);
– линейное ускорение 1000 м/с 2 (100g).
Климатические воздействия – по ГОСТ 11630, в том числе: повышенная рабочая температура среды 100 °С; пониженная рабочая температура среды минус 60 °С; изменение температуры среды от минус 60 до 100 °С. Для транзисторов КТ315-1 изменение температуры среды от минус 45 до 100 °С
Надежность транзисторов
Интенсивность отказов транзисторов в течение наработки более 3×10 -7 1/ч. Наработка транзисторов t н = 50000 часов. 98-процентный срок сохраняемости транзисторов 12 лет. Упаковка должна обеспечивать защиту транзисторов от зарядов статического электричества.
Зарубежные аналоги транзистора КТ315
Зарубежные аналоги транзистора КТ315 приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Зарубежные аналоги транзистора КТ315
| Отечественный транзистор | Зарубежный аналог | Предприятие производитель | Страна производитель |
|---|---|---|---|
| КТ315А | BFP719 | Unitra CEMI | Польша |
| КТ315Б | BFP720 | Unitra CEMI | Польша |
| КТ315В | BFP721 | Unitra CEMI | Польша |
| КТ315Г | BFP722 | Unitra CEMI | Польша |
| КТ315Д | 2SC641 | Hitachi | Япония |
| КТ315Е | 2N3397 | Central Semiconductor | США |
| КТ315Ж | 2N2711 | Sprague electric corp. | США |
| BFY37, BFY37i | ITT Intermetall GmbH | Германия | |
| КТ315И | 2SC634 | New Jersey Semiconductor | США |
| Sony | Япония | ||
| КТ315Н | 2SC633 | Sony | Япония |
| КТ315Р | BFP722 | Unitra CEMI | Польша |
Зарубежным прототипом транзистора КТ315-1 являются транзисторы 2SC544, 2SC545, 2SC546 предприятие производитель Sanyo Electric, страна производства Япония.
Основные технические характеристики
Основные электрические параметры транзисторов КТ315 при приемке и поставке приведены в таблице 4. Предельно-допустимые режимы эксплуатации транзистора приведены в таблице 5. Вольт-амперные характеристики транзисторов КТ315 приведены на рисунках 3 – 8. Зависимости электрических параметров транзисторов КТ315 от режимов и условий их эксплуатации представлены на рисунках 9 – 19.
Таблица 4 – Электрические параметры транзисторов КТ315 при приемке и поставке
| Наименование параметра (режим измерения) единицы измерения | Буквенное обозначение | Норма параметра | Температура, °С | |
|---|---|---|---|---|
| не менее | не более | |||
| Граничное напряжение (I C =10 мА), В КТ315А, КТ315Б, КТ315Ж, КТ315Н КТ315В, КТ315Д, КТ315И КТ315Г, КТ315Е, КТ315Р | U (CEO) | 15 30 25 | – | 25 |
(I C =20 мA, I B =2 мА), В КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Р КТ315Д, КТ315Е КТ315Ж КТ315И | U CEsat | – | 0,4 |
|
| Напряжение насыщения коллектор-эмиттер (I C =70 мA, I B =3,5 мА), В КТ315Н | U CEsat | – | 0,4 | |
| Напряжение насыщения база-эмиттер (I C =20 мА, I B =2 мА), В КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Н, КТЗ I5P КТ315Д, КТ315Е КТ315Ж КТ315И | U BEsat | – | 1,0 |
|
КТ315А, КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Н, КТ315Р КТ315Д, КТ315Е,КТ315Ж, КГ315И | I CBO | – | 0,5 0,6 | 25, -60 |
| Обратный ток коллектора (U CB =10 В), мкА КТ3I5A КТ315Б, КТ315В, КТ315Г, КТ315Н, КТ315Р КТ315Д, КТ315Е | I CBO | – | 10 15 | 100 |
| Обратный ток эмиттера (U EB =5 В) мкА КТ315А – КГ315Е, КТ315Ж, ХТ315Н КТ315И КТ315Р | I EBO | – | 30 50 3 | 25 |
| , (R BE =10 кОм U CE =25 В), мА, KT3I5A (R BE =10 кОм U CE =20 В), мА, КТ315Б, КТ315Н (R BE =10 кОм U CE =40 В), мА КТ315В (R BE =10 кОм U CE =35 В), мА, КТ315Г (R BE =10 кОм U CE =40 В), мА, КТ315Д (R BE =10 кОм U CE =35 В), мА, КТ315Е | I CER | – | 0,6 0,6 0,6 0,6 1,0 1,0 0,005 |
|
| Обратный ток коллектор-эмиттер (R BE =10 кОм U CE =35 В), мА, КТ315Р | I CER | – | 0,01 | 100 |
| Обратный ток коллектор-эмиттер (U CE =20 В), мА, КТ315Ж (U CE =60 В), мА, КТ315И | I CES | – | 0,01 0,1 | 25, -60 |
| Обратный ток коллектор-эмиттер (U CE =20 В), мА, KT3I5Ж (U CE =60 В), мА, KT3I5И | I CES | – | 0,1 0,2 | 100 |
| Статический коэффициент передачи тока (U CB = 10 В, I E = 1 мА) КТ315А, KT3I5B КТ315Д КТ315Ж КТ315И КТ315Р | h 21E | 30 | 120 | 25 |
| Статический коэффициент передачи тока (U CB = 10 В, I E = 1 мА) КТ315А, KT3I5B КТЗ15Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Н КТ315Д КТ315Ж КТ315И КТ315Р | h 21E | 30 | 250 | 100 |
| Статический коэффициент передачи тока (U CB = 10 В, I E = 1 мА) КТ315А, KT3I5B КТЗ15Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Н КТ315Д КТ315Ж КТ315И КТ315Р | h 21E | 5 | 120 | -60 |
| Модуль коэффициента передачи тока на высокой частоте (U CB = 10 В, I E = 5 мА, f = 100 МГц) | |h 21E | | 2,5 | – | 25 |
| Емкость коллекторного перехода (UCB = 10 В, f = 10 МГц), пФ | C C | – | 7 | 25 |
Таблица 5 – Предельно-допустимые режимы эксплуатации транзистора КТ315
| Параметр, единица измерения | Обозначение | Норма параметра | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| КГ315А | КГ315Б | КГ315В | КГ315Г | КТЗ15Д | КГ315Е | КГ315Ж | КГ315И | КТ315Н | КТ315Р | ||
| Макс. допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер, (R BE = 10 кОм), В 1) | U CERmax | 25 | 20 | 40 | 35 | 40 | 35 | – | – | 20 | 35 |
| Макс. допустимое постоянное напряжение коллектор-эмиттер при коротком замыкании в цепи эмиттер-база, В 1) | U CES max | – | – | – | – | – | – | 20 | 60 | – | – |
| Макс. допустимое постоянное напряжение коллектор-база, В 1) | U CB max | 25 | 20 | 40 | 35 | 40 | 35 | – | – | 20 | 35 |
| Макс. допустимое постоянное напряжение эмиттер-база, В 1) | U EB max | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| Макс. допустимый постоянный ток коллектора, мА 1) | I C max | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Макс. допустимая постоянная рассеиваемая мощность коллектора, мВт 2) | P C max | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
| Макс. допустимая температура перехода, ⁰С | t j max | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 |
Примечание:
1. Для всего диапазона рабочих температур.
2. При t атв от минус 60 до 25 °С. При повышении температуры более 25 °С P C max рассчитывается по формуле:
где R t hjα – общее тепловое сопротивление переход-окружающая среда, равное 0,5 °С/мВт.
Рисунок 3 – Типовая входная характеристика транзисторов КТ315А – КТ315И, КТ315Н, КТ315Р 
Рисунок 4 – Типовая входная характеристика транзисторов КТ315А – КТ315И, КТ315Н, КТ315Р при U CE = 0, t атв = (25±10) °С
Рисунок 5 – Типовые выходные характеристики транзисторов типа КТ315А, КТ315В, КТ315Д, КТ315И при t атв = (25±10) °С
Рисунок 6 – Типовые выходные характеристики транзисторов типа КТ315Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Н при t атв = (25±10) °С
Рисунок 7 – Типовые выходные характеристики транзистора КТ315Ж при t атв = (25±10) °С
Рисунок 8 – Типовые выходные характеристики транзистора КТ315Р при t атв = (25±10) °С
Рисунок 9 – Зависимость напряжения насыщения коллектор-эмиттер от постоянного тока коллектора для транзисторов типа КТ315А – КТ315И, КТ315Н, КТ315Р при I C /I B = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 10 – Зависимость напряжения насыщения база-эмиттер от постоянного тока коллектора для транзисторов типа КТ315А – КТ315И, КТ315Н, КТ315Р при I C /I B = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 11 – Зависимость статического коэффициента передачи тока от постоянного тока эмиттера для транзисторов КТ315А, КТ315В, КТ315Д, КТ315И при U CB = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 12 – Зависимость статического коэффициента передачи тока от постоянного тока эмиттера для транзисторов КТ315Б, КТ315Г, КТ315Е, КТ315Н при U CB = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 13 – Зависимость статического коэффициента передачи тока от постоянного тока эмиттера для транзистора КТ315Ж при U CB = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 14 – Зависимость статического коэффициента передачи тока от постоянного тока эмиттера для транзистора КТ315Р при U CB = 10, t атв = (25±10) °С
Рисунок 15 – Зависимость модуля коэффициента передачи тока по высокой частоте от постоянного тока эмиттера при U CB = 10, f = 100 МГц, t атв = (25±10) °С
Рисунок 16 – Зависимость постоянной времени цепи обратной связи на высокой частоте от напряжения коллектор-база при I E = 5 мА, t атв = (25±10) °С для КТ315А
Рисунок 17 – Зависимость постоянной времени цепи обратной связи на высокой частоте от напряжения коллектор-база при I E = 5 мА, t атв = (25±10) °С для КТ315Е, КТ315В, КТ315Г, КТ315Н,КТ315Р
Рисунок 18 – Зависимость постоянной времени цепи обратной связи на высокой частоте от тока эмиттера при U CB = 10 В, f = 5 МГц, t атв = (25±10) °С для КТ315А
Цель этой статьи - отдать дань одному из самых популярных транзисторов 70 - 90 годов - КТ315. Доступность, маленький размер и довольно неплохие параметры позволяли радиолюбителям использовать транзистор КТ315 в различных схемах, от простых до микро ЭВМ. В таблицах ниже указаны основные параметры линейки КТ315.
Предельные параметры транзисторов КТ315 при Т=25°C
| I К, max мА | U КЭR max (U КЭ0 max), В | U ЭБ0 max , В | P К max , (P max), мВт | T, °C | T п max , °C | T max , °C | |
| 100 | 25 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 20 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 40 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 35 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 40 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 100 | 35 | 6 | 150 | 25 | 120 | 100 | |
| 50 | 15 | 6 | 100 | 25 | 120 | 100 | |
| 50 | 60 | 6 | 100 | 25 | 120 | 100 |
Параметры транзисторов КТ315 при Т=25°C
| h 21Э (h 21э) | U КБ (U КЭ), В | I Э (I К), мА | U КЭ нас, В | I КБ0 , (I КЭR), мкА | f гр (f h21), МГц | C К, пФ | |
| 20...90 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 20...90 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | 1 | 0,4 | 1 | 250 | 7 | |
| 20...90 | (10) | (1) | 1 | 1 | 250 | 7 | |
| 50...350 | (10) | (1) | 1 | 1 | 250 | 7 | |
| 30...250 | (10) | (1) | 0,5 | 1 | 150 | 10 | |
| 30 | (10) | (1) | 1 | 250 | 7 |
Немножко предистории: - первый планарно - эпитаксиальной транзистор конца 60-х годов, т.е когда в процессе изготовления эмиттер, коллектор и база изготовляются последовательно на одной пластине кремния.
Для этого необходимо пластину кремния, легированную в тип n (колектор), легировать на некоторую глубину в тип p (база), и сверху еще раз легировать на меньшую глубину в тип n (эмиттер). Далее с помощью скрайбера пластину необходимо разрезать на части, и каждую часть упаковать в пластиковый корпус.
Такой процесс изготовления был намного дешевле сплавной технологии, и позволял получать немыслимые ранее параметры транзистора (в частности, рабочую частоту до 300 МГц).
И конечно монтаж кристалла не в металлический корпус, а на металлическую ленту с выводами привело к удешевлению производства - кристалл, на нижней стороне которого коллектор припаивался к центральному выводу, а база и эмиттер - подключались привариваемой проволокой, заливалось пластиком, лишние детали ленты отрезались - и получался КТ315 таким.
Приведем пару примеров схем на транзисторе КТ315.
1. Усилитель для наушников.
Пока петля целая, база транзистора соединена с землей и транзистор закрыт. При проникновении на охраняемую территорию, злоумышленник обрывает проволоку, на базу транзистора поступает положительное смещение и транзистор открывается, что приводит в итоге к срабатыванию электромагнитного реле. В цепи контактов реле может быть сирена, радиопередатчик или другое.
3. Индикатор выходной мощности УНЧ.
С1, С2 - 10 мкф х 16B
D11 - КД510А
Rx - 300 Ом - 100 Ком (для каждого каскада необходимо подбирать.)
D1 - D10 - светодиоды разных цветов.
Это настоящая легенда в мире радиоэлектроники! Транзистор КТ315 был разработан в Советском Союзе и десятилетиями удерживал пальму первенства среди подобных технологий. Почему он заслужил такое признание?
Транзистор КТ315
Что можно сказать об этой легенде? КТ315 является кремниевым высокочастотным биполярным транзистором малой мощности. У него n-р-n-проводимость. Изготавливается он в корпусе КТ-13. Благодаря своей универсальности получил широчайшее распространение в радиоэлектронной аппаратуре советского производства. Какой существует аналог транзистора КТ315? Их довольно много: BC847B, BFP722, 2SC634, 2SC641, 2SC380, 2SC388, BC546, КТ3102.
Разработка
Впервые идея о создании подобного устройства у советских ученых и инженеров возникла в 1966 году. Поскольку он создавался, чтобы в последующем воплотить его в массовое производство, то разработка и самого транзистора, и оборудования для его изготовления была поручена Научно-исследовательскому институту «Пульсар», Фрязинскому полупроводниковому заводу и ОКБ, размещенному на его территории. 1967 год шла активная подготовка и создание условий. А в 1968 г. выпустили первые электронные устройства, которые сейчас известны как транзистор КТ315. Он стал первым массовым подобным прибором. Маркировка транзисторов КТ315 такая: первоначально в левом верхнем углу плоской стороны ставили букву, что обозначала группу. Порой указывали и дату изготовления. Через несколько лет в этом же корпусе начали выпуск комплементарных транзисторов КТ361 с р-n-р-проводимостью. Для отличия в них посередине верхней части ставили отметку. За разработку транзистора КТ315 в 1973 году была присуждена Государственная премия СССР.
Технология
Когда начал выпускаться транзистор КТ315, одновременно была опробована новая технология - планарно-эпитаксиальная. Она подразумевает, что все структуры устройства создаются на одной стороне. Какие же требования имеет транзистор КТ315? Параметры исходного материала должны обладать типом проводимости как у коллектора. А для начала осуществляется формирование базовой области, и только потом - эмиттерной. Данная технология было очень важной вехой развития советской радиоэлектронной промышленности, поскольку позволила приблизиться к изготовлению интегральных микросхем без использования диэлектрической подложки. Пока не появился данный прибор, низкочастотные устройства изготавливались по сплавной методике, а высокочастотные - согласно диффузионной.
Можно уверенно сказать, что параметры, которыми обладало завершенное устройство, являлись настоящим прорывом для своего времени. Почему так говорят про транзистор КТ315? Параметры - вот из-за чего про него так говорили! Так, если сравнивать его с современным ему же германиевым высокочастотным транзистором ГТ308, то он превышает его по мощности в 1,5 раза. Граничная частота больше чем в 2 раза, а максимальный ток коллектора вообще в 3. И при этом транзистор КТ315 был значительно дешевле. Он смог заменить собой и низкочастотный МП37, ведь при равной мощности у него был больший коэффициент передачи тока базы. Также лучшие показатели были и в максимальном импульсном токе, и КТ315 имел превосходящую температурную стабильность. Благодаря использованию кремния этот транзистор мог десятки минут функционировать на умеренном токе, даже если вокруг была температура плавления припоя. Правда, работа в таких условиях немного ухудшала характеристики устройства, но оно не выходило необратимо из строя.
Применение и комплементарные технологии
Транзистор КТ315 нашел широкое применение в схемах усилителей звуковой, промежуточной и высокой частот. Важным дополнением стала разработка комплементарных КТ361. В паре они нашли своё применение в бестрансформаторных двухтактных схемах.
Заключение
В своё время данный прибор играл большую роль при построении различных схем. Доходило даже до того, что в магазинах для радиолюбителей времён Советского Союза они продавались не поштучно, а на вес. Это одновременно и являлось показателем популярности, и говорило о производственных мощностях, которые были направлены на то, чтобы создавать такие устройства. К тому же они настолько популярны, что в некоторых схемах радиолюбители до сих пор используют данные транзисторы. Неудивительно, ведь купить их можно и сейчас. Хотя приобретать не всегда обязательно - порой достаточно разобрать технику родом из СССР.
