Transistor NPN 2N5551: características, aplicaciones, hoja de datos y pinout

En el vasto reino de la electrónica, los transistores sirven como héroes no reconocidos, alimentando innumerables dispositivos y circuitos que se han convertido en una parte integral de nuestra vida cotidiana. Entre ellos,el transistor NPN 2N5551se destaca como un componente versátil y ampliamente utilizado. Con su combinación única de características, ha tallado un nicho para sí mismo en varias aplicaciones, desde los circuitos de pequeña escala dentro de la electrónica de consumo hasta los sistemas más complejos en las configuraciones industriales y de comunicación. Este artículo profundiza en el mundo del 2N5551, explorando sus características distintivas, diversas aplicaciones, detalles de la hoja de datos crucial y configuraciones fundamentales de Pinout. Ya sea que sea un entusiasta de la electrónica, un estudiante o un ingeniero profesional, comprender el 2N5551 puede abrir nuevas posibilidades en el diseño e innovación del circuito.

Descripción completa del transistor 2N5551

El 2N5551 es un transistor de unión bipolar NPN de alta frecuencia y baja potencia (BJT)ampliamente utilizado en circuitos de amplificación, conmutación y oscilación. Sus ventajas centrales incluyen una excelente respuesta de alta frecuencia, bajo voltaje de saturación y una pérdida de potencia mínima, lo que lo hace ideal para dispositivos electrónicos de potencia pequeña a media. Las aplicaciones clave abarcan amplificación de señal de alta frecuencia, conmutación de circuito de pulso y conducción de baja potencia. Con métricas de rendimiento robustas, como los altos voltajes de descomposición (VCE ≥ 150V), una ganancia de corriente de CC (HFE) de 80-250 y una frecuencia característica (FT) ≥ 100MHz, equilibra la confiabilidad y la eficiencia, lo que solidifica su papel como un elemento básico en el diseño electrónico.

Modelo CAD del transistor 2N5551

Configuración de PIN del transistor 2N5551

El transistor 2N5551Cuenta con una configuración de PIN clara, crítica para la integración adecuada del circuito. En el paquete común a 92, tres pines sirven roles distintos: el pin 1 es el emisor (E), el terminal de flujo de salida de corriente típicamente conectado a tierra o bajo potencial; El pin 2 actúa como la base (b), controlando la corriente del emisor colector a través de la corriente base (IB); El pin 3 funciona como el coleccionista (c), el terminal de entrada actual vinculado a cargas o altos potenciales.

Características y especificaciones técnicas del transistor 2N5551

Características eléctricas del núcleo

• Características de DC:
  • Voltaje de descomposición de la base coleccionista (VCB): ≥160V
  • Voltaje de descomposición del emisor colector (VCE): ≥150V
  • Voltaje de descomposición de la base emisora (VEB): ≥6V
  • Ganancia de corriente DC (HFE): 80-250 (en IC = 10MA, VCE = 10V)
• Características de alta frecuencia:
  • Frecuencia característica (FT): ≥100MHz (en IC = 10 mA, VCE = 20V)
  • Capacitancia de salida (COB): ≤15pf (en VCB = 10V, F = 1MHz)
• Características de potencia y temperatura:
  • Potencia de disipación máxima del colector (PC): 0.625W (en Tamb = 25 ℃)
  • Rango de temperatura de unión operativa (TJ): -55 ℃ ~+150 ℃
  • Rango de temperatura de almacenamiento (TSTG): -55 ℃ ~+150 ℃

Límite de parámetros (valores máximos absolutos)

Diagrama de circuito con transistor 2N5551 NPN

Características 2N5551

Rendimiento de resistencia de voltaje fuerte: El voltaje de desglose del emisor de colección (VCE) es ≥150V, y el voltaje de desglose de la base coleccionista (VCB) es ≥160V, lo que permite un funcionamiento estable en entornos de voltaje relativamente alto y ampliando el alcance de la aplicación.

Ganancia de corriente estable: En las condiciones de IC = 10MA y VCE = 10V, la ganancia de corriente de CC (HFE) varía de 80 a 250, lo que garantiza un rendimiento de amplificación confiable y la estabilidad de la amplificación de la señal.

Excelentes características de alta frecuencia: La frecuencia característica (FT) es ≥100MHz (a IC = 10MA y VCE = 20V), lo que lo hace adecuado para escenarios de aplicación de alta frecuencia, como la amplificación de señal de alta frecuencia y la oscilación.

Buena adaptabilidad de potencia y temperatura: La potencia de disipación máxima del colector alcanza 0.625W (a 25 ℃), y el rango de temperatura de la unión operativa es -55 ℃ ~+150 ℃, lo que permite un funcionamiento estable en un rango de temperatura relativamente amplio y un rango de potencia.

Capacitancia de baja salida: La capacitancia de salida (COB) es ≤15pf (en VCB = 10V y F = 1MHz), lo que reduce la pérdida de señal de alta frecuencia y mejora los efectos de respuesta de alta frecuencia.

Excelentes características de conmutación: Tiene un bajo voltaje de saturación y puede lograr una conmutación rápida después de un diseño optimizado, lo que lo hace adecuado para cambiar aplicaciones como circuitos de pulso y conducción de carga.

2N5551 Aplicaciones

El 2N5551 es un transistor de silicio de señal pequeña de tipo NPN, con respuesta de alta frecuencia (FT de frecuencia característica típica de 100MHz), capacidad de manejo de potencia media (disipación máxima de potencia del colector de 625MW) y capacidad de conducción de corriente moderada (corriente del colector máximo de 600MA). Sus escenarios de aplicación se centran principalmente en "procesamiento de señal pequeña" y "conmutación de baja potencia", con las siguientes aplicaciones clave:

Circuitos de amplificación de señal pequeña

Como dispositivo de amplificación de núcleo, se utiliza en la preamplificación de audio (como el preprocesamiento de señales para sistemas de audio pequeños y los controladores de auriculares), la amplificación de la señal de radiofrecuencia (RF) (como amplificar las señales débiles en el extremo receptor de los radios y los walkie-Talkies) y la amplificación de la señal del sensor (como amplificar la salida de las señales eléctricas débiles mediante la salida de los fotoresistores y los thermistors a los siguientes a los siguientes). Sus características de alta frecuencia pueden reducir la distorsión de la señal, lo que lo hace adecuado para procesar señales de alta frecuencia y pequeña amplitud.

Control de interruptor de baja potencia

Actúa como un interruptor electrónico en escenarios de carga de la pequeña corriente de corriente, como el control de encendido/apagado del LED (controlar el encendido/apagado de la corriente del colector a través de las señales base para impulsar LED de baja potencia), pequeñas conducir de la bobina de retransmisión (que necesita ser emparejado con las resistencias limitantes de corriente para controlar la activación del relé/desactivación de la señal para la señal de los circuitos periféricos) y el nivel de nivel de la logia de la logia en el circuito digital (el circuito de los requisitos del relé de la señal de los requisitos de la señal de la señal de la señal de la señal de la señal de los requisitos de los requisitos de los requisitos digitales de la señal de los requisitos de los requisitos digitales a los requisitos digitales (la señal de los requisitos de los requisitos de los requisitos de los requisitos de la activación de los requisitos del relé. Circuitos TTL/CMOS).

Oscilación de alta frecuencia y generación de señales

Aprovechando su capacidad de respuesta de alta frecuencia, se utiliza en circuitos de oscilador de alta frecuencia (como los circuitos de oscilación de LC, la generación de señales sinusoidales en el rango de radiofrecuencia para aplicaciones como los módulos de control remoto y la generación de portadores en pequeños dispositivos de comunicación) y los circuitos de modulación de señal (ayudan en la implementación de la modulación de amplitud o la modulación de la frecuencia, vistos en los equipos de transmisión sencillos de inhalación).

Amplificación y conformación de la señal de pulso

En los sistemas digitales o los circuitos de control de tiempo, amplifica las señales de pulso débiles (como la amplificación de las señales de salida del temporizador) o las formas de las formas de onda de pulso distorsionadas a través de sus características de conmutación (como eliminar la fluctuación de la señal para producir pulsos regulares de nivel de alto nivel, que se adaptan a los requisitos de activación de los circuitos lógicos subsiguientes).

Fuentes de corriente constantes y circuitos de polarización

Utilizando las características de control de corriente del transistor, construye fuentes de corriente constantes de baja potencia (como proporcionar corriente de operación estable para sensores de baja potencia y amplificadores operativos) o sirve como circuitos de polarización para los dispositivos de potencia (proporcionando voltaje de polarización/corriente de base adecuada para los transistores de alta potencia para garantizar que funcionen en una región de amplificación estable).

Operación segura del transistor NPN 2N5551

El transistor NPN 2N5551, un elemento básico en muchos circuitos electrónicos, requiere un manejo cuidadoso para garantizar un funcionamiento seguro.
En primer lugar, adherirse al área operativa segura (SOA) es crucial. El producto del voltaje del recolector - emisor (VCE) y la corriente del colector (IC) no deben exceder la máxima potencia de disipación del colector (PC), que es 0.625W a 25 ℃. En entornos de alta temperatura, la reducción es necesaria. Por ejemplo, cuando la temperatura ambiente alcanza 100 ℃, la PC debe reducirse a 0.3W. Exceder estos límites puede conducir a un sobrecalentamiento y daños permanentes.
Durante la soldadura, es vital mantener la temperatura en o menos de 260 ℃ y el tiempo de soldadura en 10 segundos. Las altas temperaturas pueden dañar la delicada estructura interna del transistor. En las aplicaciones que involucran alta potencia, la instalación de disipadores de calor es aconsejable para disipar el calor de manera efectiva y mantener una temperatura de unión segura.
Además, debido a su nivel de sensibilidad de ESD (descarga electro -estática) de la Clase 1A, las medidas antiagáticas, como el uso de correas y bolsas anti -estáticas, son esenciales durante el almacenamiento y el manejo para evitar daños por cargas electrostáticas.

Optimización de la eficiencia y rendimiento del transistor 2N5551

Optimización del circuito de amplificación

En circuitos de amplificación,el 2N5551El rendimiento de 'S se puede mejorar a través de un sesgo meticuloso y la coincidencia de impedancia.
Parcialidad: Emplear una configuración de sesgo de voltaje - divisor, típicamente con las resistencias RB1 y RB2, ayuda a estabilizar el punto de funcionamiento del transistor. Las variaciones de temperatura pueden causar fluctuaciones en la ganancia de corriente DC (HFE) del transistor. Pero con el voltaje adecuado: sesgo del divisor, el voltaje base permanece relativamente constante, asegurando una corriente de colector estable y minimizando las variaciones de ganancia. Por ejemplo, en un circuito de pre -amplificación de audio, un punto de funcionamiento estable garantiza una amplificación de sonido constante sin distorsión causada por las fluctuaciones de HFE.
Coincidencia de impedancia: Incorporar una red LC (inductor - condensador) para la coincidencia de impedancia es crucial para aplicaciones de alta frecuencia. El 2N5551 tiene una cierta impedancia de entrada y salida. Al usar una red LC, la impedancia de la fuente y la carga se puede combinar con la del transistor. Esto reduce los reflejos de la señal, que pueden causar pérdida de potencia y distorsión. Como resultado, el transistor puede transferir eficientemente la potencia y amplificar las señales de alta frecuencia, lo que lo hace adecuado para tareas de amplificación de RF (radiofrecuencia).

Optimización del circuito de conmutación

Para el cambio de aplicaciones, la clave radica en acelerar la velocidad de conmutación y reducir las pérdidas de potencia.
Acelerar la velocidad de conmutación: Conectar una pequeña resistencia (que varía de 100Ω - 1KΩ) en serie con la base del 2N5551 puede suprimir el sobreimpulso de corriente durante el proceso de giro. Además, agregar un condensador (10pf - 100pf) en paralelo con la unión base - emisor puede acelerar el proceso de giro. Cuando el transistor necesita apagarse, el condensador proporciona una ruta para que la carga almacenada en la región base se descargue rápidamente, reduciendo el tiempo de apagado. Esto es especialmente importante en los circuitos de modulación de ancho (PWM) donde se requiere conmutación rápida y precisa.
Reducción de pérdidas de energía: Evitar en exceso: conducir el transistor es esencial para minimizar las pérdidas de energía. La conducción excesiva puede conducir a una saturación excesiva, aumentando el retraso del giro y causando una mayor disipación de potencia durante la transición entre los estados de encendido y apagado. Al controlar con precisión la corriente base, el transistor puede funcionar a un nivel de saturación óptimo, reduciendo las pérdidas de conducción y conmutación. En un circuito de conducción motor, esta optimización asegura que el 2N5551 pueda cambiar la corriente del motor de manera eficiente, mejorando la eficiencia energética del sistema general.

Gráfico de simulación a 2N5551

Esta simulación muestra un amplificador común - emisor construido conun transistor NPN 2N5551. El circuito de la izquierda utiliza las resistencias R3 (2kΩ), R4 (330Ω) para el voltaje, dividiendo el sesgo, estableciendo el voltaje base para establecer un punto de funcionamiento adecuado. R1 (1.2kΩ) y R2 (200Ω) actúan como resistencias de colección y emisor, respectivamente, determinando la impedancia de salida y las características de voltaje de corriente. C1 (1μF) es un condensador de acoplamiento, lo que permite que las señales de CA pasen mientras bloquean DC.
El osciloscopio a la derecha muestra dos formas de onda clave. La traza amarilla superior representa la señal de CA de entrada, probablemente un sinusoide de baja amplitud. La forma de onda rosa inferior es la salida, amplificada por el 2N5551. Observe la ganancia significativa: la amplitud de salida es mucho mayor, lo que demuestra la capacidad de amplificación de voltaje del transistor en esta configuración. Las formas sinusoidales lisas indican una distorsión mínima, que muestra que el 2N5551 puede amplificar efectivamente las señales de CA para aplicaciones analógicas como la pre -amplificación de audio, validando su uso en circuitos de amplificación lineal.

Alternativas al transistor 2N5551

Dimensiones del paquete de 2N5551

A 92: Es un paquete de plástico a través del orificio, muy adecuado para soldadura manual, y ampliamente utilizado en el campo Electronics de consumo.

Sot-23: Es un paquete de montaje en la superficie, y su pequeño tamaño lo hace adecuado para el diseño de PCB de alta densidad.

Parámetros de dimensión clave (paquete TO-92)

2N5551 Fabricante

El transistor NPN 2N5551 es fabricado por múltiples empresas de renombre. Fairchild Semiconductor es un productor prominente, que lo ha diseñado para amplificadores de voltaje de alto propósito general y controladores de visualización de descarga de gas. Su 2N5551, en un paquete A a - 92, presenta capacidades de alta frecuencia de hasta 150 MHz, lo que lo hace adecuado para varias aplicaciones.
Onsemi también fabrica este transistor, ofreciendo una versión con un producto de ancho de banda (FT) de ganancia de 300 MHz. Toshiba, otro bien bien conocido, proporciona al 2N5551 su propio conjunto de especificaciones controladas de calidad. Además, Diotec Semiconductor y Multicomp Pro producen el 2N5551, cada uno con características de rendimiento que satisfacen diferentes demandas en el mercado electrónico. El fabricante chino CJ (Jiangsu Changjiang/Changjing) ofrece una opción rentable y confiable para aplicaciones como la amplificación de potencia de baja frecuencia y los circuitos de conmutación.

Conclusión

Como un transistor NPN de alto rendimiento,el 2N5551se ha utilizado ampliamente en amplificación, conmutación y circuitos de alta frecuencia debido a sus ventajas de alta resistencia a voltaje, características de alta frecuencia y bajo costo. Durante el proceso de diseño, se debe prestar atención a su área operativa segura, condiciones de disipación de calor y la coincidencia de parámetros, y las herramientas de simulación deben usarse para optimizar el rendimiento del circuito. Al seleccionar razonablemente modelos alternativos y transistores complementarios, sus escenarios de aplicación se pueden ampliar aún más para satisfacer diversas necesidades de diseño.

Hoja de datos de transistores NPN 2N5551

ONSEMI 2N5551 NPN Transistor Dathe hoite.pdf

Fairchild Semiconductor 2N55551 Hoja de datos

Diodos yoincorporado2N5551 Dathead.pdf

Diotec Semiconductor 2N55551 Hoja de datos