Relatório Plinio
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Relatório Plinio
PLINIO AVILA JUNIOR PROJETO INTEGRADOR I FONTE LINEAR ESCALAR FLORIANÓPOLIS JULHO DE 2007 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA GERÊNCIA EDUCACIONAL DE ELETRÔNICA CURSO TÉCNICO DE ELETRÔNICA PROFESSOR: CLÓVIS ANTÔNIO PETRY ACADÊMICO: PLINIO AVILA JUNIOR PROJETO INTEGRADOR FONTE LINEAR ESCALAR FLORIANÓPOLIS JULHO DE 2007 Dedico o projeto aos meus pais, Plínio Antônio Ávila e Rita de Cássia Antunes Ávila e minhas irmãs Fabiana Ávila e Juliana Ávila AGRADECIMENTOS Agradeço a meus colegas do curso técnico em especial, Arlei Dias, Cláudio Ramos, Robson Pires, aos amigos Luiz Fernando Pereira Coelho, Thiago Albani Pereira, Cristiane Griebeler, Rafael Eliseu Beltrão de Azevedo, Fernando Flores Pereira e Edison Ferreira aos professores Clóvis Antônio Petry, portanto sem eles o projeto não obteria êxito. Um monte de pedras deixa de ser um monte de pedras no momento em que um único homem o contempla, nascendo dentro dele a imagem de uma catedral." Antoine de Saint-Exupéry RESUMO No decorrer do primeiro módulo do Curso Técnico de Eletrônica aprendemos os princípios básicos de eletricidade, lógica e a introdução à eletrônica, através do Projeto Integrador foi implementado uma fonte linear que possuem a característica de em uma saída, existir uma variedade de tensões a escolha (através do ajuste fino dos potenciômetros), sendo que o ajuste padrão é em torno de 1,5V, 3V, 4,5V, 6V,9V,12V, selecionados através de uma chave de sete posições sendo que cada tensão exceto a de 1,5 V , é emitida um sinal indicador do LED1 sendo que possui uma corrente de 1A. Foram seguidos todos os procedimentos corretamente desde a aquisição das peças, a montagem na matriz de contatos e a confecção da placa e os testes finais realizados. 1 LED é a sigla em inglês para Light Emitting Diode, ou Diodo Emissor de Luz. LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 - DIAGRAMA EM BLOCOS.................................................................................. 01 FIGURA 2 - FONTE EM FASE DE PROJETO........................................................................ 03 FIGURA 3 - DIAGRAMA ESQUEMÁTICO............................................................................ 04 FIGURA 4 – ESQUEMÁTICO NO CIRCUIT MAKER......................................................... 05 FIGURA 5 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO............................................................................. 06 FIGURA 6 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO (DETALHE)...................................................... 07 FIGURA 7 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 1,5 V............................. 08 FIGURA 8 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 3V................................. 09 FIGURA 9 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 4,5V.............................. 10 FIGURA 10 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 6V............................... 11 FIGURA 11 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 9V............................... 12 FIGURA 12 – TENSÃO NO CAPACITOR E TENSÃO DE SAÍDA 12V............................. 13 FIGURA 13 – GRÁFICO DE PREÇOS DA FONTE............................................................... 14 FIGURA 14 – ESQUEMÁTICO DA PLACA........................................................................... 15 FIGURA 15 – PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO............................................................... 16 FIGURA 16 – TENSÕES MEDIDAS........................................................................................ 17 FIGURA 17 – TEMPERATURAS MEDIDAS........................................................................ 17 FIGURA 18 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO SEM CARGA................................................. 18 FIGURA 19 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO COM CARGA................................................ 18 FIGURA 20 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO E TENSÃO NO CAPACITOR..................... 19 FIGURA 21 – TENSÃO DE SAÍDA 12V.................................................................................. 19 FIGURA 22 – TENSÃO DE SAÍDA 9V ................................................................................... 20 FIGURA 23 – TENSÃO DE SAÍDA 6V.................................................................................... 20 FIGURA 24 – TENSÃO DE SAÍDA 4,5V................................................................................. 21 FIGURA 25 – TENSÃO DE SAÍDA 3V.................................................................................... 21 FIGURA 26 – TENSÃO DE SAÍDA 1,5V................................................................................. 21 FIGURA 27 – TENSÃO NO SECUNDARIO, CAPACITOR, SAIDA E CORRENTE..... 22 FIGURA 28 – COMPRIMENTO DO RIPPLE....................................................................... 22 LISTA DE TABELAS TABELA 1 – LISTA DE MATERIAL.................................................................................. 14 TABELA 2 – VALORES TENSÕES.................................................................................... 16 TABELA 3 – TEMPERATURAS MEDIDAS.................................................................... 17 LISTA DE SÍMBOLOS A – Ampere Unidade SI de corrente elétrica C – Celsius Unidade de temperatura. F – Farad Unidade SI de capacitância. Ω- Ohms Unidade SI de resistência elétrica. Hz- Hertz – Unidade SI de velocidade angular. V – Volts, Unidade SI de Tensão. K- Kilo, Representa o numero na potência de 3. c- cent, Representa o numero de potência de -2 m – Mili, Representa o numero na potência de -3 µ - Micro, Representa o numero na potência de -6 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO......................................................................................................................... 01 1.1 Diagrama de Blocos................................................................................................................ 01 1.2 Etapas do Projeto.................................................................................................................... 02 2. FONTE LINEAR...................................................................................................................... 02 2.1 Introdução............................................................................................................................... 02 2.2 Diagrama Esquemático.......................................................................................................... 03 2.3 Explicação do Funcionamento............................................................................................... 04 2.4 Simulação e Formas de Onda................................................................................................ 05 2.5 Conclusões............................................................................................................................... 13 3. MONTAGEM DA FONTE NA MATRIZ DE CONTATOS................................................ 13 3.1 Lista de Material..................................................................................................................... 14 4. MONTAGEM EM PCI............................................................................................................ 15 4.1 Desenho da placa..................................................................................................................... 16 4.2 Valores Medidos...................................................................................................................... 16 4.3 Formas de Onda no Osciloscópio.......................................................................................... 18 4.4 Alterações................................................................................................................................ 23 4.5 Conclusões............................................................................................................................... 23 5 CONCLUSÕES FINAIS............................................................................................................23 5.1 Resultados................................................................................................................................ 23 5.2 Problemas e Alterações...........................................................................................................23 REFERÊNCIAS............................................................................................................................24 ANEXOS........................................................................................................................................25 1- INTRODUÇÃO Todo o equipamento eletrônico precisa de certa energia elétrica para que funcione, e nem sempre a tensão é padronizada em todos os circuitos. A Fonte de alimentação é um dispositivo no quais os componentes eletrônicos de um determinado circuito buscam essa energia para que proporcione o funcionamento completo do equipamento. Para Braga (2007 p.7) “Uma fonte de alimentação consiste, portanto em um circuito que a partir da tensão elétrica disponível (alternada e contínua) fornece a tensão contínua (ou mesmo alternada) na forma requerida pelo circuito alimentado.”. Através deste projeto foi implementado uma fonte de alimentação linear onde a característica fundamental é a grande variabilidade de saídas de tensões, (1,5V, 3V, 4,5V, 6V, 9V, e 12V), sendo ajustados por resistores do tipo trimpot1 e possui uma corrente única de 1A na saída da fonte. A aplicação principal da fonte de alimentação é para auxiliar o usuário a alimentar matrizes em contato para futuros projetos, fazer testes em circuitos e entre outros. 1.1 Diagramas em blocos FIGURA 1- DIAGRAMA EM BLOCOS Transformador Ponte Retificadora Filtro Capacitivo Regulador De Tensão O projeto foi dividido em quatro blocos sendo que o primeiro bloco considera-se o transformador, onde ele reduz a tensão de 220V/110V para 16V. O segundo bloco denominado retificador sendo parte primordial para a conversão de uma tensão alternada que sai do Transformador (em pequena escala) para corrente contínua. O terceiro bloco é o filtro capacitivo, sendo o objetivo é reduzir a ondulação (ripple) da tensão, e finalmente o quarto bloco trata-se de um regulador de tensão onde mantém a tensão de saída de um valor constante. 1 Trimpot: é um resistor de valor variável, semelhante ao potenciômetro.. 1 1.2 Etapas do Projeto. A escolha do projeto do circuito da fonte foi escolhida no decorrer de abril de 2007 onde foi conferido a viabilidade técnica e a fabricação do mesmo, sendo nas primeiras semanas de maio do mesmo ano, foram feitas as primeiras simulações com o Circuit Maker 20001 primeiramente e para concluir foi utilizado o software Proteus 6 Professional.2 Na segunda quinzena de maio adquiriram-se os componentes da fonte incluindo um transformador, diodos, transistores, leds, trimpots e entre outros. Sendo então a montagem na matriz dos contatos e os testes de funcionamento de cada componente eletrônico. Na última semana de maio ocorreu a confecção da placa através do software Eagle Editor.3 Na primeira semana de junho foi iniciada a etapa de montagem dos componentes eletrônicos na placa projetada, na semana seguinte foram realizados os testes finais com diversos tipos de cargas, onde foi medida as temperaturas e tensões aplicadas nos componentes. Nas semanas seguintes iniciou-se o processo de condicionamento da placa num gabinete e a documentação do projeto. 2- FONTE LINEAR 2.1 Introdução Hoje em dia todos os equipamentos eletroeletrônicos possuem uma fonte de energia, sendo de diversos tipos destacando a fonte de corrente contínua simples, a fonte de corrente contínua com um transformador na entrada (fonte linear) e a fonte chaveada. Coloca-se em foco a fonte linear, ou seja, precisa de um transformador para reduzir a tensão de linha de corrente alternada (ac), seguido através de uma ponte retificadora separando a parte positiva e a negativa da carga que no caso do projeto trata-se de onda completa, e um capacitor para reduzir o ripple e um regulador de tensão para que não varie a tensão na saída da fonte. Do projeto ele se baseou em protótipos anteriores, sendo não viável pelo fato da pretensão é possuir várias saídas de tensão de uma forma escalar. Na Figura 2 mostra os primeiros passos da 1 Circuit Maker 2000 – software de simulação de circuitos fornecida pela Protel Iternational Limited Proteus 6 Profesional – software de simulação de circuitos fornecida pela LabCenter Eletronics 3 Eagle Editor – software de confecção de placas fornecida pela Cadsoft 2 2 fonte, tendo características muito semelhantes a fonte atual, como destaque o transformador de 16V o Regulador de tensão LM 317 e o transistor de potência 2N3055. FIGURA 2 – FONTE EM FASE DE PROJETO Porém com a necessidade de obter uma variabilidade de opções de tensão de saída com o tempo foram-se aperfeiçoando o protótipo e atendendo a grande parte da necessidade do autor. 3 2.2 Diagrama Esquemático FIGURA 3- DIAGRAMA ESQUEMÁTICO A sigla V1 é considerado como o transformador (traffo) de 16V e 60 Hz, D1,D2,D3,D4 trata-se dos diodos da ponte retificadora modelo 1N4007, o C1 é o capacitor cujo o valor é de 2200µF, R1 e R5 são resistores de 1KΩ, R3e R2 são resistores de cujo valor são respectivamente 10KΩ, 270Ω. O limitador de tensão LM 317 é representado pela sigla U1 e o transistor de potencia 2N3055 é a sigla Q1. O projeto possui seis LEDS (D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11), seis potenciômetros do tipo trimpot, sendo valores são 100Ω,2K2Ω,4K7Ω, e possui um transistor do tipo BC-548. 2.3 Explicação do Funcionamento A apresentação do protótipo segue como base uma fonte linear, a retificação é do tipo onda completa, passando pelos quatro diodos 1N4007 sendo a grande vantagem é que ela aproveita a metade do transformador à parte positiva, sendo que a parte negativa do mesmo vai para o terra (ground). Passando pela ponte retificadora a tensão vai para o capacitor por onde ele faz o filtro capacitivo, ou seja, simplesmente acrescentar um Capacitor cujo valor é de 2200µF em paralelo com a carga para se obter uma Tensão AC/DC ou CC de baixa ondulação sendo então a carga já 4 com ripple vai para o regulador de tensão LM-317 sendo que as principais funções é permitir o ajuste da tensão, limita a corrente de saída e também para o aumento da temperatura, onde a tensão de saída do LM-317 vai para base do transistor 2N3055 cuja função dele é aumentar a corrente de saída. A segunda parte trata-se de um conjunto de trimpots para fazer o ajuste fino de cada tensão selecionada através de uma chave de seleção cada chave selecionada é acionado o led. Enquanto o transistor BC-545 a função dele foi uma tentativa de aumentar a tensão de 1,5 V para acender o led indicativo da tensão de 1,5 V , sendo sem sucesso para o acionamento do mesmo. 2.4 Simulação e Formas de Onda A simulação inicialmente foi desenvolvida pelo software Circuit Maker 2000 ainda com os protótipos iniciais, sendo não viável para as necessidades do autor (Conforme a Figura 4). A sugestão do professor foi utilizar o software Proteus 6 Professional, verifica-se que o mesmo atendeu as expectativas e conclusões simuladas. FIGURA 4 - ESQUEMÁTICO NO SOFTWARE CIRCUIT MAKER 5 Os gráficos baseados no simulador Proteus procuraram-se detalhar as tensões no secundário, nas tensões selecionáveis (1,5V, 3V, 4,5V, 6V , 9V e 12V) e a tensão de saída no capacitor, sendo primordiais para uma certeza na fase de implementação na matriz e contatos e posteriormente na placa final. FIGURA 5 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO O gráfico apresentado na Figura 5 é a oscilação (senóide) da tensão no secundário do transformador num intervalo de um segundo, portanto possui muitos intervalos em torno de 60 Hz, sendo praticamente ilegível, portanto com a necessidade de um detalhamento de cada período da senóide foi reduzido o intervalo de um segundo, para 50m segundos, sendo visível todo o percurso da tensão, conforme apresentado na Figura 6. 6 FIGURA 6 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO (DETALHE) Na figuras posteriores (figuras 7, 8, 9, 10, 11 e 12), demonstra todas as saídas de tensões escaladas, considerando que nas figuras 10 11 e 12, ou seja, as saídas 6V,9V e 12V ocorre um uma pequena oscilação sendo mais visível na figura 12 , que poderia ser corrigido com um capacitor para reduzir o pequeno ripple na tensão 12V. 7 FIGURA 7 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 1,5V 8 FIGURA 8 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 3V 9 FIGURA 9 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 4,5V 10 FIGURA 10 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 6 V 11 FIGURA 11 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 9 V 12 FIGURA 12 – TENSÃO NO CAPCITOR E TENSÃO DE SAÍDA 12 V 2.5 Conclusões A partir dos gráficos emitidos, pode-se definir que a fonte projetada podia ter melhoras na tensão de saída de 12V, ocasionando ripple, sendo uma solução viável colocando um capacitor em torno de 10µF para reduzir essa oscilação. Nas demais tensões ocorreram sem nenhum problema e a tensão foi contínua. 3. MONTAGEM DA FONTE NA MATRIZ DE CONTATOS A montagem na matriz de contatos foi de fator primordial para comprovar na prática naquilo que foi simulado. Através da lista de componentes que o projeto solicitou, foram feitos diversos testes de fato a principal dificuldade foi à montagem, sendo como um primeiro projeto o nível de dificuldade era bastante alto, ocasionando certo atraso de projeto. 13 3.1 Lista de Material TABELA 1 – LISTA DE MATERIAL Quantidade Descrição 1 Transformador 1 Capacitor 4 Diodos 1 Resistor 1 Resistor 2 Resistor 1 Regulador 1 Transistor 1 Transistor Chave 1 Seletora 2 Leds 3 Leds 4 Leds 1 Bourne 1 Bourne 2 Trimpot 2 Trimpot 1 Trimpot Total Valor 220V-16V 2200µF 1N4007 270Ω 1KΩ 10KΩ LM 317 2N3055 BC547 Preço R$ 25,00 R$ 2,70 R$ 0,20 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 0,03 R$ 1,25 R$ 2,20 R$ 0,30 7 posições Verde Amarela Vermelha Preto Vermelha 100Ω 2K2Ω 4K7Ω R$ 3,95 R$ 0,38 R$ 0,38 R$ 0,38 R$ 0,60 R$ 0,60 R$ 3,40 R$ 3,40 R$ 1,70 R$ 46,53 FIGURA 13 – GRÁFICO DE PREÇOS DA FONTE Gráfico dos Preços Transformador Capacitor Diodos Resistor Regulador Transistor Chave Seletora Leds Bourne Trimpot Os preços dos componentes foram levantados no mês de maio de 2007, se pode notar a grande parte do investimento da fonte linear foi no transformador (aproximadamente 60% de todo o custo 14 do projeto), portanto as demais peças o preço foi bem baixo nem sequer chegando em um real em alguns componentes. 3.2 Valores Medidos Os valores medidos na matriz de contatos não foram emitidos, porém foram testadas todas as tensões individualmente, e obteve êxito, portanto com o atraso do projeto a decisão foi tomada mediante sob a observação do professor a confecção da placa e sendo feito todos os testes finais na placa já montada. 4. MONTAGEM EM PCI A montagem em PCI, ou seja, na Placa de Circuito Impresso, foi uma etapa bastante importante do projeto onde foi feito o esquemático da placa e a placa propriamente dita utilizando o software Eagle Editor, ocorrendo um grande avanço no projeto e um ganho de tempo. A placa tem dimensões de 10,5 cm por 7 cm, com uma área de 73,5 cm². Através da figura 14 demonstra o esquemático da placa FIGURA 14 – ESQUEMÁTICO DA PLACA 15 4.1 Desenho da placa A solução mais eficaz na confecção da placa foi fazer ilhas de entrada e os trimpots embutidos na placa, sendo para minimizar o máximo possível do espaço da placa. Diante da placa PCI o regulador de tensão 2N3055 fica fora da placa, embutida em um dissipador de calor isolado com cola quente. FIGURA 15 – PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO 4.2 Valores Medidos Os valores medidos na placa foi uma etapa final da execução do projeto onde foram medidas as tensões de saídas em três tipos de cargas denominadas sem carga, meia carga e carga total. Também se coloca em destaque as medições de temperatura feita em graus Celsius (°C), dos principais componentes que podem comprometer o desempenho da fonte se colocado sob temperaturas elevadas. Segue nas Tabelas 2 e 3 e as Figuras 16 e 17 os valores medidos. TABELA 2 – VALORES TENSÕES Tensões V sec V cap V1,5v V3v V4,5v V6v V9v V12v sem carga 15,2 V 19,75V 2,13V 3,37 V 4,71V 6,25V 8,97V 12,42V meia carga 14,8 V 17,92V carga total 14,5V 16,70V 12,09 V 12,06V 16 FIGURA 16 – TENSÕES MEDIDAS Tensão medida em Volts (V) Tensões Medidas 25 20 sem carga 15 meia carga 10 carga total 5 0 V sec V cap V1,5v V3v V4,5v V6v V9v V12v Tensões TABELA 3 – TEMPERATURAS MEDIDAS Equipamento Transistor 2n3055 Regulador Linear LM 317 Ponte Retificadora Transformador Ambiente 25°C Meia Carga 30°C Carga Total 38°C 25°C 26°C 30°C 26°C 47°C 34°C 27°C 70°C 36°C Temperaturas Medidas 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ambiente Meia Carga Transformador Ponte Retificadora Regulador Linear LM 317 Carga Total Transistor 2n3055 Valores Atribuídos em Graus Celsius FIGURA 17 – TEMPERATURAS MEDIDAS Pode-se notar que tanto na tensão no secundário quanto na tensão de saída do capacitor, na medida em que foi colocando a carga nos terminais da fonte ocorre uma leve queda de tensão, porém mantém praticamente constante nas tensões de saída graças ao regulador de tensão 2N3055. 17 Nota-se também que a temperatura da ponte retificadora em carga total atingindo 70ºC isso ocorreu de fato quando foi feito a colocação dos diodos na placa eles ficaram juntos demais na placa, dificultando a ventilação e ajudando o aquecimento dos componentes. Nos demais componentes o resultado era o esperado. 4.3 Formas de Onda no Osciloscópio Durante a etapa de aquisições foram feitos testes a respeito do comportamento da fonte de tensão, sendo que o teste final mais correto e detalhado é através do osciloscópio digital que a instituição forneceu nas figuras a seguir demonstra os detalhes necessários para concluir os testes finais na fonte de tensão. FIGURA 18 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO SEM CARGA FIGURA 19 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO COM CARGA IO 18 Na Figura 18 mostra a tensão do secundário sem carga com o valor de 19,2V já na Figura 19 mostra a tensão do secundário com carga, cujo valor é de 19,4V. FIGURA 20 – TENSÃO NO SECUNDÁRIO E TENSÃO NO CAPACITOR Na figura 20, após a medição da tensão do secundário sem carga foi feito a tensão no capacitor. Cujo valor é em torno de 18,5V As figuras (21, 22, 23, 24, 25 e 26) mostram todos os valores obtidos através do osciloscópio digital FIGURA 21 – TENSÃO DE SAÍDA DE 12V 19 FIGURA 22 – TENSÃO DE SAÍDA 9V FIGURA 23 – TENSÃO DE SAÍDA 6V 20 FIGURA 24 – TENSÃO DE SAÍDA 4,5V FIGURA 25 - TENSÃO DE SAÍDA 3V FIGURA 26 - TENSÃO DE SAÍDA 1,5V 21 Na figura 27, foram feita várias medições contendo os valores da tensão do secundário 19,4V com carga, a tensão no capacitor 17 V, a tensão de saída da fonte 11,22V e a corrente de saída 249,8 m A. FIGURA 27 – TENSÃO NO SECUNDARIO, TENSÃO CAPACITOR, TENSÃO SAÍDA E CORRENTE DE SAÍDA A figura 28 demonstra o comprimento do ripple na saída do capacitor cujo valor é de 1,15V FIGURA 28 – COMPRIMENTO DO RIPPLE 22 4.4 Alterações Nos reguladores LM 317 e 2N3055 foram acoplados dissipadores de calor feito em alumínio e isolados por uma pasta térmica para proteger o componente e dissipar o calor. 4.5 Conclusões As conclusões em relação aos testes finais eram esperadas a queda de tensão quando estava em carga total, mas não afetou em nada em relação a desempenho da fonte, o que podia ser melhorado é um espaço de 0,5 cm da ponte retificadora com a placa sendo então evitando o aquecimento dos diodos que chegou a ficar em 70ºC 5 CONCLUSÕES FINAIS 5.1 Resultados O projeto conseguiu atender boa parte das expectativas nos testes, teve uma leve queda de tensão no transformador como era esperado, não comprometendo, portanto o excelente desempenho da fonte. 5.2 Problemas e Alterações No decorrer do projeto foram feitos diversas alterações para atender as expectativas para obter as seis saídas designada pelo usuário e ao mesmo tempo acenda um led, porém a saída 1,5V não obteve sucesso pelo fato da tensão ser muito baixa e, portanto foi descartado o led indicativo da saída 1,5V. É importante notar também pelo fato de ser o primeiro projeto o nível de dificuldade é bastante alto, com estes problemas anteriores, mas de um modo geral a fonte foi construída e funcionando perfeitamente. 23 REFERÊNCIAS BRAGA, Newton C. Fonte de Alimentação, 1ª edição: Editora Saber, 2007. BOYLESTAD, Robert L. Dispositivos eletrônicos e teoria dos circuitos, 8ª edição: Prentice Hall, 2004 24 ANEXOS 25 1N4001 – 1N4007 W TE PO WE R SEM IC O ND UC TO R S 1.0A SILICON RECTIFIER Features ! Diffused Junction ! ! ! ! Low Forward Voltage Drop High Current Capability High Reliability High Surge Current Capability A B A Mechanical Data ! ! ! ! ! ! C Case: Molded Plastic Terminals: Plated Leads Solderable per MIL-STD-202, Method 208 Polarity: Cathode Band Weight: 0.35 grams (approx.) Mounting Position: Any Marking: Type Number D DO-41 Dim Min Max A 25.4 — B 4.06 5.21 C 0.71 0.864 D 2.00 2.72 All Dimensions in mm Maximum Ratings and Electrical Characteristics @TA=25°C unless otherwise specified Single Phase, half wave, 60Hz, resistive or inductive load. For capacitive load, derate current by 20%. Characteristic Peak Repetitive Reverse Voltage Working Peak Reverse Voltage DC Blocking Voltage RMS Reverse Voltage Average Rectified Output Current (Note 1) @TA = 75°C Symbol 1N 4001 1N 4002 1N 4003 1N 4004 1N 4005 1N 4006 1N 4007 Unit VRRM VRWM VR 50 100 200 400 600 800 1000 V VR(RMS) 35 70 140 280 420 560 700 V IO 1.0 A Non-Repetitive Peak Forward Surge Current 8.3ms Single half sine-wave superimposed on rated load (JEDEC Method) IFSM 30 A Forward Voltage @IF = 1.0A VFM 1.0 V @TA = 25°C @TA = 100°C IRM 5.0 50 µA Cj 15 pF RJA 50 K/W Tj -65 to +125 °C TSTG -65 to +150 °C Peak Reverse Current At Rated DC Blocking Voltage Typical Junction Capacitance (Note 2) Typical Thermal Resistance Junction to Ambient (Note 1) Operating Temperature Range Storage Temperature Range *Glass passivated forms are available upon request Note: 1. Leads maintained at ambient temperature at a distance of 9.5mm from the case 2. Measured at 1.0 MHz and Applied Reverse Voltage of 4.0V D.C. 1N4001 – 1N4007 1 of 3 © 2002 Won-Top Electronics 10 IF, INSTANTANEOUS FORWARD CURRENT (A) I(AV), AVERAGE FORWARD RECTIFIED CURRENT (A) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 40 60 80 100 120 140 160 1.0 0.1 Tj = 25ºC PULSE WIDTH = 300µs 2% DUTY CYCLE 0.01 0.6 180 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 TA, AMBIENT TEMPERATURE (ºC) VF, INSTANTANEOUS FORWARD VOLTAGE (V) Fig. 1 Forward Current Derating Curve Fig. 2 Typical Forward Characteristics 100 50 f = 1MHz 40 Cj, CAPACITANCE (pF) IFSM, PEAK FORWARD SURGE CURRENT (A) Tj = 25ºC 30 20 10 10 8.3ms Single half sine-wave JEDEC Method 0 1.0 1.0 10 1.0 100 10 NUMBER OF CYCLES AT 60 Hz VR, REVERSE VOLTAGE (V) Fig. 3 Max Non-Repetitive Peak Fwd Surge Current Fig. 4 Typical Junction Capacitance 1N4001 – 1N4007 2 of 3 100 © 2002 Won-Top Electronics ORDERING INFORMATION Product No.! Package Type Shipping Quantity 1N4001-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4001-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4001 DO-41 1000 Units/Box 1N4002-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4002-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4002 DO-41 1000 Units/Box 1N4003-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4003-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4003 DO-41 1000 Units/Box 1N4004-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4004-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4004 DO-41 1000 Units/Box 1N4005-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4005-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4005 DO-41 1000 Units/Box 1N4006-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4006-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4006 DO-41 1000 Units/Box 1N4007-T3 DO-41 5000/Tape & Reel 1N4007-TB DO-41 5000/Tape & Box 1N4007 DO-41 1000 Units/Box Products listed in bold are WTE Preferred devices. ! T3 suffix refers to a 13” reel. TB suffix refers to Ammo Pack. Shipping quantity given is for minimum packing quantity only. For minimum order quantity, please consult the Sales Department. Won-Top Electronics Co., Ltd (WTE) has checked all information carefully and believes it to be correct and accurate. However, WTE cannot assume any responsibility for inaccuracies. Furthermore, this information does not give the purchaser of semiconductor devices any license under patent rights to manufacturer. WTE reserves the right to change any or all information herein without further notice. WARNING: DO NOT USE IN LIFE SUPPORT EQUIPMENT. WTE power semiconductor products are not authorized for use as critical components in life support devices or systems without the express written approval. Won-Top Electronics Co., Ltd. No. 44 Yu Kang North 3rd Road, Chine Chen Dist., Kaohsiung, Taiwan Phone: 886-7-822-5408 or 886-7-822-5410 Fax: 886-7-822-5417 Email: [email protected] Internet: http://www.wontop.com 1N4001 – 1N4007 We power your everyday. 3 of 3 © 2002 Won-Top Electronics Order this document by 2N3055/D SEMICONDUCTOR TECHNICAL DATA . . . designed for general–purpose switching and amplifier applications. *Motorola Preferred Device • DC Current Gain — hFE = 20 – 70 @ IC = 4 Adc • Collector–Emitter Saturation Voltage — VCE(sat) = 1.1 Vdc (Max) @ IC = 4 Adc • Excellent Safe Operating Area 15 AMPERE POWER TRANSISTORS COMPLEMENTARY SILICON 60 VOLTS 115 WATTS ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎ ÎÎÎ MAXIMUM RATINGS Rating Symbol Value Unit Collector–Emitter Voltage VCEO 60 Vdc Collector–Emitter Voltage VCER 70 Vdc Collector–Base Voltage VCB 100 Vdc Emitter–Base Voltage VEB 7 Vdc Collector Current — Continuous IC 15 Adc Base Current IB 7 Adc Total Power Dissipation @ TC = 25_C Derate above 25_C PD 115 0.657 Watts W/_C TJ, Tstg – 65 to + 200 _C Symbol Max Unit RθJC 1.52 _C/W Operating and Storage Junction Temperature Range CASE 1–07 TO–204AA (TO–3) THERMAL CHARACTERISTICS Characteristic Thermal Resistance, Junction to Case PD, POWER DISSIPATION (WATTS) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 25 50 75 100 125 150 TC, CASE TEMPERATURE (°C) 175 200 Figure 1. Power Derating Preferred devices are Motorola recommended choices for future use and best overall value. Motorola, Inc. 1995 Motorola Bipolar Power Transistor Device Data 1 ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎÎ ÎÎÎ v v ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TC = 25°C unless otherwise noted) Characteristic Symbol Min Max Unit Collector–Emitter Sustaining Voltage (1) (IC = 200 mAdc, IB = 0) VCEO(sus) 60 — Vdc Collector–Emitter Sustaining Voltage (1) (IC = 200 mAdc, RBE = 100 Ohms) VCER(sus) 70 — Vdc Collector Cutoff Current (VCE = 30 Vdc, IB = 0) ICEO — 0.7 mAdc Collector Cutoff Current (VCE = 100 Vdc, VBE(off) = 1.5 Vdc) (VCE = 100 Vdc, VBE(off) = 1.5 Vdc, TC = 150_C) ICEX — — 1.0 5.0 Emitter Cutoff Current (VBE = 7.0 Vdc, IC = 0) IEBO — 5.0 20 5.0 70 — — 1.1 3.0 *OFF CHARACTERISTICS mAdc mAdc *ON CHARACTERISTICS (1) DC Current Gain (IC = 4.0 Adc, VCE = 4.0 Vdc) (IC = 10 Adc, VCE = 4.0 Vdc) hFE — Collector–Emitter Saturation Voltage (IC = 4.0 Adc, IB = 400 mAdc) (IC = 10 Adc, IB = 3.3 Adc) VCE(sat) Vdc Base–Emitter On Voltage (IC = 4.0 Adc, VCE = 4.0 Vdc) VBE(on) — 1.5 Vdc Is/b 2.87 — Adc Current Gain — Bandwidth Product (IC = 0.5 Adc, VCE = 10 Vdc, f = 1.0 MHz) fT 2.5 — MHz *Small–Signal Current Gain (IC = 1.0 Adc, VCE = 4.0 Vdc, f = 1.0 kHz) hfe 15 120 — *Small–Signal Current Gain Cutoff Frequency (VCE = 4.0 Vdc, IC = 1.0 Adc, f = 1.0 kHz) fhfe 10 — kHz SECOND BREAKDOWN Second Breakdown Collector Current with Base Forward Biased (VCE = 40 Vdc, t = 1.0 s, Nonrepetitive) DYNAMIC CHARACTERISTICS * Indicates Within JEDEC Registration. (2N3055) (1) Pulse Test: Pulse Width 300 µs, Duty Cycle 2.0%. 2N3055, MJ2955 20 IC, COLLECTOR CURRENT (AMP) 50 µs 10 dc 1 ms 6 4 500 µs 2 250 µs 1 0.6 0.4 0.2 BONDING WIRE LIMIT THERMALLY LIMITED @ TC = 25°C (SINGLE PULSE) SECOND BREAKDOWN LIMIT 6 10 20 40 VCE, COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS) There are two limitations on the power handling ability of a transistor: average junction temperature and second breakdown. Safe operating area curves indicate IC – VCE limits of the transistor that must be observed for reliable operation; i.e., the transistor must not be subjected to greater dissipation than the curves indicate. The data of Figure 2 is based on TC = 25_C; TJ(pk) is variable depending on power level. Second breakdown pulse limits are valid for duty cycles to 10% but must be derated for temperature according to Figure 1. 60 Figure 2. Active Region Safe Operating Area 2 Motorola Bipolar Power Transistor Device Data NPN 2N3055 PNP MJ2955 500 200 300 VCE = 4.0 V TJ = 150°C VCE = 4.0 V hFE , DC CURRENT GAIN hFE , DC CURRENT GAIN 200 25°C 100 – 55°C 70 50 30 20 10 7.0 5.0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.0 3.0 IC, COLLECTOR CURRENT (AMP) 5.0 7.0 25°C 100 70 – 55°C 50 30 20 10 10 TJ = 150°C 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.0 3.0 IC, COLLECTOR CURRENT (AMP) 5.0 7.0 10 VCE , COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS) VCE , COLLECTOR–EMITTER VOLTAGE (VOLTS) Figure 3. DC Current Gain 2.0 TJ = 25°C 1.6 IC = 1.0 A 4.0 A 8.0 A 1.2 0.8 0.4 0 5.0 10 20 50 100 200 500 IB, BASE CURRENT (mA) 1000 2000 5000 2.0 TJ = 25°C 1.6 IC = 1.0 A 4.0 A 8.0 A 1.2 0.8 0.4 0 5.0 10 20 50 100 200 500 IB, BASE CURRENT (mA) 1000 2000 5000 Figure 4. Collector Saturation Region 1.4 2.0 TJ = 25°C 1.2 TJ = 25°C 0.8 V, VOLTAGE (VOLTS) V, VOLTAGE (VOLTS) 1.6 1.0 VBE(sat) @ IC/IB = 10 0.6 VBE @ VCE = 4.0 V 0.4 1.2 VBE(sat) @ IC/IB = 10 VBE @ VCE = 4.0 V 0.8 0.4 0.2 0 VCE(sat) @ IC/IB = 10 VCE(sat) @ IC/IB = 10 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 2.0 3.0 5.0 7.0 10 0 0.1 IC, COLLECTOR CURRENT (AMPERES) 0.2 0.3 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 10 IC, COLLECTOR CURRENT (AMP) Figure 5. “On” Voltages Motorola Bipolar Power Transistor Device Data 3 PACKAGE DIMENSIONS A N NOTES: 1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI Y14.5M, 1982. 2. CONTROLLING DIMENSION: INCH. 3. ALL RULES AND NOTES ASSOCIATED WITH REFERENCED TO–204AA OUTLINE SHALL APPLY. C –T– E D K 2 PL 0.13 (0.005) U T Q M M Y M –Y– L V SEATING PLANE 2 H G B M T Y 1 –Q– 0.13 (0.005) M DIM A B C D E G H K L N Q U V INCHES MIN MAX 1.550 REF ––– 1.050 0.250 0.335 0.038 0.043 0.055 0.070 0.430 BSC 0.215 BSC 0.440 0.480 0.665 BSC ––– 0.830 0.151 0.165 1.187 BSC 0.131 0.188 MILLIMETERS MIN MAX 39.37 REF ––– 26.67 6.35 8.51 0.97 1.09 1.40 1.77 10.92 BSC 5.46 BSC 11.18 12.19 16.89 BSC ––– 21.08 3.84 4.19 30.15 BSC 3.33 4.77 STYLE 1: PIN 1. BASE 2. EMITTER CASE: COLLECTOR CASE 1–07 TO–204AA (TO–3) ISSUE Z Motorola reserves the right to make changes without further notice to any products herein. Motorola makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for any particular purpose, nor does Motorola assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and all liability, including without limitation consequential or incidental damages. “Typical” parameters can and do vary in different applications. All operating parameters, including “Typicals” must be validated for each customer application by customer’s technical experts. Motorola does not convey any license under its patent rights nor the rights of others. Motorola products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applications intended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the Motorola product could create a situation where personal injury or death may occur. Should Buyer purchase or use Motorola products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold Motorola and its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney fees arising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges that Motorola was negligent regarding the design or manufacture of the part. Motorola and are registered trademarks of Motorola, Inc. Motorola, Inc. is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer. How to reach us: USA / EUROPE: Motorola Literature Distribution; P.O. Box 20912; Phoenix, Arizona 85036. 1–800–441–2447 JAPAN: Nippon Motorola Ltd.; Tatsumi–SPD–JLDC, Toshikatsu Otsuki, 6F Seibu–Butsuryu–Center, 3–14–2 Tatsumi Koto–Ku, Tokyo 135, Japan. 03–3521–8315 MFAX: [email protected] – TOUCHTONE (602) 244–6609 INTERNET: http://Design–NET.com HONG KONG: Motorola Semiconductors H.K. Ltd.; 8B Tai Ping Industrial Park, 51 Ting Kok Road, Tai Po, N.T., Hong Kong. 852–26629298 4 ◊ Motorola Bipolar Power Transistor Device Data *2N3055/D* 2N3055/D DISCRETE SEMICONDUCTORS DATA SHEET book, halfpage M3D186 BC546; BC547 NPN general purpose transistors Product specification Supersedes data of 1997 Mar 04 1999 Apr 15 Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 FEATURES PINNING • Low current (max. 100 mA) PIN • Low voltage (max. 65 V). APPLICATIONS DESCRIPTION 1 emitter 2 base 3 collector • General purpose switching and amplification. DESCRIPTION handbook, halfpage1 NPN transistor in a TO-92; SOT54 plastic package. PNP complements: BC556 and BC557. 3 2 3 2 1 MAM182 Fig.1 Simplified outline (TO-92; SOT54) and symbol. LIMITING VALUES In accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 134). SYMBOL VCBO VCEO PARAMETER collector-base voltage CONDITIONS MAX. UNIT open emitter BC546 − 80 V BC547 − 50 V − 65 V − 45 V BC546 − 6 V BC547 collector-emitter voltage open base BC546 BC547 VEBO MIN. emitter-base voltage open collector − 6 V IC collector current (DC) − 100 mA ICM peak collector current − 200 mA IBM peak base current Ptot total power dissipation Tstg − 200 mA − 500 mW storage temperature −65 +150 °C Tj junction temperature − 150 °C Tamb operating ambient temperature −65 +150 °C Tamb ≤ 25 °C; note 1 Note 1. Transistor mounted on an FR4 printed-circuit board. 1999 Apr 15 2 Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 THERMAL CHARACTERISTICS SYMBOL Rth j-a PARAMETER CONDITIONS thermal resistance from junction to ambient note 1 VALUE UNIT 0.25 K/mW Note 1. Transistor mounted on an FR4 printed-circuit board. CHARACTERISTICS Tj = 25 °C unless otherwise specified. SYMBOL PARAMETER ICBO collector cut-off current IEBO emitter cut-off current hFE DC current gain CONDITIONS MIN. TYP. MAX. IE = 0; VCB = 30 V − − 15 nA IE = 0; VCB = 30 V; Tj = 150 °C − − 5 µA IC = 0; VEB = 5 V − − 100 nA IC = 10 µA; VCE = 5 V; see Figs 2, 3 and 4 − 90 − BC546B; BC547B − 150 − BC547C − 270 − BC546A DC current gain BC546A UNIT IC = 2 mA; VCE = 5 V; see Figs 2, 3 and 4 110 180 220 BC546B; BC547B 200 290 450 BC547C 420 520 800 BC547 110 − 800 BC546 110 − 450 VCEsat collector-emitter saturation voltage IC = 10 mA; IB = 0.5 mA − 90 250 mV IC = 100 mA; IB = 5 mA − 200 600 mV VBEsat base-emitter saturation voltage IC = 10 mA; IB = 0.5 mA; note 1 − 700 − mV IC = 100 mA; IB = 5 mA; note 1 − 900 − mV VBE base-emitter voltage IC = 2 mA; VCE = 5 V; note 2 580 660 700 mV IC = 10 mA; VCE = 5 V − − 770 mV Cc collector capacitance IE = ie = 0; VCB = 10 V; f = 1 MHz − 1.5 − pF − Ce emitter capacitance IC = ic = 0; VEB = 0.5 V; f = 1 MHz 11 − pF fT transition frequency IC = 10mA; VCE = 5 V; f = 100 MHz 100 − − MHz F noise figure IC = 200 µA; VCE = 5 V; RS = 2 kΩ; f = 1 kHz; B = 200 Hz 2 10 dB Notes 1. VBEsat decreases by about 1.7 mV/K with increasing temperature. 2. VBE decreases by about 2 mV/K with increasing temperature. 1999 Apr 15 3 − Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 MBH723 250 handbook, full pagewidth hFE 200 VCE = 5 V 150 100 50 0 10−2 10−1 1 102 10 IC (mA) 103 BC546A. Fig.2 DC current gain; typical values. MBH724 300 handbook, full pagewidth VCE = 5 V hFE 200 100 0 10−2 10−1 1 10 BC546B; BC547B. Fig.3 DC current gain; typical values. 1999 Apr 15 4 102 IC (mA) 103 Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 MBH725 600 handbook, full pagewidth VCE = 5 V hFE 400 200 0 10−2 10−1 1 10 BC547C. Fig.4 DC current gain; typical values. 1999 Apr 15 5 102 IC (mA) 103 Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 PACKAGE OUTLINE Plastic single-ended leaded (through hole) package; 3 leads SOT54 c E d A L b 1 e1 2 D e 3 b1 L1 0 2.5 5 mm scale DIMENSIONS (mm are the original dimensions) UNIT A b b1 c D d E e e1 L L1(1) mm 5.2 5.0 0.48 0.40 0.66 0.56 0.45 0.40 4.8 4.4 1.7 1.4 4.2 3.6 2.54 1.27 14.5 12.7 2.5 Note 1. Terminal dimensions within this zone are uncontrolled to allow for flow of plastic and terminal irregularities. OUTLINE VERSION SOT54 1999 Apr 15 REFERENCES IEC JEDEC EIAJ TO-92 SC-43 6 EUROPEAN PROJECTION ISSUE DATE 97-02-28 Philips Semiconductors Product specification NPN general purpose transistors BC546; BC547 DEFINITIONS Data Sheet Status Objective specification This data sheet contains target or goal specifications for product development. Preliminary specification This data sheet contains preliminary data; supplementary data may be published later. Product specification This data sheet contains final product specifications. Limiting values Limiting values given are in accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 134). Stress above one or more of the limiting values may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only and operation of the device at these or at any other conditions above those given in the Characteristics sections of the specification is not implied. Exposure to limiting values for extended periods may affect device reliability. Application information Where application information is given, it is advisory and does not form part of the specification. LIFE SUPPORT APPLICATIONS These products are not designed for use in life support appliances, devices, or systems where malfunction of these products can reasonably be expected to result in personal injury. Philips customers using or selling these products for use in such applications do so at their own risk and agree to fully indemnify Philips for any damages resulting from such improper use or sale. 1999 Apr 15 7 Philips Semiconductors – a worldwide company Argentina: see South America Australia: 34 Waterloo Road, NORTH RYDE, NSW 2113, Tel. +61 2 9805 4455, Fax. +61 2 9805 4466 Austria: Computerstr. 6, A-1101 WIEN, P.O. Box 213, Tel. +43 1 60 101 1248, Fax. +43 1 60 101 1210 Belarus: Hotel Minsk Business Center, Bld. 3, r. 1211, Volodarski Str. 6, 220050 MINSK, Tel. +375 172 20 0733, Fax. +375 172 20 0773 Belgium: see The Netherlands Brazil: see South America Bulgaria: Philips Bulgaria Ltd., Energoproject, 15th floor, 51 James Bourchier Blvd., 1407 SOFIA, Tel. +359 2 68 9211, Fax. +359 2 68 9102 Canada: PHILIPS SEMICONDUCTORS/COMPONENTS, Tel. +1 800 234 7381, Fax. +1 800 943 0087 China/Hong Kong: 501 Hong Kong Industrial Technology Centre, 72 Tat Chee Avenue, Kowloon Tong, HONG KONG, Tel. +852 2319 7888, Fax. +852 2319 7700 Colombia: see South America Czech Republic: see Austria Denmark: Sydhavnsgade 23, 1780 COPENHAGEN V, Tel. +45 33 29 3333, Fax. +45 33 29 3905 Finland: Sinikalliontie 3, FIN-02630 ESPOO, Tel. +358 9 615 800, Fax. +358 9 6158 0920 France: 51 Rue Carnot, BP317, 92156 SURESNES Cedex, Tel. +33 1 4099 6161, Fax. +33 1 4099 6427 Germany: Hammerbrookstraße 69, D-20097 HAMBURG, Tel. +49 40 2353 60, Fax. +49 40 2353 6300 Hungary: see Austria India: Philips INDIA Ltd, Band Box Building, 2nd floor, 254-D, Dr. Annie Besant Road, Worli, MUMBAI 400 025, Tel. +91 22 493 8541, Fax. +91 22 493 0966 Indonesia: PT Philips Development Corporation, Semiconductors Division, Gedung Philips, Jl. Buncit Raya Kav.99-100, JAKARTA 12510, Tel. +62 21 794 0040 ext. 2501, Fax. +62 21 794 0080 Ireland: Newstead, Clonskeagh, DUBLIN 14, Tel. +353 1 7640 000, Fax. +353 1 7640 200 Israel: RAPAC Electronics, 7 Kehilat Saloniki St, PO Box 18053, TEL AVIV 61180, Tel. +972 3 645 0444, Fax. +972 3 649 1007 Italy: PHILIPS SEMICONDUCTORS, Piazza IV Novembre 3, 20124 MILANO, Tel. +39 2 6752 2531, Fax. +39 2 6752 2557 Japan: Philips Bldg 13-37, Kohnan 2-chome, Minato-ku, TOKYO 108-8507, Tel. +81 3 3740 5130, Fax. +81 3 3740 5077 Korea: Philips House, 260-199 Itaewon-dong, Yongsan-ku, SEOUL, Tel. +82 2 709 1412, Fax. +82 2 709 1415 Malaysia: No. 76 Jalan Universiti, 46200 PETALING JAYA, SELANGOR, Tel. +60 3 750 5214, Fax. +60 3 757 4880 Mexico: 5900 Gateway East, Suite 200, EL PASO, TEXAS 79905, Tel. +9-5 800 234 7381, Fax +9-5 800 943 0087 Middle East: see Italy Netherlands: Postbus 90050, 5600 PB EINDHOVEN, Bldg. VB, Tel. +31 40 27 82785, Fax. +31 40 27 88399 New Zealand: 2 Wagener Place, C.P.O. Box 1041, AUCKLAND, Tel. +64 9 849 4160, Fax. +64 9 849 7811 Norway: Box 1, Manglerud 0612, OSLO, Tel. +47 22 74 8000, Fax. +47 22 74 8341 Pakistan: see Singapore Philippines: Philips Semiconductors Philippines Inc., 106 Valero St. Salcedo Village, P.O. Box 2108 MCC, MAKATI, Metro MANILA, Tel. +63 2 816 6380, Fax. +63 2 817 3474 Poland: Ul. Lukiska 10, PL 04-123 WARSZAWA, Tel. +48 22 612 2831, Fax. +48 22 612 2327 Portugal: see Spain Romania: see Italy Russia: Philips Russia, Ul. Usatcheva 35A, 119048 MOSCOW, Tel. +7 095 755 6918, Fax. +7 095 755 6919 Singapore: Lorong 1, Toa Payoh, SINGAPORE 319762, Tel. +65 350 2538, Fax. +65 251 6500 Slovakia: see Austria Slovenia: see Italy South Africa: S.A. PHILIPS Pty Ltd., 195-215 Main Road Martindale, 2092 JOHANNESBURG, P.O. Box 7430 Johannesburg 2000, Tel. +27 11 470 5911, Fax. +27 11 470 5494 South America: Al. Vicente Pinzon, 173, 6th floor, 04547-130 SÃO PAULO, SP, Brazil, Tel. +55 11 821 2333, Fax. +55 11 821 2382 Spain: Balmes 22, 08007 BARCELONA, Tel. +34 93 301 6312, Fax. +34 93 301 4107 Sweden: Kottbygatan 7, Akalla, S-16485 STOCKHOLM, Tel. +46 8 5985 2000, Fax. +46 8 5985 2745 Switzerland: Allmendstrasse 140, CH-8027 ZÜRICH, Tel. +41 1 488 2741 Fax. +41 1 488 3263 Taiwan: Philips Semiconductors, 6F, No. 96, Chien Kuo N. Rd., Sec. 1, TAIPEI, Taiwan Tel. +886 2 2134 2886, Fax. +886 2 2134 2874 Thailand: PHILIPS ELECTRONICS (THAILAND) Ltd., 209/2 Sanpavuth-Bangna Road Prakanong, BANGKOK 10260, Tel. +66 2 745 4090, Fax. +66 2 398 0793 Turkey: Talatpasa Cad. No. 5, 80640 GÜLTEPE/ISTANBUL, Tel. +90 212 279 2770, Fax. +90 212 282 6707 Ukraine: PHILIPS UKRAINE, 4 Patrice Lumumba str., Building B, Floor 7, 252042 KIEV, Tel. +380 44 264 2776, Fax. +380 44 268 0461 United Kingdom: Philips Semiconductors Ltd., 276 Bath Road, Hayes, MIDDLESEX UB3 5BX, Tel. +44 181 730 5000, Fax. +44 181 754 8421 United States: 811 East Arques Avenue, SUNNYVALE, CA 94088-3409, Tel. +1 800 234 7381, Fax. +1 800 943 0087 Uruguay: see South America Vietnam: see Singapore Yugoslavia: PHILIPS, Trg N. Pasica 5/v, 11000 BEOGRAD, Tel. +381 11 62 5344, Fax.+381 11 63 5777 For all other countries apply to: Philips Semiconductors, International Marketing & Sales Communications, Building BE-p, P.O. Box 218, 5600 MD EINDHOVEN, The Netherlands, Fax. +31 40 27 24825 Internet: http://www.semiconductors.philips.com © Philips Electronics N.V. 1999 SCA63 All rights are reserved. Reproduction in whole or in part is prohibited without the prior written consent of the copyright owner. The information presented in this document does not form part of any quotation or contract, is believed to be accurate and reliable and may be changed without notice. No liability will be accepted by the publisher for any consequence of its use. Publication thereof does not convey nor imply any license under patent- or other industrial or intellectual property rights. Printed in The Netherlands 115002/00/03/pp8 Date of release: 1999 Apr 15 Document order number: 9397 750 05677 LM317L 3-Terminal Adjustable Regulator General Description The LM317L is an adjustable 3-terminal positive voltage regulator capable of supplying 100mA over a 1.2V to 37V output range. It is exceptionally easy to use and requires only two external resistors to set the output voltage. Further, both line and load regulation are better than standard fixed regulators. Also, the LM317L is available packaged in a standard TO-92 transistor package which is easy to use. In addition to higher performance than fixed regulators, the LM317L offers full overload protection. Included on the chip are current limit, thermal overload protection and safe area protection. All overload protection circuitry remains fully functional even if the adjustment terminal is disconnected. Normally, no capacitors are needed unless the device is situated more than 6 inches from the input filter capacitors in which case an input bypass is needed. An optional output capacitor can be added to improve transient response. The adjustment terminal can be bypassed to achieve very high ripple rejection ratios which are difficult to achieve with standard 3-terminal regulators. Besides replacing fixed regulators, the LM317L is useful in a wide variety of other applications. Since the regulator is “floating” and sees only the input-to-output differential voltage, supplies of several hundred volts can be regulated as long as the maximum input-to-output differential is not exceeded. Also, it makes an especially simple adjustable switching regulator, a programmable output regulator, or by connecting a fixed resistor between the adjustment and output, the LM317L can be used as a precision current regulator. Supplies with electronic shutdown can be achieved by clamping the adjustment terminal to ground which programs the output to 1.2V where most loads draw little current. The LM317L is available in a standard TO-92 transistor package, the SO-8 package, and 6-Bump micro SMD package. The LM317L is rated for operation over a −25˚C to 125˚C range. Features Adjustable output down to 1.2V Guaranteed 100mA output current Line regulation typically 0.01%V Load regulation typically 0.1% Current limit constant with temperature Eliminates the need to stock many voltages Standard 3-lead transistor package 80dB ripple rejection Available in TO-92, SO-8, or 6-Bump micro SMD package n Output is short circuit protected n See AN-1112 for micro SMD considerations n n n n n n n n n Connection Diagrams TO-92 Plastic package 00906404 © 2006 National Semiconductor Corporation DS009064 8-Pin SOIC 00906405 Top View www.national.com LM317L 3-Terminal Adjustable Regulator May 2006 LM317L Connection Diagrams (Continued) 6-Bump micro SMD micro SMD Laser Mark 00906450 00906449 *NC = Not Internally connected. Top View (Bump Side Down) Ordering Information Package Part Number Package Marking Media Transport NSC Drawing TO-92 LM317LZ LM317LZ 1.8k Units per Box Z03A 8-Pin SOIC LM317LM LM317LM Rails M08A 6-Bump micro SMD * LM317LIBP – 250 Units Tape and Reel * LM317LIBPX – 3k Units Tape and Reel Note: The micro SMD package marking is a single digit manufacturing Date Code only. www.national.com 2 BPA06HPB Storage Temperature If Military/Aerospace specified devices are required, please contact the National Semiconductor Sales Office/ Distributors for availability and specifications. Lead Temperature (Soldering, 4 seconds) Power Dissipation 40V Operating Junction Temperature Range −40˚C to +125˚C 260˚C Output is Short Circuit Protected Internally Limited Input-Output Voltage Differential −55˚C to +150˚C ESD Susceptibility Human Body Model (Note 5) 2kV Electrical Characteristics (Note 2) Parameter Conditions Min Typ Max Units %/V Line Regulation TJ = 25˚C, 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 40V, IL ≤ 20mA (Note 3) 0.01 0.04 Load Regulation TJ = 25˚C, 5mA ≤ IOUT ≤ IMAX, (Note 3) 0.1 0.5 % Thermal Regulation TJ = 25˚C, 10ms Pulse 0.04 0.2 %/W 50 100 µA Adjustment Pin Current 5mA ≤ IL ≤ 100mA 0.2 5 µA Change 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 40V, P ≤ 625mW Reference Voltage 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 40V, (Note 4) 1.25 1.30 V Adjustment Pin Current 1.20 5mA ≤ IOUT ≤ 100mA, P ≤ 625mW Line Regulation 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 40V, IL ≤ 20mA (Note 3) 0.02 0.07 %/V Load Regulation 5mA ≤ IOUT ≤ 100mA, (Note 3) 0.3 1.5 % Temperature Stability TMIN ≤ TJ ≤ TMax 0.65 Minimum Load Current (VIN − VOUT) ≤ 40V 3.5 5 mA 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 15V % 1.5 2.5 200 300 mA 50 150 mA Current Limit 3V ≤ (VIN − VOUT) ≤ 13V 100 (VIN − VOUT) = 40V 25 Rms Output Noise, % of VOUT TJ = 25˚C, 10Hz ≤ f ≤ 10kHz Ripple Rejection Ratio VOUT = 10V, f = 120Hz, CADJ = 0 Long-Term Stability TJ = 125˚C, 1000 Hours 0.3 Thermal Resistance Z Package 0.4" Leads 180 ˚C/W Junction to Ambient Z Package 0.125 Leads 160 ˚C/W CADJ = 10µF 66 0.003 % 65 dB 80 dB 1 % SO-8 Package 165 ˚C/W 6-Bump micro SMD 290 ˚C/W Note 1: “Absolute Maximum Ratings” indicate limits beyond which damage to the device may occur. Operating Ratings indicate conditions for which the device is functional, but do not guarantee specific performance limits. Note 2: Unless otherwise noted, these specifications apply: −25˚C ≤ Tj ≤ 125˚C for the LM317L; VIN − VOUT = 5V and IOUT = 40mA. Although power dissipation is internally limited, these specifications are applicable for power dissipations up to 625mW. IMAX is 100mA. Note 3: Regulation is measured at constant junction temperature, using pulse testing with a low duty cycle. Changes in output voltage due to heating effects are covered under the specification for thermal regulation. Note 4: Thermal resistance of the TO-92 package is 180˚C/W junction to ambient with 0.4" leads from a PC board and 160˚C/W junction to ambient with 0.125" lead length to PC board. Note 5: The human body model is a 100pF capacitor discharged through a 1.5kΩ resistor into each pin. 3 www.national.com LM317L Absolute Maximum Ratings (Note 1) LM317L Typical Performance Characteristics (Output capacitor = 0µF unless otherwise noted.) Load Regulation Current Limit 00906434 00906435 Adjustment Current Dropout Voltage 00906436 00906437 Reference Voltage Temperature Stability Minimum Operating Current 00906438 www.national.com 00906439 4 Ripple Rejection (Continued) Ripple Rejection 00906441 00906440 Output Impedance Line Transient Response 00906442 00906443 Load Transient Response Thermal Regulation 00906444 00906445 5 www.national.com LM317L Typical Performance Characteristics (Output capacitor = 0µF unless otherwise noted.) LM317L Although the LM317L is stable with no output capacitors, like any feedback circuit, certain values of external capacitance can cause excessive ringing. This occurs with values between 500pF and 5000pF. A 1µF solid tantalum (or 25µF aluminum electrolytic) on the output swamps this effect and insures stability. Application Hints In operation, the LM317L develops a nominal 1.25V reference voltage, VREF, between the output and adjustment terminal. The reference voltage is impressed across program resistor R1 and, since the voltage is constant, a constant current I1 then flows through the output set resistor R2, giving an output voltage of LOAD REGULATION The LM317L is capable of providing extremely good load regulation but a few precautions are needed to obtain maximum performance. The current set resistor connected between the adjustment terminal and the output terminal (usually 240Ω) should be tied directly to the output of the regulator rather than near the load. This eliminates line drops from appearing effectively in series with the reference and degrading regulation. For example, a 15V regulator with 0.05Ω resistance between the regulator and load will have a load regulation due to line resistance of 0.05Ω x IL. If the set resistor is connected near the load the effective line resistance will be 0.05Ω (1 + R2/R1) or in this case, 11.5 times worse. Figure 2 shows the effect of resistance between the regulator and 240Ω set resistor. With the TO-92 package, it is easy to minimize the resistance from the case to the set resistor, by using two separate leads to the output pin. The ground of R2 can be returned near the ground of the load to provide remote ground sensing and improve load regulation. Since the 100µA current from the adjustment terminal represents an error term, the LM317L was designed to minimize IADJ and make it very constant with line and load changes. To do this, all quiescent operating current is returned to the output establishing a minimum load current requirement. If there is insufficient load on the output, the output will rise. 00906407 FIGURE 1. EXTERNAL CAPACITORS An input bypass capacitor is recommended in case the regulator is more than 6 inches away from the usual large filter capacitor. A 0.1µF disc or 1µF solid tantalum on the input is suitable input bypassing for almost all applications. The device is more sensitive to the absence of input bypassing when adjustment or output capacitors are used, but the above values will eliminate the possibility of problems. The adjustment terminal can be bypassed to ground on the LM317L to improve ripple rejection and noise. This bypass capacitor prevents ripple and noise from being amplified as the output voltage is increased. With a 10µF bypass capacitor 80dB ripple rejection is obtainable at any output level. Increases over 10µF do not appreciably improve the ripple rejection at frequencies above 120Hz. If the bypass capacitor is used, it is sometimes necessary to include protection diodes to prevent the capacitor from discharging through internal low current paths and damaging the device. In general, the best type of capacitors to use is solid tantalum. Solid tantalum capacitors have low impedance even at high frequencies. Depending upon capacitor construction, it takes about 25µF in aluminum electrolytic to equal 1µF solid tantalum at high frequencies. Ceramic capacitors are also good at high frequencies; but some types have a large decrease in capacitance at frequencies around 0.5MHz. For this reason, a 0.01µF disc may seem to work better than a 0.1µF disc as a bypass. www.national.com 00906408 FIGURE 2. Regulator with Line Resistance in Output Lead THERMAL REGULATION When power is dissipated in an IC, a temperature gradient occurs across the IC chip affecting the individual IC circuit components. With an IC regulator, this gradient can be especially severe since power dissipation is large. Thermal regulation is the effect of these temperature gradients on output voltage (in percentage output change) per watt of power change in a specified time. Thermal regulation error is independent of electrical regulation or temperature coefficient, and occurs within 5ms to 50ms after a change in power dissipation. Thermal regulation depends on IC layout as well as electrical design. The thermal regulation of a voltage regulator is defined as the percentage change of VOUT, per watt, within the first 10ms after a step of power is applied. The LM317L specification is 0.2%/W, maximum. In the Thermal Regulation curve at the bottom of the Typical Performance Characteristics page, a typical LM317L’s output changes only 7mV (or 0.07% of VOUT = −10V) when a 1W pulse is applied for 10ms. This performance is thus well inside the specification limit of 0.2%/W x 1W = 0.2% maxi6 the output of the regulator. The discharge current depends on the value of the capacitor, the output voltage of the regulator, and the rate of decrease of VIN. In the LM317L, this discharge path is through a large junction that is able to sustain a 2A surge with no problem. This is not true of other types of positive regulators. For output capacitors of 25 µF or less, the LM317L’s ballast resistors and output structure limit the peak current to a low enough level so that there is no need to use a protection diode. (Continued) mum. When the 1W pulse is ended, the thermal regulation again shows a 7mV change as the gradients across the LM317L chip die out. Note that the load regulation error of about 14mV (0.14%) is additional to the thermal regulation error. PROTECTION DIODES When external capacitors are used with any IC regulator it is sometimes necessary to add protection diodes to prevent the capacitors from discharging through low current points into the regulator. Most 10µF capacitors have low enough internal series resistance to deliver 20A spikes when shorted. Although the surge is short, there is enough energy to damage parts of the IC. When an output capacitor is connected to a regulator and the input is shorted, the output capacitor will discharge into The bypass capacitor on the adjustment terminal can discharge through a low current junction. Discharge occurs when either the input or output is shorted. Internal to the LM317L is a 50Ω resistor which limits the peak discharge current. No protection is needed for output voltages of 25V or less and 10µF capacitance. Figure 3 shows an LM317L with protection diodes included for use with outputs greater than 25V and high values of output capacitance. 00906409 D1 protects against C1 D2 protects against C2 FIGURE 3. Regulator with Protection Diodes LM317L micro SMD Light Sensitivity Exposing the LM317L micro SMD package to bright sunlight may cause the VREF to drop. In a normal office environment of fluorescent lighting the output is not affected. The LM317 micro SMD does not sustain permanent damage from light exposure. Removing the light source will cause LM317L’s VREF to recover to the proper value. 7 www.national.com LM317L Application Hints www.national.com 8 Schematic Diagram 00906410 LM317L LM317L Typical Applications Slow Turn-On 15V Regulator Digitally Selected Outputs 00906415 Adjustable Regulator with Improved Ripple Rejection 00906411 *Sets maximum VOUT High Gain Amplifier 00906416 †Solid tantalum *Discharges C1 if output is shorted to ground High Stability 10V Regulator 00906412 Adjustable Current Limiter 00906413 12 ≤ R1 ≤ 240 Precision Current Limiter 00906417 00906414 9 www.national.com LM317L Typical Applications (Continued) Regulator With 15mA Short Circuit Current Adjustable Regulator with Current Limiter 00906420 00906418 Short circuit current is approximately 600 mV/R3, or 60mA (compared to LM317LZ’s 200mA current limit). Power Follower At 25mA output only 3/4V of drop occurs in R3 and R4. 0V–30V Regulator 00906421 00906419 Full output current not available at high input-output voltages Adjusting Multiple On-Card Regulators with Single Control* 00906422 *All outputs within ± 100mV †Minimum load −5mA www.national.com 10 (Continued) 5V Logic Regulator with Electronic Shutdown* 100mA Current Regulator 00906426 *Minimum output ≈ 1.2V 00906423 1.2V–12V Regulator with Minimum Program Current Current Limited 6V Charger 00906424 *Minimum load current ≈ 2 mA 50mA Constant Current Battery Charger for Nickel-Cadmium Batteries 00906427 *Sets peak current, IPEAK = 0.6V/R1 **1000µF is recommended to filter out any input transients. 00906425 11 www.national.com LM317L Typical Applications LM317L Typical Applications (Continued) Short Circuit Protected 80V Supply 00906428 Basic High Voltage Regulator 00906429 Q1, Q2: NSD134 or similar C1, C2: 1µF, 200V mylar** *Heat sink www.national.com 12 LM317L Typical Applications (Continued) Precision High Voltage Regulator 00906430 Q1, Q2: NSD134 or similar C1, C2: 1µF, 200V mylar** *Heat sink **Mylar is a registered trademark of DuPont Co. Tracking Regulator Regulator With Trimmable Output Voltage 00906432 Trim Procedure: — If VOUT is 23.08V or higher, cut out R3 (if lower, don’t cut it out). — Then if VOUT is 22.47V or higher, cut out R4 (if lower, don’t). — Then if VOUT is 22.16V or higher, cut out R5 (if lower, don’t). This will trim the output to well within ± 1% of 22.00 VDC, without any of the expense or uncertainty of a trim pot (see LB-46). Of course, this technique can be used at any output voltage level. 00906431 A1 = LM301A, LM307, or LF13741 only R1, R2 = matched resistors with good TC tracking 13 www.national.com LM317L Typical Applications (Continued) Precision Reference with Short-Circuit Proof Output 00906433 *R1–R4 from thin-film network, Beckman 694-3-R2K-D or similar Fully Protected (Bulletproof) Lamp Driver 1.2V-25 Adjustable Regulator 00906402 00906401 Lamp Flasher Full output current not available at high input-output voltages †Optional — improves transient response *Needed if device is more than 6 inches from filter capacitors 00906403 Output rate — 4 flashes per second at 10% duty cycle www.national.com 14 LM317L Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted SO-8 Molded Package NS Package Number M08A TO-92 Plastic Package (Z) NS Package Number Z03A 15 www.national.com LM317L 3-Terminal Adjustable Regulator Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued) NOTE: UNLESS OTHERWISE SPECIFIED. 1. EPOXY COATING 2. 63Sn/37Pb EUTECTIC BUMP. 3. RECOMMEND NON-SOLDER MASK DEFINED LANDING PAD. 4. PIN A1 IS ESTABLISHED BY LOWER LEFT CORNER WITH RESPECT TO TEXT ORIENTATION PINS ARE NUMBERED COUNTERCLOCKWISE. 5. XXX IN DRAWING NUMBER REPRESENTS PACKAGE SIZE VARIATION WHERE X1 IS PACKAGE WIDTH, X2 IS PACKAGE LENGTH AND X3 IS PACKAGE HEIGHT. 6. REFERENCE JEDEC REGISTRATION MO-211, VARIATION BC. 6-Bump micro SMD NS Package Number BPA06HPB X1 = 0.955 X2 = 1.615 X3 =0.850 National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications. For the most current product information visit us at www.national.com. LIFE SUPPORT POLICY NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein: 1. Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical implant into the body, or (b) support or sustain life, and whose failure to perform when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling, can be reasonably expected to result in a significant injury to the user. 2. A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system, or to affect its safety or effectiveness. BANNED SUBSTANCE COMPLIANCE National Semiconductor manufactures products and uses packing materials that meet the provisions of the Customer Products Stewardship Specification (CSP-9-111C2) and the Banned Substances and Materials of Interest Specification (CSP-9-111S2) and contain no ‘‘Banned Substances’’ as defined in CSP-9-111S2. Leadfree products are RoHS compliant. National Semiconductor Americas Customer Support Center Email: [email protected] Tel: 1-800-272-9959 www.national.com National Semiconductor Europe Customer Support Center Fax: +49 (0) 180-530 85 86 Email: [email protected] Deutsch Tel: +49 (0) 69 9508 6208 English Tel: +44 (0) 870 24 0 2171 Français Tel: +33 (0) 1 41 91 8790 National Semiconductor Asia Pacific Customer Support Center Email: [email protected] National Semiconductor Japan Customer Support Center Fax: 81-3-5639-7507 Email: [email protected] Tel: 81-3-5639-7560 CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA UNIDADE DE FLORIANÓPOLIS GERÊNCIA DE ELETRÔNICA CURSO TÉCNICO EM ELETRÔNICA DISCIPLINA: PROJETOS INTEGRADORES PROFESSOR: CLÓVIS ANTÔNIO PETRY PROJETO INTEGRADOR – 2007.1 FONTE LINEAR ESCALADA 1,5 V , 3V, 4,5V 6V 9V 12V Plinio Avila Junior Florianópolis Julho de 2007 Obj ti Objetivos d do projeto: j t • Aplicar os conhecimentos adquiridos no decorrer do módulo do projeto projeto. • Distinguir as principais diferenças de T Tensão ã Al Alternada d (C.A) (C A) e Tensão T ã Contínua C í (C.C) • Adquirir habilidades na confecção da placa p , manuseio de ferro de de circuito impresso, solda , estanho, etc. Apresentação do protótipo E Esquemático áti d da F Fonte t F t d Foto da F Fonte t F t d Foto da F Fonte t • Caixa Lista de Componentes Li t de Lista d Componentes C t • 1 Transformador 220V ~ 16 V • Função: Converter a tensão da entrada primária 220V para a saída secundária 16V Li t de Lista d Componentes C t • 4 diodos IN 4007 • Função: Retificar a tensão alternada do secundário transformador Li t de Lista d Componentes C t • 2 Bournes 1 de cor preta t 1d de cor vermelha • Função: Terminal De Saída Positiva e Negativa g Li t de Lista d Componentes C t • 6 LEDS 2 de cor vermelha lh 2 de d cor amarela 2 de cor verde • Indicação da Tensão de Saída Li t de Lista d Componentes C t • Regulador de Tensão LM 317 • Função: Permite o ajuste da tensão limita a tensão, corrente da saída e proteção de aumento de temperatura Li t de Lista d Componentes C t • Transistor de Potência Toshiba T hib 2N3055 • Função: u ção Aumenta a corrente de saída. í Li t de Lista d Componentes C t • 1 Capacitor 2200μ 2200μF • Função Filtragem da Tensão retificada Li t de Lista d Componentes C t • 6 Trimpots • Função Faz o Ajuste Fino De cada saída Li t de Lista d Componentes C t • 1 Chave Seletora • Função Seleciona as tensões Li t de Lista d Preços P dos d Componentes C t Quantidade Descrição Valor Preço 1 Transformador 220V-16V R$ 25,00 1 Capacitor 2200µF R$ 2,70 4 Di d Diodos 1N400 1N4007 R$ 0 0,20 20 1 Resistor 270Ω R$ 0,03 1 Resistor 1KΩ R$ 0,03 2 Resistor 10KΩ R$ 0,03 1 Regulador LM 317 R$ 1,25 1 Transistor 2N3055 R$ 2,20 1 Transistor BC547 R$ 0,30 1 Ch Chave Seletora S l t 7 posições i õ R$ 3 3,95 95 2 Leds Verde R$ 0,38 2 Leds Amarela R$ 0,38 2 Leds Vermelha R$ 0,38 1 Bourne Preto R$ 0,60 1 Bourne Vermelho R$ 0,60 2 Trimpot 100Ω R$ 3,40 2 Ti Trimpot t 2K2Ω R$ 3 3,40 40 1 Trimpot 4K7Ω R$ 1,70 Total R$ 46,53 Simulações ç S ft Software Utili Utilizado d Ver applet Diagrama Di Esquemático E áti (Proteus) (P t ) G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 1,5V 1 5V G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 3 V G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 4,5V 4 5V G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 6V G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 9V G áfi Gráficos Obtidos Obtid Tensão no Capacitor e Tensão 12V Confecção ç da Placa S ft Software Utili Utilizado d Pl Placa Projetada P j t d no E Eagle l Aquisições q ç A i i õ Aquisições Tensões Medidas sem carga meia carga carga total V sec 15,2 V 14,8 V 14,5V V cap 19,75V 17,92V 16,70V V1,5v 2,13V V3v 3,37 V V4,5v 4,71V V6v 6,25V V9v 8,97V V12v 12,42V 12,09 V 12,06V Tensões Medidas T en são m eed id a em V o lts (V ) Tensões 25 20 sem carga 15 meia carga 10 carga total t t l 5 0 V sec V cap V1,5v V1 5v V3v V4,5v V4 5v V6v V9v V12v Tensões A i i õ Aquisições Equipamento Ambiente Meia Carga Carga Total Transistor 2n3055 25°C 30°C 38°C Regulador Linear LM 317 25°C 26°C 27°C Ponte Retificadora 26°C 47°C 70°C Transformador 30°C 34°C 36°C Temperaturas Medidas 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Ambiente Meia Carga Transform mador Pon nte Retifica adora Regulad dor Linear LM M 317 C Carga T Total t l Trans sistor 2n3 3055 Valores Atrib V buídos em G Graus Celsius C Temperaturas A i i õ Aquisições Gráficos Tensão no Secundário Sem carga A i i õ Aquisições gráficos Tensão no Capacitor e Tensão no Secundário A i i õ Aquisições gráficos Tensão VC Saída de 9V A i i õ Aquisições gráficos Tensão de Saída de 6V A i i õ Aquisições gráficos Tensão de Saída de 4,5V A i i õ Aquisições gráficos Tensão de Saída 3V A i i õ Aquisições gráficos Tensão de Saída de 15V 1,5 A i i õ Aquisições gráficos Tensão T ã no Secundário S dá i Com carga A i i õ Aquisições gráficos Tensão no Secundário Tensão no Capacitor Tensão de Saída Corrente de Saída A i i õ Aquisições gráficos Amplitude do Ripple na saída no capacitor Canal 2 . Ripple na saída Observações Finais Difi Dificuldades ld d Na seleção de 1,5V , o LED não emitiu luz Pelo fato da tensão ser muito baixa , o a feitas e tas várias á as te tentativas tat as nos os qua quaiss no o foram decorrer do projeto, a instalação de um amplificador e um transistor BCamplificador, BC-547, 547 portanto foi descartada um dos LED’ S. A d i Agradecimentos t • Professor: Clóvis Antônio Petry • Aos colegas de sala • Aos amigos Robson Pires e Luiz Fernando Coelho.