BC107 to klasyczny tranzystor bipolarny NPN małej mocy, używany od lat w prostych wzmacniaczach, stopniach sterujących i układach przełączających. Nie jest elementem nowym, ale nadal pojawia się w serwisie, edukacji i projektach, w których liczy się przewidywalne zachowanie tranzystora małosygnałowego.
Wybór tranzystora do pozornie prostego obwodu potrafi być mylący: trzeba sprawdzić polaryzację, prąd kolektora, dopuszczalne napięcia, wzmocnienie prądowe i obudowę. BC107 jest dobrym przykładem, bo ma jasne parametry graniczne, metalową obudowę TO-18 i dobrze opisane zamienniki.
W tym artykule porządkujemy najważniejsze informacje o BC107: pinout, parametry, typowe zastosowania, kryteria doboru tranzystora oraz kilka prostych układów, w których taki element może pracować.
BC107 należy do krzemowych tranzystorów bipolarnych NPN. Oznacza to, że niewielki prąd bazy steruje większym prądem płynącym między kolektorem a emiterem.
Element występuje w metalowej obudowie TO-18, która dobrze odprowadza ciepło jak na tranzystor małosygnałowy, ale wymaga poprawnego rozpoznania wyprowadzeń przed montażem.
Poniżej znajdziesz dane praktyczne, które warto sprawdzić przed użyciem BC107 w projekcie lub podczas doboru zamiennika.
Tranzystor BC107 — pinout
Tak jak większość tranzystorów bipolarnych, BC107 ma trzy wyprowadzenia: emiter, bazę i kolektor. W typowej obudowie TO-18 pinout jest następujący.
| Numer pinu | Wyprowadzenie | Funkcja |
|---|---|---|
| Pin 1 | Emiter | Wyprowadza prąd z tranzystora NPN; w wielu prostych układach jest połączony z masą lub rezystorem emiterowym. |
| Pin 2 | Baza | Steruje przewodzeniem tranzystora. Niewielki prąd bazy decyduje o stanie pracy: odcięciu, pracy aktywnej albo nasyceniu. |
| Pin 3 | Kolektor | Przyjmuje prąd obciążenia; w obudowie TO-18 kolektor bywa połączony z metalową obudową, co trzeba uwzględnić przy montażu. |
Specyfikacja tranzystora BC107
Oto najważniejsze właściwości BC107.
Jest to tranzystor małosygnałowy NPN przeznaczony do wzmacniania i przełączania niewielkich sygnałów.
Ma metalową obudowę TO-18, spotykaną również pod oznaczeniem SOT18 w starszych kartach katalogowych.
Maksymalne napięcie kolektor-emiter VCEO wynosi 45 V, a napięcie kolektor-baza VCBO wynosi 50 V.
Typowy zakres wzmocnienia prądowego hFE zależy od grupy selekcyjnej; dla BC107 podaje się zwykle przedział około 110-450 przy IC = 2 mA i VCE = 5 V.
Może pracować zarówno jako prosty wzmacniacz, jak i jako tranzystor przełączający, o ile obciążenie mieści się w jego parametrach granicznych.
Maksymalny ciągły prąd kolektora należy traktować konserwatywnie jako 100 mA; w projekcie warto zostawić zapas i nie prowadzić elementu na granicy katalogu.
Tranzystor BC107 — zamienniki
W wielu układach BC107 można zastąpić tranzystorami NPN o podobnych parametrach, na przykład BC547, BC548, BC549, BC108, BC109, 2N3904 albo 2N2222. Przed zamianą trzeba jednak sprawdzić pinout, obudowę, dopuszczalne napięcie, prąd kolektora i wzmocnienie. BC177 jest tranzystorem PNP komplementarnym, a nie bezpośrednim zamiennikiem BC107.
Tranzystory małosygnałowe
Gdzie stosuje się BC107?
BC107 jest tranzystorem NPN do niewielkich sygnałów. Sprawdza się w stopniach wejściowych, prostych wzmacniaczach audio, układach przetwarzania sygnałów, driverach niskiej mocy i starszych odbiornikach telewizyjnych.
Choć dziś częściej wybiera się nowsze elementy w obudowach plastikowych lub SMD, BC107 nadal jest dostępny i użyteczny tam, gdzie projekt wymaga elementu przewlekanego w metalowej obudowie TO-18 albo zgodności ze starszym schematem.
Tranzystor BC107 — zastosowania
Przed użyciem BC107 trzeba pamiętać, że przy pełnym wysterowaniu nie powinien on przewodzić obciążenia większego niż jego dopuszczalny prąd kolektora. Obciążenie wymagające więcej niż około 100 mA może przegrzać albo uszkodzić tranzystor.
Typowe zastosowania BC107 obejmują poniższe obszary.
Może pracować w prostych stopniach sterujących, na przykład do załączania małych diod LED, niewielkich przekaźników lub wejść innych układów.
Można go wykorzystać jako jeden z tranzystorów w parze Darlingtona, gdy potrzebne jest większe wzmocnienie prądowe.
Sprawdza się w modułach wzmacniaczy małej mocy, przedwzmacniaczach, prostych układach audio i torach przetwarzania sygnału.
Układy audio małej mocy
Nadaje się do prostych konstrukcji przenośnych, jeżeli pobór prądu i napięcie zasilania mieszczą się w jego parametrach.
Występuje także w elektronice użytkowej, zwłaszcza w starszych urządzeniach i układach serwisowanych według oryginalnej dokumentacji.
Elektronika użytkowa
Można go użyć w prostych obwodach sterowania zasilaniem małej mocy.
W układach przemysłowych BC107 pojawia się raczej w torach sygnałowych niż w stopniach mocy.
Może też pracować w obwodach kształtowania i przetwarzania sygnałów analogowych.
Jak wybrać odpowiedni tranzystor?
Jeżeli dobierasz tranzystor do projektu, zacznij od funkcji, jaką ma pełnić w obwodzie. Inne kryteria są kluczowe dla wzmacniacza, a inne dla prostego przełącznika obciążenia.
Tranzystor BC107 — jak działa tranzystor
Tranzystory służą do wzmacniania sygnałów albo do przełączania prądu w obwodzie. Pierwszym krokiem jest więc ustalenie, czy element ma pracować w zakresie aktywnym, czy głównie w stanach włączony/wyłączony.
Gdy tranzystor pracuje jako wzmacniacz, mały sygnał bazy steruje większym prądem kolektora. Punkt pracy trzeba dobrać tak, aby sygnał nie był obcinany i nie wprowadzał niepotrzebnych zniekształceń.
Gdy tranzystor pracuje jako przełącznik, prąd bazy powinien być wystarczający do wprowadzenia elementu w nasycenie. Dzięki temu spadek napięcia kolektor-emiter jest mały, a straty mocy pozostają pod kontrolą.
Zrozumienie kluczowych cech, na które należy zwrócić uwagę
Przed zakupem lub zamianą tranzystora trzeba sprawdzić kilka parametrów katalogowych. Najważniejsze z nich to:
Tranzystor BC107 — Prąd kolektora.
Maksymalny prąd kolektora określa, jakie obciążenie tranzystor może bezpiecznie przewodzić. Tranzystory małosygnałowe, takie jak BC107, mają ten limit w dziesiątkach lub setkach miliamperów; tranzystory mocy mogą pracować przy prądach liczonych w amperach.
Zawsze sprawdzaj wartość IC w karcie katalogowej i zostaw margines. Przekroczenie dopuszczalnego prądu szybko prowadzi do przegrzania struktury półprzewodnikowej.
Napięcie nasycenia
W trybie przełączania ważne jest napięcie VCE(sat), czyli spadek napięcia między kolektorem a emiterem, gdy tranzystor jest w pełni włączony. Im niższe VCE(sat), tym mniejsze straty mocy na tranzystorze.
Dokładną wartość VCE(sat) należy odczytać z karty katalogowej dla konkretnego prądu kolektora i prądu bazy.
Napięcia przebicia
Trzeba znać przede wszystkim napięcie kolektor-emiter oraz kolektor-baza. Przekroczenie tych wartości może spowodować przebicie złącza i trwałe uszkodzenie elementu.
Tranzystor BC107 — Wzmocnienie prądowe
Wzmocnienie prądowe hFE, oznaczane także jako beta, jest szczególnie ważne w stopniach wzmacniających. Wartość ta zależy od prądu kolektora, temperatury i grupy selekcyjnej tranzystora, dlatego w projekcie nie należy zakładać jednej idealnej liczby.
Materiał i polaryzacja
BC107 jest tranzystorem krzemowym. Krzemowe BJT są stabilne, tanie i powszechnie dostępne, dlatego od dawna stanowią podstawę prostych układów analogowych i przełączających.
Równie ważna jest polaryzacja: BC107 to NPN, więc nie można go bezpośrednio zastąpić tranzystorem PNP bez zmiany sposobu sterowania i polaryzacji obwodu.
Tranzystor BC107 — jak podłączać tranzystory
Przed wlutowaniem tranzystora sprawdź kartę katalogową i rysunek wyprowadzeń dla konkretnej obudowy. Ten sam typ funkcjonalny może mieć inny pinout w wersji TO-18, TO-92 albo SMD, a pomylenie bazy, kolektora i emitera często kończy się błędnym działaniem lub uszkodzeniem elementu.
Przykłady obwodów z użyciem BC107
BC107 można wykorzystać w prostych układach pokazowych i użytkowych. Poniżej omawiamy tester rezonatorów kwarcowych, układ migających diod oraz wyzwalacz Schmitta.
Tranzystor BC107 — tester rezonatorów kwarcowych
Rezonatorów kwarcowych nie sprawdza się zwykłym pomiarem rezystancji multimetrem. Aby ocenić, czy element wzbudza się poprawnie, buduje się prosty generator z gniazdem na testowany rezonator.
Rezonator kwarcowy
Rezonatory kwarcowe stabilizują częstotliwość w generatorach, zegarach czasu rzeczywistego, mikrokontrolerach, zegarkach kwarcowych i wielu układach cyfrowych.
Zegarek kwarcowy
Zakres pracy takiego testera zależy od konkretnego schematu, pojemności w obwodzie i parametrów tranzystora. W praktyce proste układy z BC107 nadają się do sprawdzania typowych rezonatorów niskiej i średniej częstotliwości, a nie do bezkrytycznego testowania każdego elementu radiowego.
Schemat testera rezonatorów kwarcowych
Źródło: Wikimedia Commons
W takim układzie BC107 pełni rolę tranzystora generatora. Po umieszczeniu rezonatora w gnieździe obwód może się wzbudzić, jeżeli rezonator jest sprawny i dobrany do zakresu pracy generatora.
Po naciśnięciu przełącznika zasilanie z baterii trafia do obwodu, a sygnał z generatora przechodzi przez kondensator sprzęgający do dalszej części układu.
Sygnał zmienny jest następnie prostowany przez diody i filtrowany, aby można go było wykorzystać jako informację o poprawnej pracy generatora.
To pozwala zbudować bardzo prosty wskaźnik.
Po pojawieniu się napięcia na kondensatorze filtrującym drugi tranzystor zaczyna przewodzić i załącza diodę LED sygnalizującą, że rezonator wzbudził układ.
Rezystor w szeregu z diodą LED ogranicza prąd, aby nie przeciążyć ani diody, ani tranzystora.
W praktyce świecenie LED oznacza, że generator wystartował. Nie jest to precyzyjny pomiar częstotliwości ani jakości rezonatora, ale szybki test warsztatowy.
Obwód tańczącego światła z użyciem BC107
Układ migających lub „tańczących” świateł można zbudować jako astabilny multiwibrator na dwóch tranzystorach. Taki obwód nie ma stabilnego stanu spoczynkowego: tranzystory przełączają się naprzemiennie, a diody LED świecą na zmianę.
Obwód migających diod
Źródło: Wikimedia Commons
W multiwibratorze astabilnym kondensatory ładują się i rozładowują przez rezystory, wymuszając naprzemienne włączanie tranzystorów. Gdy jeden tranzystor przewodzi, druga gałąź jest wyłączona; po chwili stany się zamieniają. W ten sposób powstaje efekt naprzemiennego migania diod.
Układ wyzwalacza Schmitta z użyciem BC107
Wyzwalacz Schmitta to układ progowy z histerezą. Zamienia powoli zmieniający się lub zaszumiony sygnał analogowy na czystszy sygnał dwustanowy, ponieważ przełącza wyjście przy dwóch różnych progach: górnym i dolnym.
Wyzwalacz Schmitta
Źródło: Wikimedia Commons
Gdy napięcie wejściowe przekroczy górny próg przełączania, układ zmienia stan wyjścia. Kiedy napięcie spada, powrót następuje dopiero po zejściu poniżej dolnego progu. Ta różnica między progami zapobiega drganiom wyjścia w pobliżu jednej granicznej wartości.
W wersji tranzystorowej jeden tranzystor przewodzi, podczas gdy drugi jest odcięty albo pracuje blisko nasycenia. Zmiana napięcia wejściowego przesuwa punkt pracy pierwszego tranzystora i przez sprzężenie w układzie przełącza drugi tranzystor. Dokładny poziom progów zależy od rezystorów, napięcia zasilania i parametrów zastosowanych tranzystorów.
Jeżeli sygnał wejściowy spadnie poniżej dolnego progu, układ wraca do poprzedniego stanu, a napięcie wyjściowe zmienia się skokowo. Dlatego wyzwalacze Schmitta są używane do formowania impulsów, eliminacji zakłóceń i poprawy czytelności sygnałów cyfrowych.
Podsumowanie
BC107 to prosty, przewidywalny tranzystor NPN w metalowej obudowie TO-18. Nie zastępuje tranzystorów mocy ani nowoczesnych układów sterujących, ale w małosygnałowych wzmacniaczach, prostych przełącznikach, generatorach i układach progowych nadal jest użytecznym elementem.
Przy doborze tranzystora zawsze trzeba sprawdzić polaryzację, pinout, dopuszczalne napięcia, prąd kolektora, wzmocnienie i warunki cieplne. Te same zasady obowiązują przy zamianie BC107 na nowszy element w innej obudowie.
Jeżeli projektujesz płytkę z elementami przewlekanymi lub mieszaną technologią montażu, OurPCB może pomóc w weryfikacji DFM, produkcji PCB i montażu prototypów oraz serii. Po przesłaniu plików Gerber i BOM otrzymasz wycenę w 12 godzin roboczych.