Universaltransistorer og universaldioder

Forkortelserne TUN, TUP, DUS, DUG er begreber indenfor hobbyelektronik for universaltransistorer og universaldioder og står henholdsvis for "Transistor-Universal-NPN", "Transistor-Universal-PNP", "Diode-Universal-Silicium" og "Diode-Universal-Germanium". De blev indført i året 1971 af tidsskriftet Elektor.^[1][2][3][4]

Disse elektronikkomponenter indeholder "universal" som en del af deres navn, fordi de kan anvendes meget bredt og samtidig er lette at skaffe, da deres mindstekrav er valgt, så mange halvlederkomponenter kan anvendes fx de billigste eller lettest tilgængelige. Byggesæt kan designes med disse universale halvlederkomponenter, så det er lettere at finde halvlederkomponenterne; både for byggesætspakkere og hobbyfolk. Fx kan byggesætspakkere og hobbyfolk i stedet købe mange ens halvlederkomponenter med rabat, i stedet for specifikke; som kan være dyrere, med lang leveringstid - eller som er udgået hos producenter og forretninger.

Baggrund og historie

Transistor med benævnelsen BC547 (ikke skalatro).

Da transistorer i 1970'erne blev mere bredt anvendt indenfor hobbyelektronik og da transistorer kunne fås i mange prisklasser, og grundet overgangen fra germaniumtransistorer til siliciumtransistorer, fandtes der mange siliciumtransistor varianter som kun adskilte sig lidt fra hinanden. Når et fagtidsskrift offentliggør byggebeskrivelser, er der en fare for, at de nævnte transistorer og dioder ikke er mulige at levere det sted, hvor læseren bor.

En mulig udvej er en omfattende transistorsammenligningstabel som læserne kan slå alternative transistorer op i.

Tidsskriftet Elektor valgte en anden løsning: Elektor definerede (forholdsvis lave) mindstekrav for NPN-transistorer og PNP-transistorer, som mange standardtyper fra forskellige producenter og deres komponenters produktkoder opfyldte. Som betegnelse for disse transistorer anvendtes henholdsvis TUN og TUP. I starten opfyldte fx BC109 TUN-kravene - og BC178 TUP-kravene; begge har TO-18 metalhus. I dag (2018) opfylder fx BC547 TUN-kravene og BC557; begge har TO-92 kunststofhus. BC547 og BC557 findes henholdsvis også i SMD-varianterne BC847 / BC857.

Elektor's koncept omfatter også dioder i varianterne germanium (lille ledespændingsfald); DUG - og silicium (højere frekvenser, mindre lækstrøm); DUS. Som DUS kan 1N4148 fx anvendes - og som DUG kan AA116 fx anvendes.

I 1970'erne understøttede mange elektronikforretninger konceptet. I 1980'erne mindskes interessen i konceptet. I mange byggebeskrivelser anvendes konceptet fortsat i 2000'erne.^[5]

Tabeller med produktkode eksempler

Tabel med mulige TUN TUP produktkoder

TUN produktkode (NPN)	TUP (komplementær) produktkode (PNP)	Bemærkning	evt. Vceo (V) max	evt. Ic (mA) max	evt. Ptot @amb= 25 °C (mW) max	evt. hFE =beta @Ic=1..10mA @Vce=5V (A/A) min..max (typ)	evt. Ft @Vce=5..20V (MHz) min(typ)	Databladskilder
BC337	BC327	TO-92, høj strøm	45	800	625	100-630	(170)
BC338	BC328	TO-92, høj strøm	25	800	625	100-630	(170)
BC546	BC556	TO-92, høj Vce	65	100	500 625	100-800(200)	(250) (300)
BC547	BC557	TO-92	45	100	500 625	100-800(200)	(250) (300)
BC548	BC558	TO-92	30	100	500 625	100-800(200)	(250) (300)
BC549	BC559	TO-92, lav støj	30	100	500 625	100-800(200)	(250) (300)
BC550	BC560	TO-92, lav støj	45	100	500 625	100-800(200)	(250) (300)
BC635-16	BC636-16	TO-92, høj strøm	45	1000	830	100-250	100
BC637-16	BC638-16	TO-92, høj strøm, høj Vce	60	1000	830	100-250	100
BC639-16	BC640-16	TO-92, høj strøm, høj Vce	80	1000	830	100-250	100
2N2222	2N2907	TO-18, høj strøm	30	800	400 500	100-300	250
2N2222A	2N2907A	TO-18, høj strøm	40	800	400 500	100-300	300
P2N2222A PN2222A ST2222A	P2N2907A PN2907A ST2907A	TO-92, høj strøm	40	800	400 500	100-300	300
2N3904	2N3906	TO-92	40	200	625	100-300	300
2SC2240	2SA970	TO-92, meget lav støj, høj Vce	120	100	300	200-700	(100)

Bemærkninger:

• Står der flere tal over hinanden i samme celle, skyldes det at forskellige producenter, opgiver forskellige data.
• I dag (2018) er transistorer med metalhuse (TO-18) dyrere end plasthuse (TO-92).

Tabeller med egenskaber og begrænsninger

Transistor TUN TUP

Når man skal designe elektroniske kredsløb med Elektor universaltransistorer, skal de bipolare transistorer opfattes som havende følgende egenskaber og begrænsninger:

Tabel med Elektor universaltransistor egenskaber og begrænsninger

Benævnelse	Polaritet	Vceo (V) max	Ic (mA) max	Ptot (mW) max	hFE =beta (A/A) cirka	Ft (MHz) cirka	Databladskilder
Transistor-Universal-NPN, TUN	NPN	20	100	100	100	100	[1]
Transistor-Universal-PNP, TUP	PNP	-20	-100	100	100	100	[1]

Bemærkninger:

• Den maksimale totale afsatte effekt i transistoren Ptot (=Pmax) er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C.
• Strømforstærkningsfaktoren hFE, beta er med stor sikkerhed opgivet for Ic=1..10mA og ved Vce=5V. (Strømforstærkningsfaktoren falder for lavere og højere Ic end den opgivne - og for lavere Vce end den opgivne)
• Transition frequency Ft (hFE=1) er med stor sikkerhed opgivet for Ic=1..10mA og ved Vce=5V. (Transition frequency falder for lavere og højere Ic end den opgivne - og for lavere Vce end den opgivne)
• For transistortemperaturer i mikrochippen højere og lavere end 25 °C vil strømforstærkningsfaktor hFE og Transition frequency Ft kunne være både lavere eller højere.

Diode DUS DUG

Når man skal designe elektroniske kredsløb med Elektor universaldioder, skal dioderne opfattes som havende følgende egenskaber og begrænsninger:

Tabel med Elektor universaldiode egenskaber og begrænsninger

Benævnelse	Halvledermateriale	Ureverse (V) max	Iforward (mA) max	Ireverse (uA) cirka	Ptot (mW) max	Cdevice (pF) cirka	Databladskilder
Diode-Universal-Silicium, DUS	Silicium	25	100	1	250	5	[1]
Diode-Universal-Germanium, DUG	Germanium	20	35	100	250	10	[1]

Bemærkninger:

• Den maksimale totale afsatte effekt i dioden Ptot (=Pmax) er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C.
• Lækstrømmen Iforward er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C. (Lækstrømmen falder meget for lavere omgivelsestemperaturer - og stiger meget for højere omgivelsestemperaturer)
• Diodens parasitiske kapacitans er typisk opgivet ved Vreverse=0..1V. (for højere Vreverse vil Diodens parasitiske kapacitans falde)

Tabeller med mindste egenskaber og mindstekrav for at opfylde TUN TUP DUS DUG

Transistor TUN TUP

Når man skal finde bipolare transistorer, som skal opfylde Elektors universaltransistorkrav, skal de bipolare transistorer have følgende mindste egenskaber og mindstekrav:

Tabel med bipolare transistor mindstekrav

Benævnelse	Polaritet	Vceo (V) min	Ic (mA) min	Ptot (mW) min	hFE =beta (A/A) min	Ft (MHz) min	Databladskilder
(for Transistor-Universal-NPN, TUN)	NPN	20	100	100	100	100	[1]
(for Transistor-Universal-PNP, TUP)	PNP	-20	-100	100	100	100	[1]

Bemærkninger:

• Den maksimale totale afsatte effekt i transistoren Ptot (=Pmax) er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C.
• Strømforstærkningsfaktoren hFE, beta er med stor sikkerhed opgivet for Ic=1..10mA og ved Vce=5V. (Strømforstærkningsfaktoren falder for lavere og højere Ic end den opgivne - og for lavere Vce end den opgivne)
• Transition frequency Ft (hFE=1) er med stor sikkerhed opgivet for Ic=1..10mA og ved Vce=5V. (Transition frequency falder for lavere og højere Ic end den opgivne - og for lavere Vce end den opgivne)
• For transistortemperaturer i mikrochippen højere og lavere end 25 °C vil strømforstærkningsfaktor hFE og Transition frequency Ft kunne være både lavere eller højere.

Diode DUS DUG

Når man skal finde bipolare transistorer, som skal opfylde Elektors universaldiodekrav, skal dioderne have følgende mindste egenskaber og mindstekrav:

Tabel med diode mindstekrav

Benævnelse	Halvledermateriale	Ureverse (V) min	Iforward (mA) min	Ireverse (uA) max	Ptot (mW) min	Cdevice (pF) max	Databladskilder
(for Diode-Universal-Silicium, DUS)	Silicium	25	100	1	250	5	[1]
(for Diode-Universal-Germanium, DUG)	Germanium	20	35	100	250	10	[1]

Bemærkninger:

• Den maksimale totale afsatte effekt i dioden Ptot (=Pmax) er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C.
• Lækstrømmen Iforward er med stor sikkerhed opgivet for en omgivelsestemperatur på 25 °C. (Lækstrømmen falder meget for lavere omgivelsestemperaturer - og stiger meget for højere omgivelsestemperaturer)
• Diodens parasitiske kapacitans er typisk opgivet ved Vreverse=0..1V. (for højere Vreverse vil Diodens parasitiske kapacitans falde)

Kilder/referencer

1. elektor.de: Elektor-Heft Mai 1975: Definition von TUP-TUN-DUG-DUS und Liste mit Beispieltypen
2. tonyvanroon.com: Circuits, as published and used by Elektor and the Dutch Elektuur, contain universal transistors and diodes to the abbreviations: TUP (Transistor Universal Pnp), TUN (Transistor Universal Npn), DUS (Diode Universal Silicon), and DUG (Diode Universal Germanium). Many transistors and diodes fit this way in these categories and makes component selection easier. Good system!, backup
3. mikroe.com: 4.4 TUN and TUP, backup
4. bibo.iqo.uni-hannover.de: You are here: Elektronik-Werkstatt des IQ » Bauteile » Transistoren, backup
5. Eksempel: talkingelectronics.com: 200 Transistor circuits: Citat: "...We have labelled the NPN transistor as BC547. This means you can use ANY NPN transistor, such as 2N2222, BC108, 2N3704, BC337 and hundreds of others. Some circuits use TUN for Transistor Universal NPN and this is the same as our reasoning - the transistor-type is just to let you know it is not critical. BC557 can be replaced by: 2N3906, BC327 and many others. Don't worry too much about the transistor-type. Just make sure it is NPN, it [if] this is the type needed. ...", 1-100 Transistor circuits, 101-200 Transistor circuits

Eksterne henvisninger

• electronicsplanet.ch: Liste mit Standard-Transistoren