Zamienniki BS170: 2N7000, ZVN2106A, ZVN3306A, MMBF170 – porównanie parametrów MOSFET

Pytanie

Jaki zamiennik dla BS170

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najbliższe zamienniki BS170 (N‑MOSFET, TO‑92, 60 V) bez zmian na PCB:
  • ZVN2106A (TO‑92, pinout D–G–S)
  • ZVN3306A (TO‑92, pinout D–G–S)
  • VN10KM (TO‑92, zwykle D–G–S – sprawdź kartę katalogową)
• Zamienniki wymagające zmiany/skrzyżowania wyprowadzeń:
  • 2N7000 (TO‑92, pinout S–G–D; prąd niższy od BS170)
• Wersje SMD / alternatywy:
  • MMBF170 (SOT‑23; odpowiednik BS170 w SMD)
  • 2N7002 (SOT‑23; odpowiednik 2N7000)
  • BSS138 (SOT‑23; 50 V, mniejszy prąd)

Kluczowe punkty:

• Dopasuj: VDS ≥ 60 V (lub wymagane w aplikacji), ID ≥ wymagany prąd, RDS(on) jak najniższe przy Twoim VGS.
• Zwróć uwagę na pinout (kolejność D–G–S vs S–G–D).
• Do sterowania z 3,3 V rozważ nowoczesne „logic‑level” MOSFET‑y o niskim RDS(on) (np. AO3400A, IRLML6344) — ale to nie są drop‑iny do TO‑92.

Szczegółowa analiza problemu

• Profil BS170: N‑MOSFET, TO‑92, VDS = 60 V, ID ≈ 0,5 A (25°C), RDS(on) typ. kilka Ω przy VGS = 10 V; parametry „w pełni włączony” nie są gwarantowane przy VGS = 3,3 V.
• Dobór zamiennika:
  • Napięcie: zachowaj margines — jeśli układ pracuje do 24 V, 30 V w SMD może wystarczyć; przy 48 V konieczne są elementy 60 V.
  • Prąd i RDS(on): RDS(on)×I² daje straty mocy. Przykład: 0,25 A i 4 Ω → P ≈ 0,25 W (na granicy TO‑92 bez radiatora); 0,4 A i 4 Ω → P ≈ 0,64 W (za dużo dla typowej TO‑92). Jeżeli prąd w Twoim układzie przekracza ~200–300 mA, lepiej wybrać zamiennik z niższym RDS(on) (np. ZVN2106A/ZVN3306A) lub MOSFET mocy w SMD.
  • Pinout:
    • BS170 (najczęściej): D–G–S patrząc na płaską stronę (sprawdź DS konkretnego producenta).
    • 2N7000: S–G–D — elektrycznie podobny, ale nie drop‑in.
    • ZVN2106A/ZVN3306A: zwykle D–G–S — wygodne zamienniki 1:1.
    • MMBF170 (SOT‑23): piny 1=G, 2=S, 3=D (standard SOT‑23), nie jest mechanicznie zamienny, ale parametrycznie bardzo zbliżony.
  • Sterowanie niskim VGS: jeśli bramkę napędza 3,3 V (albo mniej), unikaj elementów, których RDS(on) jest określany jedynie przy VGS = 10 V (jak BS170/2N7000). Lepsze będą MOSFET‑y „logic‑level” z danymi przy VGS = 2,5–4,5 V (np. AO3400A 30 V, IRLML6344 30 V, SI2302 20 V) — o wiele niższe straty przy małych prądach, ale pamiętaj o niższym VDS.
• Częstotliwość/pojemności: dla szybkiego przełączania istotne są Ciss/Qg. 2N7000/BSS138 mają małą pojemność (łatwe sterowanie z MCU), natomiast większe MOSFET‑y mocy mogą obciążać wyjście sterujące.

Uwaga korekcyjna do spotykanych rekomendacji: popularne tranzystory mocy typu IRFZ44, IRF540N, IRF3205 nie są praktycznymi „zamiennikami” BS170 — mają inną obudowę, znacznie większe pojemności, zwykle wymagają VGS ≈ 10 V i nie nadają się jako drop‑in w miejscach przewidzianych dla TO‑92.

Aktualne informacje i trendy

• W nowych projektach częściej stosuje się 2N7002/BSS138 w SOT‑23 (niska cena, szeroka dostępność, małe Ciss) oraz tanie logic‑level MOSFET‑y o bardzo niskim RDS(on) przy VGS = 2,5–4,5 V (np. AO3400A, IRLML6344) zamiast klasycznych BS170/2N7000.
• W zastosowaniach automotive/HA wymagane bywają wersje AEC‑Q101 — wiele MOSFET‑ów SMD ma takie warianty, TO‑92 coraz rzadziej.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Krytyczne parametry do weryfikacji:
  • VDS(max), ID(ciągły) przy temperaturze obudowy, RDS(on) przy Twoim VGS, PD i RθJA, SOA.
  • Pinout i obudowa (TO‑92 vs SOT‑23).
• Drobna modyfikacja układu może drastycznie poprawić niezawodność:
  • Rezystor w bramce 47–150 Ω (tłumienie dzwonienia).
  • Rezystor pull‑down 50–200 kΩ na bramce (stan definowany w spoczynku).
  • Dioda/tłumik przy obciążeniach indukcyjnych (np. dioda równolegle do cewki).

Aspekty etyczne i prawne

• Dobieraj elementy zgodne z RoHS/REACH.
• Unikaj niepewnych źródeł — BS170/2N7000 są często podrabiane; wrażliwość ESD zwiększa ryzyko uszkodzeń „z półki”.
• W aplikacjach bezpieczeństwa wymagaj kwalifikacji AEC‑Q101 lub zgodnych norm.

Praktyczne wskazówki

• Jeśli chcesz drop‑in bez zmian PCB: zacznij od ZVN2106A lub ZVN3306A (TO‑92, zwykle D–G–S, niższe RDS(on) niż BS170).
• Jeśli masz tylko 2N7000: sprawdź, czy wymagany prąd ≤ 0,2 A i odwróć/skrzyżuj wyprowadzenia (S–G–D).
• Przy sterowaniu z 3,3 V: rozważ zmianę na SMD (AO3400A/IRLML6344) lub dobierz TO‑92 o gwarantowanym RDS(on) przy VGS ≤ 4,5 V (rzadziej spotykane).
• Zawsze weryfikuj konkretny datasheet producenta — parametry i pinouty potrafią się różnić między wytwórcami.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• RDS(on) i ID dla TO‑92 bywają podawane dla 25°C; w realnych warunkach (obudowa bez radiatora) dopuszczalny prąd szybko maleje wraz z temperaturą.
• MMBF170 ma zbliżoną strukturę do BS170, ale dopuszczalna moc i prąd ograniczone przez SOT‑23.

Sugestie dalszych badań

• Karty katalogowe: BS170/MMBF170 (Vishay/ON Semi), 2N7000/2N7002 (ON/Diodes/TI), ZVN2106A/ZVN3306A (Diodes Inc.), BSS138 (Infineon/Nexperia).
• Noty aplikacyjne dot. sterowania MOSFET‑ów z poziomów logicznych 3,3 V i ochrony ESD/EMI.

Krótkie podsumowanie

• Najprostszy zamiennik 1:1 w TO‑92: ZVN2106A lub ZVN3306A (zwykle ten sam pinout D–G–S, lepsze RDS(on)).
• 2N7000 działa w wielu aplikacjach, ale ma inny pinout (S–G–D) i mniejszy dopuszczalny prąd.
• W SMD: MMBF170 (odpowiednik BS170), 2N7002 lub BSS138.
• Przy zasilaniu bramki 3,3 V rozważ nowoczesny logic‑level MOSFET o niskim RDS(on).

Jeśli podasz napięcie zasilania, prąd obciążenia, sposób sterowania (poziom VGS) i częstotliwość pracy, wskażę najbezpieczniejszy zamiennik „na gotowo”.