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

Pytanie

Jaki zamiennik dla BS170

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najczęściej stosowanym zamiennikiem BS170 jest 2N7000, lecz wymaga on odwrócenia pinoutu (S-G-D zamiast G-D-S) i ma niższy prąd ciągły (≈200 mA).
• Jeśli potrzebny jest zamiennik „drop-in”, zgodny wyprowadzeniami G-D-S i zbliżony lub lepszy prąd 300-500 mA, wybierz ZVN3306A lub ZVN2106A.
• W wersji SMD bez zmiany schematu elektrycznego sprawdzą się MMBF170 (SOT-23) lub MMBT170 (SOT-223), bo to ta sama struktura co BS170.

Kluczowe punkty
• Sprawdź pinout (G-D-S vs. S-G-D)
• Zwróć uwagę na I_D, V_DS, R_DS(on) i V_GS(th)
• Dopasuj obudowę (TO-92 vs. SMD) i dostępność rynkową

Szczegółowa analiza problemu

1. Parametry referencyjne BS170 (typ.):
    V_DS = 60 V, I_D = 0,5 A, R_DS(on) ≈ 5 Ω@10 V, V_GS(th) 0,8–3 V, obudowa TO-92, pinout G-D-S.

2. Porównanie wybranych zamienników

3. Kryteria wyboru
   a) Pin-to-pin: ZVN2106A, ZVN3306A, BSN304, MMBF170.
   b) Niższy R_DS(on): ZVN2106A (≈2 Ω) → mniejsze straty na grzanie.
   c) Wyższy prąd: ZVN2106A (700 mA) > BS170 (500 mA).
   d) SMD bez zmian schematu: MMBF170/MMBT170.

4. Pinout 2N7000 – źródło problemów
   Przeniesienie 2N7000 na płytę BS170 bez przekroszeń wymaga obrócenia tranzystora lub przeplotu ścieżek (S↔G). W sprzętach produkcyjnych jest to wadą, lecz w prototypach bywa akceptowalne.

5. Dynamika przełączania
   Jeżeli tranzystor pracuje w aplikacjach PWM (np. >50 kHz), zwróć uwagę na ładunek bramki Q_g i pojemności C_iss. Zamienniki o większej pojemności (ZVN2106A ≈100 pF) mogą wydłużać czasy narastania i opadania sygnału oraz podnosić straty w sterowniku bramki.

Aktualne informacje i trendy

• Dostępność BS170 i 2N7000 w 2023-2024 spadła w wielu europejskich hurtowniach; rynek przenosi się na wersje SMD (MMBF170) oraz nowocześniejsze logic-level MOSFET-y (AO3400, Si2302) z R_DS(on) <100 mΩ przy V_GS=4,5 V.
• W sektorze hobbystycznym BS170 pozostaje w ofertach THT, ale w produkcji kontraktowej dominują tranzystory SMD z rodzin BSS138/BSS123 (30 V) lub BSC340 (60 V).
• W układach IoT i bateryjnych rośnie popularność tranzystorów „logic-level” (V_GS(th) <1 V, pełne włączenie przy 2,5–3 V). Jeżeli projekt steruje MOSFET-em z MCU 3,3 V, rozważ SiA446DJ, BSS138B lub AO3412 jako zamienniki o znacznie niższych stratach.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• R_DS(on) wpływa liniowo na straty mocy P_loss = I_D² × R_DS(on). Obniżenie z 5 Ω do 2 Ω przy I_D = 0,3 A zmniejsza straty z 450 mW do 180 mW.
• Wyższy Q_g zwiększa prąd ładowania bramki I_gate = Q_g × f_sw. Dla 2 nC przy 100 kHz potrzeba średnio 200 mA z drivera – ważne w zasilaniu bateryjnym.
• Termicznie: obudowa TO-92 przy naturalnej konwekcji osiąga ≈150 °C/W. 350 mW strat podnosi strukturę o ~50 °C, co przy 25 °C otoczenia jest bezpieczne; przy 800 mW BS170 przekroczy 60 °C powyżej otoczenia, dotykając górnej granicy 150 °C.

Aspekty etyczne i prawne

• Wiele tanich „BS170” z portali aukcyjnych to przeznakowane 2N7000; użycie w sprzęcie certyfikowanym (CE, UL) grozi niezgodnością parametrów i reklamacyjnymi zwrotami.
• W Unii Europejskiej obowiązuje RoHS – wszystkie wymienione zamienniki dostępne są w wersjach bezołowiowych.
• W produkcji seryjnej warto stosować dostawców authorized (Mouser, Digi-Key, Farnell) – ogranicza ryzyko podróbek i niezgodnego z dyrektywami materiału.

Praktyczne wskazówki

1. Sprawdź datasheet konkretnego producenta BS170 – występują wersje 300 mA i 500 mA; wybierz zamiennik do 70 % tej wartości.
2. Symuluj (LTspice/TINA-TI) z modelem zamiennika, szczególnie przy przetwornicach impulsowych.
3. Jeśli PCB jest już wykonane:
    • pin-to-pin: ZVN2106A, ZVN3306A, BSN304, MMBF170 (po adapterze SOT-23→TO-92),
    • zamiennik z innym pinoutem: 2N7000 – wymaga przekroszeń lub zagięcia nóżek.
4. W nowym projekcie rozważ SMD: AO3400A (30 V/5,8 A/9 mΩ) – kosztuje <0,1 USD i bije BS170 parametrami.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• 2N7000 nie jest bezpiecznym zamiennikiem, gdy układ pobiera >200 mA lub gdy nie można fizycznie skorygować pinoutu.
• BSN304 i ZVN3306A mają większą pojemność bramki; w aplikacjach audio RF może to zawężać pasmo.
• IRF-klasy (IRF510, IRFZ44) są przewymiarowane, mają duże pojemności wejściowe (100-1000 pF) i nie nadają się jako bezpośredni zamiennik małosygnałowych MOSFET-ów TO-92.

Sugestie dalszych badań

• Sprawdzenie nowych ultraniskich R_DS(on) MOSFET-ów 60 V w obudowach SOT-23-3 (np. Nexperia BUK9M20-60E) pod kątem modernizacji projektu.
• Analiza wpływu indukcyjności wyprowadzeń TO-92 vs. SMD na EMC w aplikacjach ≥1 MHz.
• Test długoterminowej stabilności parametrów BS170 vs. nowoczesne MOSFET-y przy temperaturach 85 °C/125 °C (badania HTOL).

Krótkie podsumowanie

BS170 można najłatwiej zastąpić 2N7000, o ile akceptujesz inny pinout i niższy prąd. Jeśli potrzebujesz zamiennika wkładanego w to samo gniazdo bez zmian PCB, najlepsze będą ZVN2106A lub ZVN3306A (TO-92, G-D-S, 60 V, ≥500 mA, niższy R_DS(on)). W nowych projektach warto przejść na wersję SMD (MMBF170) lub nowoczesne MOSFET-y logic-level o dużo niższych stratach i lepszej dostępności.