Transistoren mit Belastung testen

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Technixxx
Stammgast
#1 erstellt: 23. Jan 2021, 17:40
Hallole, ich stelle einfach mal meine Frage in die Runde:

Kann man einen Transistor mit Belastung testen; ein sog. Belastungstest. Das Thema Fake-Bauteile ist ja bekannt. Leider werden die Fälschungen immer besser und perfekter. Da hab ich mir Gedanken darüber gemacht weil ja bei nicht erkannten Fälschungen man es erst bemerkt wenn die Transistoren bei Belastung im Gerät abrauchen. Gibts da eine Methode genau das zu tun bevor man sie einbaut? Ich hab im Web schon danach gesucht und unzählige Schaltpläne angezeigt bekommen, die aber letztendlich alle sog. Standarttester sind wie man sie in fast allen Multimetern drin hat. Dort wird lediglich eine niedrige Meßspannung angelegt die auch Fälschungen überleben. Es wäre nicht schlecht, wenn man ein Tütchen Transistoren bekommen hat und dann einen davon so richtig Power (natürlich im Rahmen der Spezifikationen) drauf gibt um zu sehen ob er die angegebenen Werte auch aushält. Die Fakes gehen da in der Regel schon bei niederer Belastung kaputt.

Weiss jemand ob es da Schaltpläne für so einen DIY-Belastungs-Tester gibt?

Viele Grüße
Frank
pragmatiker
Administrator
#2 erstellt: 23. Jan 2021, 17:52
Sowas geht am Besten mit einem seriösen Kennlinienschreiber (z.B. einem gebrauchten Tektronix 576 - max. 1,5[kV], max. 20[A]). Da sieht man dann auch die Kennlinien recht "schön" thermisch weglaufen.

Grüße

Herbert
Uwe_1965
Inventar
#3 erstellt: 23. Jan 2021, 19:21
Sehr interessantes Thema, aber will gar nicht Wissen was so ein Textronik kostet. Hatte mir auch irgendwann mal solche Gedanken gemacht, aber am Ende wieder verworfen.

Gruß Uwe


[Beitrag von Uwe_1965 am 23. Jan 2021, 19:21 bearbeitet]
DB
Inventar
#4 erstellt: 23. Jan 2021, 20:05
Hallo,


Technixxx (Beitrag #1) schrieb:

Kann man einen Transistor mit Belastung testen; ein sog. Belastungstest. Das Thema Fake-Bauteile ist ja bekannt. Leider werden die Fälschungen immer besser und perfekter. Da hab ich mir Gedanken darüber gemacht weil ja bei nicht erkannten Fälschungen man es erst bemerkt wenn die Transistoren bei Belastung im Gerät abrauchen. Gibts da eine Methode genau das zu tun bevor man sie einbaut?

ja, das kann man machen. Es kommt halt darauf an, was genau man testen will. Ich würde Uceo, Ptot, Ic und Beta bei einem bestimmten Ic testen. Dazu braucht man gar nicht mal besonders viel.


MfG
DB
CarlM.
Inventar
#5 erstellt: 23. Jan 2021, 20:09
Für Hobbyisten macht ein professioneller Kennlinienschreiber sicherlich keinen Sinn.

Ich hatte ja auch schon einen ähnlichen Thread begonnen. Inzwischen sehe ich es aber nur noch pragmatisch. Die bisherigen einzigen Lieferanten für Original Sanken- und Toshiba-Transistoren bauen ihre Bestände kontinuierlich ab. Deshalb habe ich in der Vergangenheit immer, wenn ich auf über 50 € Bestellsumme kommen musste in diesen Bereich (und große Elkos) investiert.

Ich denke, dass Ende diesen Jahres diese Quellen versiegt sein werden. Dann gibt es nur noch "Friss oder stirb" ... es wird dann nur noch Nachbauten geben oder Teile aus Schlachtgeräten.
Was nützt mir dann eine aufwändige Messung? Ich hatte es schon einmal geschrieben: ich habe mir einen alten Pioneer A 676 als Testgerät hergerichtet.
Da kann ich bei Bedarf Nachbauten einsetzen und ... see what happens.


[Beitrag von CarlM. am 23. Jan 2021, 20:10 bearbeitet]
Uwe_1965
Inventar
#6 erstellt: 23. Jan 2021, 20:46
Ich wollte es auch nicht ausweiten, ich habe mir eine MX50SE Endstufe hergerichtet und kann die Transistoren am Lastwiderstand bis zum Erbrechen dumididum testen. Wenn sie das aushalten sind sie gut. Das mal zum Pragmatischen

Gruß Uwe


[Beitrag von Uwe_1965 am 23. Jan 2021, 20:49 bearbeitet]
Technixxx
Stammgast
#7 erstellt: 24. Jan 2021, 01:53
Hallo, danke für die Hinweise. Ja, Tektronix dürfte ähnlich teuer sein wie R&S. Ich hatte eher an ein DIY-Vorsatz fürs Oszilloskop gedacht. Bei Elektor gabs mal sowas Anfang der 90er; hab aber nichts konkretes (außer einem Bild) gefunden. Auch im Netz hab ich so einen Vorsatz gefunden; aber nur bis 12v und nur NPN. Ein anderer hat ein Funke Röhrentester oszilloskoptauglich gemacht; allerdings ist das nicht geeignet für Belastungstests. Ich hab ja selbst ein Funke Röhrenprüfer und mir sind daher die Spannungen und Ströme darin bekannt. Es wird zwar mit hohen Spannungen gearbeitet aber nur mit kleinen Strömen.
Die Idee ein Verstärker zu nehmen ist nicht schlecht! Er braucht ja nicht mehr wohnzimmertauglich zu sein; muß nur funktionieren.
Wie Ihr vermutlich schon denken könnt gehts um die in den 80ern häufig verwendeten Pärchen 2SA1301/1302 und 2SC3280/3281. Soweit ich informiert bin hat Toshiba schon vor rund 20 Jahren die Produktion dieser Transistoren eingestellt und trotzdem gibts noch eine Menge davon. Kann mir nicht vorstellen das die alle original sind auch wenn die perfekt original aussehen. Die einzigen die meines Wissens die noch Produzieren ist ISC. Da kann es durchaus sein das die ISC noch "originaler" sind als die vielen Toshibas!

Appropo Kennlinienschreiber; da fällt mir ein dass bei mir in der Werkstatt noch ein ROE-Test liegt. Bin bisher noch nicht dazugekommen den fertig zu stellen. Der soll Kennlinien schreiben können; vielleicht nehme ich mir den mal in nächster Zeit vor!

Gruß Frank
rummsdikabumms
Hat sich gelöscht
#8 erstellt: 24. Jan 2021, 02:18

Uwe_1965 (Beitrag #6) schrieb:
I..habe mir eine MX50SE Endstufe hergerichtet und kann die Transistoren am Lastwiderstand bis zum Erbrechen testen. Wenn sie das aushalten sind sie gut.

Eine rein reelle Widerstandslast ist nicht so herausfordernd wie ein üblicher Lautsprecher, v.A. im Bassbereich.
Hier kommen größere Phasenwinkel (LS und Weichen) und höhere Ströme (tiefe Frequenzen sind dabei dominant) gleichzeitig zur Wirkung, mit der Folge, dass der Transistor weitaus tiefer in den kritischen SOA Bereich getrieben werden kann, als mit rein reellem Lastwiderstand.

Die Challenge kann man aber leicht auf realistische Szenarien erweitern, indem man eine passende Blindlastkomponente hinzufügt. Das Ganze erzeugt einen plausiblen Phasenwinkel von ca 45°.
1. 100Hz Testsignal
2. Für nominell 8 Ohm Systeme einen 5.6 Ohm Widerstand in Serie mit einer Induktivität von 9.0mH als Last verwenden.
3. Für nominell 8 Ohm Systeme einen 2.8 Ohm Widerstand in Serie mit einer Induktivität von 4.5mH als Last verwenden.
Die angegebenen Widerstandswerte müssen den jeweiligen Spulenwiderstand einschließen.

Die ganz Bösen unter uns testen mit fast rein induktiver Last bei noch etwas tieferen Frequenzen (höherer transienter Temperaturanstieg im Transistor), oder mit rein kapazitiver Last, letzteres ggf. dann auch noch bei hohen Frequenzen.


[Beitrag von rummsdikabumms am 24. Jan 2021, 02:58 bearbeitet]
rummsdikabumms
Hat sich gelöscht
#9 erstellt: 24. Jan 2021, 03:08

Technixxx (Beitrag #7) schrieb:
gehts um die in den 80ern häufig verwendeten Pärchen 2SA1301/1302 und 2SC3280/3281. Soweit ich informiert bin hat Toshiba schon vor rund 20 Jahren die Produktion dieser Transistoren eingestellt und trotzdem gibts noch eine Menge davon. Kann mir nicht vorstellen das die alle original sind auch wenn die perfekt original aussehen. Die einzigen die meines Wissens die noch Produzieren ist ISC. Da kann es durchaus sein das die ISC noch "originaler" sind als die vielen Toshibas!


Diese Transistoren werden aktuell noch von ON-Semiconductor (ehemals Motorola) in verschiedenen Gehäusebauformen hergestellt:
MJW1302, NJW1302, MJL1302 etc.
Schau mal nach bei digikey.de oder mouser.de.

Von ISC würde ich die Finger lassen, da stimmt nicht die Hälfte... China-Böller bei ibääh sind genau das, was man von ihnen schon erwartet...
DB
Inventar
#10 erstellt: 24. Jan 2021, 11:01

Technixxx (Beitrag #7) schrieb:
Hallo, danke für die Hinweise. Ja, Tektronix dürfte ähnlich teuer sein wie R&S. Ich hatte eher an ein DIY-Vorsatz fürs Oszilloskop gedacht.

Wenn Du Haltbarkeiten von Transistoren testen willst, dann mach das statisch. Viele Dinge bekommst Du mit Impulsmessunegn nicht raus. Nicht ohne Grund ist der sichere Arbeitsbereich im Impulsbetrieb größer als bei Dauerlast.

Ich verstehe das Problem nicht. Das alles läßt sich ohne einen einzigen Computer bewerkstelligen. Vielleicht reden wir auch aneinander vorbei und Du meinst mit Haltbarkeit etwas ganz anderes. Beschreibe doch mal, auf welche Parameter Du einen Bipolartransistor testen würdest und wie Du dabei vorgehen willst.


MfG
DB
Technixxx
Stammgast
#11 erstellt: 24. Jan 2021, 11:59
Hallo DB, das vermute ich auch. Ich möchte im Prinzip keine Kennlinien erfassen, das braucht man hauptsächlich wenn man gematchte Exemplare haben möchte. Ich meine eine Belastung wie im Realbetrieb im Verstärker. Wenn man die im Verstärker einbaut und so testet ist im Falle eines ablebens meist noch mehr kaputt als der betroffene Transistor. Daher suche ich nach einer einfachen Methode den Transistor im außerhalb des Verstärkers mit den im Datenblatt angegebenen max. Spannung und Strömen und einem Lastwiderstand zu testen. Bei einem 2SA1302 z.B. ist im Datenblatt eine Belastung von max. 200V und 15A angegeben. Der müßte dann doch bei 150V und 10A für eine Weile aushalten. Ich denke so einen Testaufbau müßte man doch mit Kühlkörper Netzteile und Lastwiderstand aufbauen können.

@rummsdikabumms: Digikey und Mouser kenn ich gut, da bestelle ich regelmäßig! Da hab ich mir als Ersatztyp die 2SA1945 und 2SC5200 besorgt. Die hatten noch eine Variante von Fairchild die noch etwas mehr Spannung aushält als die Toshibas. Was ISC betrifft, ja die haben keinen guten Ruf. Mittlerweile sind die aber schon besser geworden. Wenn man nichts mehr anderes bekommt beißt man halt auch mal in den sauren Apfel. Von den beiden Vorstufen Transistoren 2SA1535A und 2SC3944A hab ich mittlerweile alle Panasonic verbaut; die letzten waren von ISC und halten nun schon zwei Jahre durch. Da scheint sich in Sachen Qualität schon etwas getan zu haben. Die ON-Semiconductor sind eine gute Alternative. In einem Technics SU-7700 hab ich für die 2SD388 und 2SB541 die Typen MJ15003/MJ15004 und MJ15024/MJ15025 von ON genommen; läuft prima!

Gruß Frank
DB
Inventar
#12 erstellt: 24. Jan 2021, 12:22
Hallo,

dann solltest Du es auch einfach halten. Ein Kühlkörper, den Du notfalls in einen Eimer voll Wasser versenken kannst, paar Labornetzgeräte, Multimeter und fertig.


MfG
DB
Uwe_1965
Inventar
#13 erstellt: 24. Jan 2021, 12:31

rummsdikabumms (Beitrag #8) schrieb:

Eine rein reelle Widerstandslast ist nicht so herausfordernd wie ein üblicher Lautsprecher, v.A. im Bassbereich.
Hier kommen größere Phasenwinkel (LS und Weichen) und höhere Ströme (tiefe Frequenzen sind dabei dominant) gleichzeitig zur Wirkung, mit der Folge, dass der Transistor weitaus tiefer in den kritischen SOA Bereich getrieben werden kann, als mit rein reellem Lastwiderstand.

Die Challenge kann man aber leicht auf realistische Szenarien erweitern, indem man eine passende Blindlastkomponente hinzufügt. Das Ganze erzeugt einen plausiblen Phasenwinkel von ca 45°.
1. 100Hz Testsignal
2. Für nominell 8 Ohm Systeme einen 5.6 Ohm Widerstand in Serie mit einer Induktivität von 9.0mH als Last verwenden.
3. Für nominell 8 Ohm Systeme einen 2.8 Ohm Widerstand in Serie mit einer Induktivität von 4.5mH als Last verwenden.
Die angegebenen Widerstandswerte müssen den jeweiligen Spulenwiderstand einschließen.

Die ganz Bösen unter uns testen mit fast rein induktiver Last bei noch etwas tieferen Frequenzen (höherer transienter Temperaturanstieg im Transistor), oder mit rein kapazitiver Last, letzteres ggf. dann auch noch bei hohen Frequenzen.


Die Challenge könnte man in der Tat erweitern, Spulen von alten FQWs habe ich hier genug rumfliegen und ja habe natürlich von 10Hz bis 20kHz, mit nem Sinus natürlich nur, hier könnte man auch ein Rechteck Signal nehmen, gibt wohl hier im Forum welche die es mit einem Rechteck machen.
Vielleicht eine kleine Lanze für ISC semi, ich benutze seit Jahren die 2SA1386A/2SC3519A, auch aus neuerer Produktion und da ist mir noch keiner abgeraucht, auch wie auf dem Bild die kleinen2SA1306/2SC3298 haben bisher auch schadlos alles überstanden.

Testendstufe


Das ist mein normaler 8OHm 400W Lastwiderstand

8 Ohm 400W Lastwiderstand

und normalerweise noch das Oszi angeschlossen um zu schauen wann die Sache eventuell klippt

testlauf

das waren dann mal (Einstellung Oszi 10V/Div) 85Vpp an o.g 8Ohmer und jeder hat überlebt


So wie ich die Werbung von ISC verstanden habe, ist es nicht so das sie damit Angeben, das sie Fakes herstellen, sondern Nachbauten, macht für mich schon einen kleinen Unterschied, schlecht wird es erst dann, wenn die Fakehersteller anfangen ISC Transen zu faken

Gruß Uwe


[Beitrag von Uwe_1965 am 24. Jan 2021, 12:44 bearbeitet]
rummsdikabumms
Hat sich gelöscht
#14 erstellt: 24. Jan 2021, 15:08

Technixxx (Beitrag #11) schrieb:
..Daher suche ich nach einer einfachen Methode den Transistor im außerhalb des Verstärkers mit den im Datenblatt angegebenen max. Spannung und Strömen und einem Lastwiderstand zu testen. Bei einem 2SA1302 z.B. ist im Datenblatt eine Belastung von max. 200V und 15A angegeben. Der müßte dann doch bei 150V und 10A für eine Weile aushalten.


Auf keinen Fall. Die Verlustleistung wäre dann 1500W , er würde in deutlich weniger als 1 ms zerstört !


[Beitrag von rummsdikabumms am 24. Jan 2021, 21:44 bearbeitet]
Technixxx
Stammgast
#15 erstellt: 24. Jan 2021, 15:08
Hallo Uwe, das sieht schon ganz nach meinen Vorstellungen aus. Wenig Aufwand um ans Ziel zu kommen. Das mit ISC stimme ich Dir zu! Die waren in der Anfangszeit wirklich nicht gut in Sachen Qualität; habe aber mittlerweile gut aufgeholt. Ich denke das die Halbleiter aus aktueller ISC-Produktion akzeptabel sind. Das die Halbleiter nachbauen hab ich schon bemerkt: Die haben nicht nur aktuelle Sachen, sondern auch bei abgekündigten Transistoren landet man beim suchen meist bei ISC.
Da werde ich mal mein CAD-Programm anwerfen und ein universal Testboard entwerfen was man immer wieder nutzen können sollte. Mal sehen was dabei raus kommt

Gruß Frank
CarlM.
Inventar
#16 erstellt: 24. Jan 2021, 16:34

Technixxx (Beitrag #15) schrieb:
Da werde ich mal mein CAD-Programm anwerfen und ein universal Testboard entwerfen was man immer wieder nutzen können sollte. Mal sehen was dabei raus kommt


... am besten noch mit einem großen Kühlkörper und einer Bohrung, um einen Temperaturfühler fixieren zu können.
Bertl100
Inventar
#17 erstellt: 25. Jan 2021, 13:30
Hallo zusammen,

@technixxx
Schau mal. Hier das SOA Diagramm aus dem Toshiba Datenblatt für den 2SA1302

2SA1302

Das rot markierte ist die manchmal so bezeichnete Schalter-/Transistor-Scheinleistung.
Also das einfache Produkt aus 15A und 200V.
Jetzt sieht man aber, dass die Belastbarkeit davon abhängt, wie lange sie anliegt.
Diese Scheinleistung hält der Transistor jedenfalls keinesfalls aus. Sie ist letztlich nur ein gewissen Maß für die verbaute Chip-Fläche und damit den Einkaufspreis.
Bei den hier schon geschilderten Belastungsfällen landet man an ganz unterschiedlichen Stellen in diesem SOA Diagramm. Und dann wird es relativ schnell schon aufwendig.
Dazu kommt, dass das SOA-Diagramm nur für denn Fall gilt, dass das Gehäuse auf 25°C ist, und im Falle von längeren Verlustleistungen auch dort gehalten wird, was aber in der Praxis so nicht wirklich auftritt.

Gruß
Bernhard
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