Ein Frage zu Transistoren

Broesel02 (Beitrag #1) schrieb:

Der hFe Wert soll bei dem NPN und dem NPN Typ zwischen 60 und 120 liegen.

Hallo Richard,
besitzt Du das Originaldatenblatt? Im Datenblatt des Nachbaus von JMnic finde ich für hFE-Klasse "P" 90-180 (Ic: -2A).

Carl

Dieses hier:



Der PNP Typ hat den gleichen hFe Wert angegeben

Okay. Das Service Manual verlangt mindestens hFE-Klasse "Q" 80 - 120 (oder "P" 90-180).
Die Transistoren auf den Photos haben aber alle hFE Klasse "P".
Da wären alle Transistoren mit hFE < 50 auf jeden Fall soweit außerhalb der Solllwerte, dass sie ersetzt werden sollten.

Was mich insgesamt entwas nachdenklich macht ist (und weshalb ich das Originaldatenblatt sehen wollte), dass ich keine Vergleichstypen gefunden habe, die bei ansonsten ähnlichen Werten derart hohe Werte für hFE und ft aufweisen.

Interessante Frage(n). Ich bin deshalb auch auf die Antworten der Profis gespannt.

Hallo Carl,
ja, das treibt mich schon länger um. Kenwood hat bei dem KA907, der L-07 II Serie und bei vielen anderen Geräten aus der Zeit Leistungstransitoren mit hFe werten um 100 und sehr hohen Grenzfrequenzen (fT) eingesetzt. Bisher war ich guter Dinge das die TO3 Transistoren kaum altern. Aber inzwischen kommen mir da erhebliche Zweifel.
Ich befürchte das die Verstärker die auf diese Transistoren angewiesen sind, und das ist ja nicht nur Kenwood sondern auch viele ander Schätze, demnächst nicht mehr zu reparieren sind. Weil die Endtreiber einfach aufgeben.So wie wir das schon von den TO-92 Typen kennen

Ich habe vor kurzer Zeit noch einen gößeren Posten NOS TO3 2SC2493 und 2SA1068 von Sanken kaufen können. Die erfüllen diese Anforderungen auch und sind noch nicht aus der Spezifikation gedriftet. Der hFe Wert ist etwas geringer und die Gernzfrequenz ist etwas höher. Die sind auch im hFe Wert untereinander in etwa alle gleich. Die Kenwood Geräte haben genug Leerlaufverstärkung, Wenn man da Endtreiber mit einem hFe Wert von 70 bis 100 einsetzt geht das sehr gut. Nur schnell genug müssen sie sein, sonst kommt es sofort zum GAU.

Richard

Die ECA Vergleichstabelle von 2001 nennt als Vergleichstypen für den 2SC2489 bei 150V/10A/120W/50MHz 2SC2837, 2SD551, 2SD733 und 2SD1047 mit Hinweis auf weitere.
Bei welchem Kollektorstrom wurde die Stromverstärkung gemessen?

In 2001 gab es die meisten dieser Transistoren noch vom Hersteller zu kaufen. Heute leider nicht mehr.
Eine Vergleichstabelle die über 20 Jahre alt ist hilft da nicht mehr wirklich weiter. Das beantwortet meine Frage auch nicht. Was es noch gibt sind erheblich langsamere Transistortypen die in diesen Geräten nicht ohne Veränderung der Schaltung funktionieren. Und über Nachbauten die von Little Diode, Kessler oder wem auch immer vertrieben werden brauchen wir hier für eine seriöse Reparatur nicht reden.

Der Kollektorstrom ist hier eigentlich unwichtig. Das Verhältnis der hFe Werte zueinander bei gleichem Kollektorstrom ist ja das Problem. Ich habe alle Transistoren mit dem gleichen Strom gemessen. Aber hier gern der Graph für das NPN Schlusslicht aus der Tabelle:



die gleiche Messung mit dem Typ der ein hFe von 100 anzeigt:



Richard

Messungen an Leistungstransistoren mit so kleinen Strömen haben wenig Aussagekraft. Aus genau diesem Grund werden in Spezifikationen auch Kollektorströme von 1A und mehr genannt.

Um beim hiesigen Beispiel des 2SC2489 zu bleiben werden zwei hfe-Werte für Ic=2A und 10A aufgeführt.
Der Verlauf von hfe über Ic wird überhaupt erst ab 100mA dargestellt. Das hfe Maximum wird bei ca 4A erreicht:


Deine Messungen im Kleinstrombereich zeigen für beide Fälle einen ausgeprägten hfe Verlust. Im oberen Bereich gewinnt der schlechtere Transistor aber noch relativ stark (d_hfe/dIc ca 1.8/mA), während der bessere bereits langsam sättigt (d_hfe/dIc ca. 1/mA). Auch wenn der schlechtere Transistor sicher nicht mehr den besseren "einholt" sollte die Messung für brauchbare Aussagen bei mindestens 1A wiederholt werden.
Was man aber wohl sagen kann ist, dass sich der schlechte Transistor im Kleinsignalbereich des betrachteten Verstärkers mehr oder weniger ausklinken wird und erst mal seinen Kollegen die Arbeit machen lässt. Wahrscheinlich sind auch die Eingangskennlinien unterschiedlich, was diese Angelegenheit verschlechtern wird, ggf.. inkl. Ruhestromaufteilung.

Ich würde mir die Stromverstärkung auch bei deutlich höheren Ic (ca. 5A) anschauen.


MfG
DB

10mA
Das sind Leistungstransistoren, da braucht es einen Kennlinienschreiber, der entsprechende Ströme liefern kann oder man baut sich z.B. mit nem ausreichend leistungsfähigen (Labor-)netzteil eine Prüfschaltung.

Das Ganzmetall-Gehäuse TO-3 ist in der Herstellung relativ teuer.
Als Nachfolge wurden die Gehäuse TO-218 und TO-247 entwickelt. Die sind mechanisch in vielen Fällen kompatibel mit den TO-3-Löchern, wenn man die zwei äußeren Anschlussbeine um 90° biegt.

Übrigens: Die Stromverstärkung muss man bei relativ hohem Strom und mit kurzen Impulsen messen. Denn wenn das Kristall warm wird, steigt die Stromverstärkung und verfälscht das Messergebnis.

Also erst mal zurück zum Thema:

Richard, da hast eine für uns hier elementar wichtige Erkenntnis gewonnen:

Wir können ernsthaft davon ausgehen, dass einige Klassiker nie wieder so niedrige Verzerrungswerte haben werden, wie im Originalzustand.
Es sei denn, wie tauschen die teuren Leistungstransistoren aus, obwohl sie im Prinzip noch funktionieren.

Danke auch für Deine Messwerte, wie man mit etwas Erfahrung vielleicht feststellt, sind diese mit einem verlässlichen Transistor-Tester ausgeführt. Das sind endlich mal Werte aus der Praxis, im relevanten Strombereich, die das Problem belegen.

Das Herumreiten auf andere Messverfahren in 40 Jahre alte Datenblattättern führt hier nicht zur Beantwortung der Frage, die Richard zu recht oben gestellt hat. Beabsichtigter Anwendungszweck der Transistoren war damals: "Test Equipment, Industrial Applications". In diesem Anwendungsfeld konnte man erfreulicherweise tatsächlich noch jahrelang solche Transistoren ausbauen und als NOS abschöpfen.
Hier geht es jetzt um eine praktische Frage mit Relevanz für die Überholung von High End Audio Klassikern (typischerweise TOTL Geräte).


Das Problem ist:
Die Stromverstärkung (hFE-Wert) mancher hochwertigen Transistortypen degradiert über die Jahrzehnte massiv.
Wie sollten wir in solchen Fällen vorgehen, wenn die positive Halbwelle bei Leistungstransistoren nur noch geringfügig verstärkt, die negative Halbwelle aber schon?
Es braucht nicht viel Vorstellungsgabe, um zu erkennen, dass wir höhere THD haben werden, und zwar von der unangenehmen Art, weil asymmetrisch.


Die von Richard genannten TO3 Transistoren sind in den Top-of-the-Line High-End-Verstärkern Ende der 1970er Jahre verbaut worden, unter anderem
-- Kenwood KA-907
-- Sansui AU-X1, AU-919, etc.
-- wahrscheinlich auch große Technics Endstufen, da die Typen ursprünglich von Mutterkonzern Matsushita entwickelt und hergestellt wurden.


Im Einsatz waren hier Typen mit hFE-Ranking "P", also relativ hoher Stromverstärkung:



Sie ermöglichen durch hohe Geschwindigkeit (fT = 50MHz) und gleichzeitig hohe Stromtragfähigkeit und Verlustleistung das Design von Verstärkern mit extrem niedrigen Verzerrungen.

Tragischerweise sind diese Typen von den Herstellern abgekündigt und faktisch nur noch als NOS erhältlich. Die Wahrscheinlichkeit, heutzutage noch einen non-Fake NOS zu erwerben geht gegen Null.
Das gilt mittlerweile weitgehend auch für die entsprechenden Ersatztypen in TO3P Plastikgehäuse.

Richards Frage finde ich berechtigt.

- Johannes

Poetry2me (Beitrag #12) schrieb:

"Hurra hurra hurra...." Danke auch für Deine Messwerte, wie man mit etwas Erfahrung vielleicht feststellt, sind diese mit einem verlässlichen Transistor-Tester ausgeführt. Das sind endlich mal Werte aus der Praxis, im relevanten Strombereich, die das Problem belegen.

Egal wie "verlässlich" der Tester sein mag (Marke, Spezifikationen..???), man muss ihn trotzdem erst einmal richtig anwenden. Mit einer Briefwaage werden ja auch keine Kartoffelsäcke gewogen. Und genau deswegen sind die gezeigten Messwerte weder "relevant" noch "aus der Praxis", sie sind bestenfalls indikativ. Ich verstehe auch nicht das Problem: Kann dieser Tester etwa keinen ausreichen hohen Strom von wenigstens 1A abgeben ?

Das Herumreiten auf andere Messverfahren in 40 Jahre alte Datenblattättern führt hier nicht zur Beantwortung der Frage, die Richard zu recht oben gestellt hat.

Glatter Unsinn. Was hat denn das Alter der Datenblätter mit der berechtigen Kritik am Vorgehen zu tun? Um "Richards große Frage" überhaupt sinnvoll beantworten zu können, sollte man erst einmal vernüftige, bzw. wirklich relevante Daten erheben. Und bereits da scheitert das Vorhaben bisher.

..."Test Equipment, Industrial Applications". In diesem Anwendungsfeld konnte man erfreulicherweise tatsächlich noch jahrelang solche Transistoren ausbauen und als NOS abschöpfen.

Ehrliche Leute nennen so ein Vorgehen Recycling, nicht NOS, außer ibäh - Betrüger und Konsorten.

Die Stromverstärkung (hFE-Wert) mancher hochwertigen Transistortypen degradiert über die Jahrzehnte massiv. Wie sollten wir in solchen Fällen vorgehen, wenn die positive Halbwelle bei Leistungstransistoren nur noch geringfügig verstärkt, die negative Halbwelle aber schon?

Das ist doch offensichtlich: Falls hfe tatsächlich so weit abnimmt (ein korrekter Nachweis steht hier noch aus) ist der Transistor als beschädigt bzw. defekt einzuordnen.
Ab diesem Punkt hilft auch kein umständliches Herumgeeier mehr. Entweder schmeißt man die ganze Kiste weg, oder besorgt sich passende Ersatzteile. Weil Originalteile dieser Oldtimer leider kaum oder gar nicht mehr erhältlich sind läuft das eben öfters auf Austauschtypen hinaus, ggf. sogar mit anderen Gehäusen.
Wenn man bereit ist schon so weit zu gehen, sollte man auch eine Überprüfung/Klassifizierung der neuen Leistungs-Transistoren ins Auge fassen, aber bitte nicht mit solchen Fummelströmchen wie hier gezeigt.

..Tragischerweise sind diese Typen von den Herstellern abgekündigt und faktisch nur noch als NOS erhältlich. Die Wahrscheinlichkeit, heutzutage noch einen non-Fake NOS zu erwerben geht gegen Null. Das gilt mittlerweile weitgehend auch für die entsprechenden Ersatztypen in TO3P Plastikgehäuse.

Der erste Teil der Aussage stimmt, der zweite nur wenn man bei unseriösen Händlern bezieht.

Hi,

Poetry2me (Beitrag #12) schrieb:

... Es braucht nicht viel Vorstellungsgabe, um zu erkennen, dass wir höhere THD haben werden, und zwar von der unangenehmen Art, weil asymmetrisch. ...

Üblicherweise wird es genau andersrum gesehen (!):
unsymmetrisch = die geradzahligen K2, K4 .... = die "guten"

Gruss,
Michael