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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik altern Transistoren?


Autor: Roland (Gast)
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Hallo,

ich hab hier einen BD135, den ich eine Zeit lang In einer Schaltung als 
Treiber für einen 2N3055 benutzt hatte und die jetzt nicht mehr richtig 
funktioniert hatte. Ich hab ihn ausgelötet und mit dem Transistortester 
meines Multimeters die Stromverstärkung gemessen. Dabei zeigt sich 
folgendes Verhalten: der Wert steigt in 5s auf etwa 45 an und fällt dann 
inherhalb der nächsten ca 2min kontinuierlich ab bis auf einen Wert von 
etwa 20. Klar, der Transistor ist hin (bei einem neuen messe ich 
h_FE=165).
Aber wie kommt das? Kann das eine Folge von kurzzeitiger Überlast sein, 
oder ist das gar eine Art Alterungsprozess, den man einkalkulieren muss?

Gruß, Roland

Autor: Jens G. (jensig)
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>Aber wie kommt das? Kann das eine Folge von kurzzeitiger Überlast sein,
ja
>oder ist das gar eine Art Alterungsprozess, den man einkalkulieren muss?
auch ja. Allerdings nur bei permanent hoher (nicht unbedingt zu hoher) 
Last/Temperatur.

Autor: Roland (Gast)
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Jens G. schrieb:
>>oder ist das gar eine Art Alterungsprozess, den man einkalkulieren muss?
> auch ja. Allerdings nur bei permanent hoher (nicht unbedingt zu hoher)
> Last/Temperatur.

Ja, das könnte hier der Fall gewesen sein. Der BD135 war vielleicht 
etwas knapp dimensioniert.

Danke für die schnelle Antwort,
Roland

Autor: Michael K-punkt (charles_b)
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Würde mich auch interessieren. Manch ein Audio-Freak empfiehlt, die 
Brückengleichrichter auszuwechseln..... DIE sollten doch wenigsten 
richtig dimensioniert sein, oder?

Autor: Andi ... (xaos)
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Roland schrieb:
> Aber wie kommt das? Kann das eine Folge von kurzzeitiger Überlast sein,
> oder ist das gar eine Art Alterungsprozess, den man einkalkulieren muss?

wird mit großer wahrscheinlichkeit an einer überlastung/übertemperatur 
oder falscher dimensionierung der schaltung liegen - alterungseffekte 
treten wenn erst nach sehr langer zeit auf

Autor: Paul Baumann (Gast)
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Das kann schon mal passieren. Ich hatte mal einen Stereo-Verstärker 
hier,
dessen Kanäle ungleich waren. Ursache war ein BC547, der auch seinen
Stromverstärkungsfaktor willkürlich änderte. Überlastet wurde er nicht,
denn er führte in der Vorstufe mit der vorgefundenen Dimensionierung
der Widerstände zur Arbeitspunkteinstellung eigentlich ein ruhiges 
Leben.

MfG Paul

Autor: Dirk (Gast)
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Hallo,
ist ja interessant das sich das auf der beschriebenen Art auswirken 
kann.
Was passiert eigentlich im Transistor bei einer solchen "alterung" bzw. 
starken Belastung, außer das dieser sich erwärmt ?

Wird die stärke der Dotierung verändert ?
 Entsehen irgendwelche Effekte an den Übergang Bonddraht zum Halbleiter, 
evtl Kontatierungprobleme zum Halbleiter ?
Wie kann die sich verändernde Stromverstärkung die Roland festgestellt 
hat zustande gekommen sein (Vorgang innerhalb des Transistors) ?

MFG
   Dirk

Autor: oszi40 (Gast)
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1.Evtl. Kristall leicht angeschmolzen und Dotierung etwas diffundiert??
2.Kontaktprobleme durch Wärme-Ausdehnung?
3.allgemeines Rauschproblem?

Es gab Si-Transitoren, die 2 "gesunde Diodenstecken" haben und trotzdem 
trotzdem Ärger machen, den man erst späääter mit dem Komponententester 
durch komische, wacklige Winkel erkennt.

Bei Ge-Transitoren verringert sich gelegentlich die Stromverstärkung im 
Alter.

Autor: Joe (Gast)
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Schuld ist der Transistortester.

Die interne Batterie wird belastet und deren Spannung sinkt langsam.

Das wars.

Eine Messschaltung mit stabiler Spannungsversorgung liefert auch ein 
stabiles Ergebnis.

Joe

Autor: Roland (Gast)
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Joe schrieb:
> Schuld ist der Transistortester.
>
> Die interne Batterie wird belastet und deren Spannung sinkt langsam.

Also bei einem neuen Transistor (BD135) bleibt der gemessene Wert 
konstant (ca. 165). Ich denk mein Transistortester ist soweit i.O., 
Batterie ist frisch.
Und die beschriebene Schwankung der Stromverstärkung mit dem 
angeschmorten Transistor lässt sich jederzeit reproduzieren!



Roland

Autor: Andreas K. (derandi)
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Vielleicht mal ein bisschen Hühnerfutter ans Netzgerät hängen und 
künstlich bei 170°C Gehäusetemperatur altern?

Autor: mhh (Gast)
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Roland schrieb:
> Und die beschriebene Schwankung der Stromverstärkung mit dem
> angeschmorten Transistor lässt sich jederzeit reproduzieren!

Die Schwankungen könnten an der Undichtheit (durch die Überlastung, 
unterschiedliche Ausdehnung der Materialen) des Gehäuses liegen, wodurch 
Luftfeuchtigkeit an den Chip gelangt.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Ja selbstverständlich altern Halbleiter. Vom Herumliegen im Bauteillager 
aber eher so gut wie gar nicht merklich.

Ein wichtiger Parameter ist der Beschleunigungsfaktor F, er steigt mit 
der Temperatur stark exponentiell.

Ich hatte als Student oft ausgediente Elektroniken vom Schrott seziert. 
Das ist mal was ganz anderes, als die üblichen theoretischen 
Studieninhalte. Darunter waren Festspannungsregler z.B. 7815, die 
bereits Abweichungen um 20% von der Nominalspannung hatten. Sie hatten 
auch sichtbare Erhitzungsspuren von vielleicht 5-10 Jahren 
Betriebsdauer.

Einen dauerüberlasteten Leistungstransistor sah ich bisher aber nicht. 
Man müßte ihn wohl jahrelang an der Temperaturgrenze betreiben.

Kurzzeitige Überlast außerhalb der SOAR wird aber auch tödlich sein.

Autor: bogomips (Gast)
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Die Fremdatome, die in das Silizium dotiert wurden, wandern umher. Das 
ist ein ganz normaler Diffusionsprozess, der ständig stattfindet. Die 
Geschwindigkeit des Prozesses hängt von der Temperatur ab.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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bogomips schrieb:

>Die Fremdatome, die in das Silizium dotiert
>wurden, wandern umher. Das ist ein ganz
>normaler Diffusionsprozess, der ständig
>stattfindet. Die Geschwindigkeit des
>Prozesses hängt von der Temperatur ab.

Richtig. Und unter Spannung und hoher Temperatur, entmischt sich das 
dotierte Kristallgefüge auch, bzw. versucht, eine homogene 
Materialmischung anzustreben. Dann hat man irgendwann eben nur noch 
Schrott.

Zur Diffusion hatte ich einen Versuch in Physik. Der zielte aber auch 
speziell auf E-Techniker und die Halbleiterphysik ab. Wenn man einen 
Kupferring über einen Messingring stülpt, und beide einer bestimmten 
Temperatur aussetzt, so sind am Ende beide Ringe miteinander 
verschweißt, und haben an jeder Stelle die gleiche 
Materialzusammensetzung. Festkörperdiffusion. Wobei ich das nur als 
FH-Student mitnahm, und keinesfalls Materialforscher bin.

Autor: gnurfderzwerg (Gast)
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bei alten Ge-Trnsistoren war bekannt, dass sie im Laufe der Zeit 
Feuchtigkeit aus der Luft ziehen und das war deren Tod. Ich habe bei 
Leds beobachtet, die lange im Einsatz waren, dass deren Leuchtkraft mit 
der Zeit abnimmt und die Kennlinie ganz schön schräg aussah. vllt. ist 
ja der Übergang vom Beinchen zum Bonddraht korrodiert.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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gnurfderzwerg schrieb:

>bei alten Ge-Trnsistoren war bekannt, dass sie
>im Laufe der Zeit Feuchtigkeit aus der Luft
>ziehen und das war deren Tod.

OK, nicht alle befanden sich im hermetisch dichten Gehäuse.

Ich besitze selbst noch eine Handvoll Ge-Transistoren. Original aus 
alten Geräten der 1950-er Jahre ausgeschlachtet. Durch 30 Jahre 
Liegezeit funktionieren die ältesten Exemplare gar nicht mehr, haben 
Kurzschluß der CE-Strecke o.ä.. Bei Ge war es nicht möglich, ähnlich wie 
bei Si eine Passivierungsschutzschicht wie Siliziumdioxid aufzubringen. 
Das war ein echter Nachteil.

Selbstverständlich diffundiert an ungeschützten Grenzzonen auch 
allerhand Schmutz ein. Und homöopathisch wenig reicht schon für den 
Totalausfall.

Meine paar Leistungstransistoren ASZ18 tun es aber noch wie am ersten 
Tag, haben auch eine solide Metallkapselung und exakt die Abmessungen 
eines 2N3055. Die liefen schon 20 Jahre in soliden 
Langlebensdauer-Postnetzteilen, und sind gerade erst gut eingefahren.

Das ist bei mir Museumszeugs, vermutlich auch nicht mal 10€ wert, wird 
höchstens noch mal für ein paar Messungen verwendet. ;-)


gnurfderzwerg schrieb:

>vllt. ist ja der Übergang vom Beinchen zum
>Bonddraht korrodiert.

Nee, das sind eher physikalische Vorgänge im Halbleiter. Denn die 
Halbwertszeit der Leuchtkraft ist durch die reine Betriebsdauer 
spezifiziert, nicht durch Liegezeiten im Lager.

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Denn die
> Halbwertszeit der Leuchtkraft ist durch die reine Betriebsdauer
> spezifiziert,

Und die Betriebsumstände, wie Strom und Temperatur.

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