NPN Transitor authentisch zerstören

Ich rate dir dringend für die Schule an deiner Rechtschreibung zu 
arbeiten, sonst bringt die beste Ausarbeitung nichts.


Knut

Ein an einen Mikrocontroller angeschlossener NPN Transistor
wie 2N2222A geht nicht kaputt, wenn er nur eine Konstantstromquelle von 
12mA schalten muß.

Der realistische Schaden ist höchstens, daß er von der Leiterplatte 
fällt, weil Kinder das Plastikgehäuse des Geräts zertreten.


Selbst ein Defekt der Konstantstromquelle, wenn die also plötzlich 
beliebig viel Strom liefert, z.B. wie ein Bleiakku oder eine 500A 
Stromquelle, würde den Transistor nicht zerstören, da der Basisstrom 
wohl durch den passenden Vorwiderstand auf 2mA begrenzt ist. Das 
fliessen dann je nach Stromverstärkung des Transistors 200mA 
Kollektorstrom und er schnürt höheren Strom von selbst ab. Selbst bei 
800mA und somit wohl 1.2 Watt Verlustleitung muß nichts passieren, er 
wird heiss, eventuell lötet er sich selbst aus, aber sofort platzen muß 
er dabei noch lange nicht.

Sieht also schlecht aus mit der Erklärung warum der Transistor kaputt 
sein sollte.

Das Problem bei der Zerstörung ist ja, daß selbst bei gleicher 
Ausgangsbehandlung der Schaden jedesmal anders ist. Ein gleicher Schaden 
ist kaum reproduzierbar. Wie Autos, die ineinander krachen, auch 
jedesmal völlig anders aussehen.

Für eine erste Herangehensweise würde ich den Transistor erst mal ein 
paar Minuten mit ein paar °C Übertemperatur bei z.B. 230°C im Backofen 
grillen. Er altert dann ziemlich schnell, diffundiert etwas aus. Und muß 
dann nicht ganz defekt sein, sondern ein wenig. Aber im Backofen, nicht 
mit der eigenen Verlustleistung. Da kann man sich schrittweise an die 
Materie annähern, und schauen, was konkret passiert. Für einen Schüler 
finde ich das aber schon ein wenig schräg, mangels detaillierter 
Kenntnisse über Halbleiter. Ein Tütchen mit 10 oder 100 gleichen 
Versuchsobjekten wäre auch nicht schlecht, das ist gar nicht so teuer.

Das Problem bei Überlastung ist, daß der Halbleiterkristall jedes mal 
auf andere Weise zerstört wird, eine andere Kristallstörung bekommt. Mal 
wird er völlig nichtleitend, und mal bekommt er Kurzschlüsse. Das kann 
man nicht vorherbestimmen.

Ein Transistor ist nach 230GradC noch vollkommen in Ordnung,
schliesslich wird er mit eher höherer Temperatur eingelötet.

wer stellt denn SOLCHE aufgaben?
du hast doch wohl nicht wirklich nur die beschreibung erhalten: "mach 
mal nen npn transistor kaputt und schaue ob er dann noch geht"

Ich hätte noch ne Idee:

Nimm einen Leistungstransistor (z.B. 2N3055) und säge das Gehäuse 
vorsichtig auf damit Du freie Sicht auf den Planar-Transistor hast. Dann 
betreibe die Emiter- Basis (oder Kollector-Basis Diode, ausprobieren 
welche) in Sperrichtung. Erhöhe langsam die Sperrspannung, bis ein Strom 
zu fliessen beginnt (=>Durchbruch). Dabei wird der der Planar-Transitor 
bläulich leuchten und wird dabei sehr heiss, bzw. stirbt bald am 
Hitzetod!

MaWin schrieb:
> Ein Transistor ist nach 230GradC noch vollkommen in Ordnung,
> schliesslich wird er mit eher höherer Temperatur eingelötet.

Aber nur etwa 10 Sekunden. Ich habe ja auch funktionierende Dioden z.B. 
1N4007 oder 1N4148, die sich in einer überbeanspruchten Testschaltung 
mehrmals selbst auslöteten.

MaWin, ansonsten hast du Recht. Vermutlich müßte der Backofen 3 Monate 
ununterbrochen an bleiben, bis man was relevantes messen kann. Ich 
schrieb aber hier im Forum schon öfter, daß ich mal z.B. 
Festspannungsregler analysierte, die vermutlich jahrelang bei 150°C oder 
mehr liefen, und weit aus der Bausteintoleranz heraus drifteten...

Michael K-punkt schrieb:
> Was ist mit dem Anlegen von Netzspannung jeweils paarweise an BC, BE und
> CE?
>
> Überlebt das die Nudel?

Im Prinzip ist das dann wie ein nicht bestückter Transistor. Die 
Messungen an der Schaltung sollten sich dann relativ einfach gestalten.

Aus eigenen Beobachtungen habe ich, daß Transistoren bei geringeren 
Überlastungen schon mal eher Kurzschlüsse bilden. Bei sehr brutalen 
Überlastungen hochohmig werden. Aber wie schon gesagt, es gibt da 
statistische Verteilungen, was im Kristall passiert. Notfalls schmilzt 
der Bonddraht ab.

"Der Transistor überlebt das ganz sicher nicht."

Sicherung und Schueler evtl auch nicht :).

Die Kombination ist schon eher realistisch: Normal betreiben und dabei 
an hitzefestem Draht (Silikon oder blank) in den Ofen (an 
Luesterklemmeneinsaetzen. Lot kann schmelzen. Backofen, nicht 
Mikrowellenofen! :)

Oder: Mal richtig mit Statik maltraetieren (Teppichstuecke oder 
Klamotten finden an denen man so richtig eine gezockt kriegt, ordentlich 
reiben und durch den Transistor entladen. Styropor taugt da auch zu. Das 
sollte auch Bipolartransistoren klein kriegen).

Oder: Einige mA eine Zeit lang rueckwaerts durch die BE-Strecke jagen.

Daniel Ff schrieb:

> Und noch viel spaß beim aufregen über meinem murks, ich werde berichten
> die die prüfung gelaufen ist :-)

Nein darüber regt sich niemand auf. Fachmännisch würde ich den 
Transistor in einer geeigneten Schaltung betreiben, wo er 150 oder 200% 
der erlaubten Leistung bekäme. Ob es ein zu hoher Strom wäre, oder eine 
zu hohe Spannung. Irgendwann gibt er da wohl den Geist auf.

Ich killte schon mal 2N3055 an einem 1kW starken 24V-Netzteil. Zu 
Testzwecken. Früher als Azubi 1975, wurde mir der 2N3055 mal als 
unverwüstlicher Experimentiertransistor empfohlen. Das war gut so. Mit 
normaler Elektronik und kleinen Trafos bekommt man den nicht kaputt. 
Fast egal, was man da falsch machen kann. Die Dinger sind ja 
normalerweise recht unverwüstlich. Aber die kennen Onkel Wilhelm noch 
nicht (der manchmal zerstörungswütig ist, und weiß, wie es geht). Und 
ich meine, es war noch nicht mal mit dem Maximalstrom. Aber über der 
Maximalleistung, irgendwas weit über den typischen 115W. An einem 
gigantischen Alu-Kühlkörper, so groß wie ein Fernsehapparat, der 3kW 
Leistung ab kann, der blieb eiskalt. Irgendwann wurde er dann einfach 
hochohmig, nichtleitend. Der Kristall wird dann doch glühend heiß, da 
die Wärmeabfuhrkette Junction zu Gehäuse, Gehäuse zu Kühlkörper, ja auch 
nur begrenzt leistungsfähig ist.

Oder: Schalte ein Relais, eine Schrittmotorspule oder einen 
Elektromagneten mit dem Transistor an und aus. Ohne Freilaufdiode. 
Vorsicht, wenn Du beim abschalten an die blanken Spulenanschluesse 
langst kannst Du je nach Spule sehr spuerbar eine geklingelt kriegen! 
Deshalb so einen Versuchsaufbau nicht in Mitschuelerhaende geben, manche 
Lehrer koennten es gar nicht witzig finden wenn jemand in ihrer Klasse 
einen Stromschlag kassiert.

...und die Kuehe fallen um.

Bau etwas ein, was die gleiche Gehäuseform hat. Es gibt doch genug 
Transis mit anderer PIN-Belegung oder anderer wie 74L05.
Da hat man nicht mal absolute Kurzschlüsse.

Warum schließt du nicht einen  der Kondensatoren kurz? Die Dinger gehen 
schonmal eher kaputt als der Transistor, durch alterung etc.. Musst dann 
nur noch wissen was mach die Kapa. und welcehn Fehler produziert der 
Kondi.

Daniel Ff schrieb:
> defekten transsistor messen
Such Dir aus der Bastelkiste einen Transistor, der fast keine 
Stromverstärkung hat und löte in dort ein wo hoher h21e gebarucht wird.

Daniel Ff schrieb:
> Ne so ein beschreibung gibt es nicht...
> ich mach die abschlußprüfnug zum informationselektroniler und bei der
> prüfung sollen wir ein gerät anschleppen mit einen schaden in der
> analogen elektronik, da sollen wir dann beschreiben wie wir gemessen hab
> um das teil zu finden welches defekt ist,

Früher gab es mal sog. Worstcase-Transistoren von den Herstellern.
Das sind Transistoren, die gerade noch die von den Herstellern
im Datenblatt angegebenen Grenzwerte einhalten. Wo man so etwas
heute noch bekommt, weiss ich aber auch nicht.
Interessante Alternative: Einen Transistor mit vertauschtem
Emitter und Kollektor einbauen. Er funktioniert dann zwar noch,
hat aber eine äusserst kleine Stromverstärkung. Das könnte in
vielen Schaltungen zur Nichtfunktion führen.
Gruss
arald

Oder schiebe einfach Iso-Schlauch über die Anschlüsse und trenne ein 
Bein auf. Von außen sieht das keiner.
Das wurde früher von Telefonfritzen gemacht, um interne Telefone 
illegalerweise als Ferntelefone zu schalten.
Es gibt auch Sicherungen, die wie Plasttransistoren mit zwei Beinen 
aussehen.
Sieht ganz echt aus, wenn man noch ein Mittelbein ranoperiert.
Und einen TL431 im SOT54 als Transi macht sich bestimmt auch gut.

Daniel Ff schrieb:
> ich muß die schaltung irgendwie mit eine
> defekten transsistor messen

Man schaue in diesem Handbuch
MIL-HDBK-338B_ELECTRONIC RELIABILITY DESIGN HANDBOOK

die Fehlerverteilung für Transistoren an, dort steht, dass wenn der 
Transistor ausfällt, er zu 73% mit Kurzschluss und zu 27% mit offener 
Verbindung ausfällt.
Also lass dir einen Kurzschluss einlöten (C-E, C-B oder B-E).

GB schrieb:
> lass dir einen Kurzschluss einlöten

Null Ohm hatten kaputte Transtoren höchste selten! Meist waren sie auf 
einer Strecke ziemlich leitend und bei höherem Strom brannte dann die 
dünnste Stelle weg, weshalb einige hochohmig wurden oder der Deckel sich 
öffnete.

Seltener und bösartiger waren Fälle mit verschwundener Stromverstärkung 
oder seltsamen Rauschen, die man kaum mit dem Multimeter (ohne Auslöten) 
zu lokalisieren waren.