Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungstransistor bei geringer Verlustleistung zerstört


von Katastrophenelektriker (Gast)


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Ich habe vor Kurzem mal ein kleines Experiment gemacht:

Ein TIP36C-Leistungstransistor (bis 125 W belastbar) wurde mit 
Wärmeleitpaste an einen leistungsfähigen Kühler (für Athlon64) montiert. 
Er wurde mit ca. 22 V und 2,5 A "beheizt". Der sollte die Leistung 
dauerhaft ohne Schäden abführen können. Doch nach einiger Zeit 
(Minuten), "klack" war die C-E-Strecke niederohmig.

Die Basis wurde über einen Widerstand zum Collector angesteuert.

Warum geht ein Transistor so schnell kaputt? Er wurde ja eigentlich 
nicht überlastet oder überhitzte!?

: Verschoben durch User
von M. K. (sylaina)


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Katastrophenelektriker schrieb:
> Ich habe vor Kurzem mal ein kleines Experiment gemacht:
>
> Ein TIP36C-Leistungstransistor (bis 125 W belastbar) wurde mit
> Wärmeleitpaste an einen leistungsfähigen Kühler (für Athlon64) montiert.
> Er wurde mit ca. 22 V und 2,5 A "beheizt". Der sollte die Leistung
> dauerhaft ohne Schäden abführen können. Doch nach einiger Zeit
> (Minuten), "klack" war die C-E-Strecke niederohmig.
>
> Die Basis wurde über einen Widerstand zum Collector angesteuert.
>
> Warum geht ein Transistor so schnell kaputt? Er wurde ja eigentlich
> nicht überlastet oder überhitzte!?

Sicher, dass du nicht überlastet hast? Dazu musst du dir den 
Temperaturverlauf anschaun, die 125 W gelten nämlich nur wenn man das 
Gehäuse auch auf 25 °C hält. Wird der aber warm schmelzen dir die 125 W 
weg wie Eis in der Mittagssonne der Sahara. Wird das Gehäuse 100°C heiß 
kannste nur noch 50 W verbrennen. ;)

von Nico (nico123)


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Hast Du das Power Derating beachtet?
Wie heiß wurde denn der Transistor/Kühlkörper?

von karadur (Gast)


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Hallo

wie hast du denn den Strom begrenzt? Nur mit Widerstand an der Basis 
steigt der Strom mit der Temperatur.

von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Also die FETs (bei Bipolaren habe ich kaum Erfahrung) kannst du oft bis 
über 175°C Die-Temperatur betreiben. Da sollte solch ein Kühlkörper 
ausreichen bei 55W. Hast du denn den Strom auch im Verlauf des Versuchs 
gemessen? Der Verstärkungsfaktor íst temperaturabhängig.

von Katastrophenelektriker (Gast)


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Der Strom wurde auch durch das Labornetzteil begrenzt. Der Kühlkörper 
war noch nicht sehr heiß, eher Handwarm.

Es kam auch nicht zum langsamen Stromanstieg oder Intrinsicleitung. Der 
Strom blieb erst konstant und dann -- "klack", Kurzschluss

von M. K. (sylaina)


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Katastrophenelektriker schrieb:
> Der Kühlkörper
> war noch nicht sehr heiß, eher Handwarm.

Ich rede nicht vom Kühlkörper sondern vom Gehäuse des TIP36C. Wenn das 
100°C heiß wird wirds eng und wenn das Gehäuse 100°C erreicht hat muss 
der Kühlkörper lange noch nicht heiß sein.

von Peter D. (peda)


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Lt. Datenblatt sollte er bei 2,5A bis 35V abkönnen.

von Hubert G. (hubertg)


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Wenn du den Strom über den Basiswiderstand eingestellt hast, ist das 
viel zu unstabil. Da gehört als Minimumbeschaltung noch ein 0,5Ohm 
Emitterwiderstand dazu.

von M. K. (sylaina)


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Peter Dannegger schrieb:
> Lt. Datenblatt sollte er bei 2,5A bis 35V abkönnen.

Ja klar aber ich glaube nicht, dass er den Transistor kühl genug 
gehalten hat. Der ist den Hitzetod gestorben.

von oszi40 (Gast)


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1.Das Datenblatt meint nur bei 25 Grad Case-Temperatur wobei man noch 
den thermischen Widerstand des Gehäuses zum KK betrachten sollte...

2.Es gibt auch optimistische Datenblätter und Fake-Typen ...

3.Die Schaltung sollte so sein, daß der Arbeitspunkt nicht wegläuft.

von ElektronikOberGuru (Gast)


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Erlaubt mir auch noch nach einigen Monaten etwas Licht ins Dunkel dieser 
Frage zu werfen, da dem Fragesteller nicht geholfen wurde und auch nicht 
geholfen werden konnte.

Leider kann kein Mensch auf der Welt deine Frage exakt beantworten, da 
du nicht offenlegst, wie du den Transistor genau verschaltet hast. Hast 
du Versorgungsspannung von +22 Volt an den Kollektor oder an den Emitter 
gelegt?

Im Tietze-Schenk (Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag) findest 
du auf der ersten Seite im Kapitel "Bipolartransistoren" (bei mir 
Kapitel 4, Seite 28) die prinzipielle korrekte Polung der Spannungen.

Der TIP36C ist ein PNP-Bipolartransistor - vielleicht hast du nicht 
bedacht, dass die Spannung zwischen Basis und Emitter nicht grösser als 
die maximale Basis-Emitter-Sperrspannung werden darf?
Zitat:

"Base-emitter breakdown. Always remember that the base-emitter reverse 
breakdown voltage for silicon transistors is small, quite often as 
little as 6 volts. ..." (Quelle: The Art of Electronics, Cambridge 
University Press, Third edition, page 82, by Paul Horowitz and Winfield 
Hill)

Falls du die Kollektor-Basis-Spannung von -22V angelegt hast und dann 
wie du sagtest, die Basis durch einen Widerstand mit dem Kollektor 
verbunden hast, so hast du die Basis-Emitter-Diode mit 22V in 
Durchlassrichtung gepolt - diese Spannung ist definitiv zu hoch (um den 
Faktor 10).

Zu deinem Trost ist zu sagen, dass Bipolartransistoren nicht trivial 
sind und alle Lehrbücher meist nur den NPN-Transistor im Detail 
erklären. Daher macht man bei PNP-Transistoren leicht Fehler.

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