Hallo, bei der Durchsicht etlicher Datenblatter üblichen Transistoren fällt mir immer wieder auf, daß A, B, C -Typen existieren, die abgestufte unterschiedliche Sperrspannungen vertragen. So z.B. TIP41, TIP42, BDV64, BDV65, BD436...442 und ähnliche. BC546...BC560 unterscheiden sich ja in Rauscharmut und Verstärkungsfaktoren ganz erheblich. Aus den heutzutage üblichen PDF-Datenblättern geht nicht hervor, welche Unterschiede bestehen außer eben dieser Spannungsfestigkeit. Früher gab es die ausführlichen Wälzer von Valvo und Telefunken beispielsweise, wo seitenweise einige wenige Typen beschrieben waren. Hat der Typ mit der niedrigeren Uce eine höhere Stromverstärkung? Kann er sonst irgend etwas besser? Es muß einen Grund für die Abstufungen geben, sonst könnte man bei 15V immer die 100V - Typen verbauen und die Kataloge müßten nicht so viele unterschiedliche Typen enthalten. Hat da vielleicht jemand genaueren Einblick und kann das mal bitte erklären? mit freundlichem Gruß
Hallo Das Wenige was mir dazu bekannt ist, das es wohl noch immer nicht möglich ist einen Transistor sicher mit genauen Daten zu produzieren. Es werden also z.B. Wafer für einen BC54x produziert, und je nach genaue Daten des einzelnen Transistors (?) oder der Transistoren auf den jeweiligen Wafer(sind diese alle gleich genug?) dann der genaue Typ und die Verstärkungsgruppe zugewiesen - so schaffen es auch die "schwachen" Exemplare in den verkauf, eben halt als etwas "schlechterer" Typ. Sicherlich gibt es noch andere Faktoren - mögen sich dazu die echten Spezialisten äußern. Bastler
Christian S. schrieb: > Hat der Typ mit der niedrigeren Uce eine höhere Stromverstärkung? Kann > er sonst irgend etwas besser? Er kann "alles" besser, man bezahlt halt für hohe Sperrspannung. Zur Verdeutlichung schaue man sich mal die Datenblätter echter Hochspannungstransistoren (Uces>=1kV) an und vergleiche die mit Niederspannungstransistoren.
Mir ist früher (1980) erzählt worden, in der Mitte des Wafers sind immer die besten Bauelemente (IC oder Transistoeren).Grund wäre die Belichtung der Wafer beim ätzen der Strukturen.In der Randzone würde das Licht stärker gebrochen und die Geometrie beeinflusst.Wie es heutzutage ist weiß ich nicht. Jedenfalls hat mir diese Erklärung gereicht.
Uwe S. schrieb: > Wie es heutzutage ist weiß ich nicht. Schon lange nicht mehr so. Man verwendet das hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Stepper_(Halbleitertechnik)
Bei Transistoren (gilt auch für Dioden) bedeutet höhere Sperrspannung auch höheren Widerstand. Für beste Aussteuerbarkeit in einer Verstärkerschaltung wählt man also den Leistungstransistor mit der niedrigstmöglichen Sperrspannung. Vor langer Zeit waren die C-Typen auch teurer. Bei Kleinsignaltransistoren spielt die Aussteuerbarkeit nicht so eine große Rolle. Da stehen die Buchstaben A,B+C für die Stromverstärkung. Vor sehr langer Zeit waren auch da die C-Typen teurer. Übrigens wäre es am allerteuersten, die einzelnen Chips von einem Wafer zu sortieren.
Früher wurden diese Transistortypen extra einzeln entwickelt und auf bestimmte Parameter hin optimiert. Was ich so gehört habe, ist es heute eher so daß ein Transistortyp hergestellt wird, und dann unter vielen verschiedenen Bezeichnungen und mit verschiedenen Datenblättern verkauft wird. Da die Prozesse heute deutlich besser sind als damals als die ursprünglichen Bezeichnungen und deren Haupt-Datenblattwerte festgelegt wurden, ist das möglich und wegen der höheren Stückzahl auch billiger. Eines der wenigen Beispiele in denen ein Hersteller diese Vorgehensweise zumindest indirekt zugibt, sind die "Process designations" von Fairchild für deren JFETs: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-6609.pdf.pdf Da sieht man, daß z.B. aus Process 51 ein ganzer Haufen verschieden benannter JFETs rausfällt. Aber dieser P51 ist halt letztlich nur ein einziger Satz Masken und Verarbeitungsschritte. Früher wurden die einzelnen Transistoren vermutlich selektiert, ich glaube nicht daß die das heute noch machen.
Hallo, OK, danke. Ich sehe meine Vermutung bestätigt. Mit freundlichem Gruß
Uwe S. schrieb: > Mir ist früher (1980) erzählt worden, in der Mitte des > Wafers sind immer die besten Bauelemente (IC oder > Transistoeren).Grund wäre die Belichtung der Wafer beim > ätzen der Strukturen.In der Randzone würde das Licht > stärker gebrochen und die Geometrie beeinflusst. Es gibt noch andere Faktoren. Die Diffusionsgeschwindigkeit der Dotanten hängt stark von der Temperatur ab, weswegen die Wafer in den Reaktoren i.d.R. erhitzt werden. Es ist schwierig bis unmöglich, das absolut gleichmäßig hinzubekommen. Auch die Gaskonzentration ist nicht überall absolut gleich; all das sorgt für Toleranzen.
Hallo, hier in der Übersicht tauchen immer wieder die dreifach diffundierten Typen auf für HF oder HiFi-Amp-Anwendungen, aber manche sind auch für Schaltanwendungen gedacht. Nicht immer haben sie besonders hohe Sperrspannungen. http://www.dl7avf.info/charts/semi/silt2.html mit freundlichem Gruß
Christian S. schrieb: > hier in der Übersicht tauchen immer wieder die dreifach > diffundierten Typen auf für HF oder HiFi-Amp-Anwendungen, > aber manche sind auch für Schaltanwendungen gedacht. Nicht > immer haben sie besonders hohe Sperrspannungen. Wofür oder -gegen ist das jetzt ein Argument? Geht es Dir allgemein um die große Typenvielfalt (die heute natürlich nicht mehr notwendig ist), oder geht es Dir speziell um die Abhängigkeit anderer Parameter von der Sperrspannung? Allgemein hat es wenig Sinn, nicht zwischen Transistoren aus unterschiedlichen historische Epochen zu unterscheiden. Legierungstransistoren, Mesa-Transistoren und Epitaxie-Planar- Transistoren sind unter ganz unterschiedlichen technologischen Voraussetzungen gebaut worden; der reine Blick auf die Kennwerttabelle im Datenblatt gibt darüber keinen Aufschluss. Es ist z.B. so, dass der pn-Übergang ein dreidimensionales Gebilde ist, der ja irgendwo auch an die Chipoberfläche kommt. Die Spannungsfestigkeit des Transistors hängt nicht nur vom pn-Übergang im Chipinneren ab, sondern auch ganz wesentlich von den Oberflächeneffekten. Die Oberfläche ist eine Störung des Einkristalls, deswegen gibt es dort mehr Störstellen und eine bessere Leitfähigkeit, was die Isolationsfähigkeit des pn-Überganges in den Bereichen herabsetzt, wo er an die "Erdoberfläche" tritt. In der Anfangszeit der Halbleiterei hat man nur mittels Diffusion dotiert. Später wurden Ionenimplanter eingesetzt, mit denen "unmögliche" Dotierungspofile erzeugt werden konnten: Bei der Dotierung durch Diffusion nimmt die Konzentration streng monoton ab, je tiefer man in den Festkörper hineingeht; bei der Ionenimplantation liegt das Maximum deutlich unter der Oberfläche. Auch die Reinheit der Substrate ist besser geworden, die Vorbelegungsdotierung ist homogener geworden (verrückte Sache: Neutronendotierung), und nicht zuletzt sind die Strukturgrößen kleiner geworden. All das sind technologische Faktoren die den Vergleich erschweren. Eine halbleiterphysikalische Sache ist aber konstant geblieben: Höhere Spannungen erfordern (tendenziell) dickere Sperrschichten, und dickere Sperrschichten werden durch geringere Konzentration der Dotanten erreicht -- was geringere Leitfähigkeit, d.h. höhere Bahnwiderstände zur Folge hat. Das ist reine Physik. Innerhalb derselben Technologiestufe sind die Abhängigkeiten noch relativ überschaubar; es hat aber wenig Sinn, Transistoren aus ganz verschiedenen Epochen direkt zu vergleichen.
Christian S. schrieb: > Aus den heutzutage üblichen PDF-Datenblättern geht nicht > hervor, welche Unterschiede bestehen außer eben dieser > Spannungsfestigkeit. Kommt darauf an; hängt auch vom Hersteller ab. > Früher gab es die ausführlichen Wälzer von Valvo und > Telefunken beispielsweise, wo seitenweise einige wenige > Typen beschrieben waren. Das Alter der Datenblätter spielt auch eine Rolle. Ältere Datenblätter aus der Zeit, wo der jeweilige Transistor noch topaktuell war, sind häufig ausführlicher; da wird meistens auch darauf hingewiesen, was das Alleinstellungs- merkmal genau dieses Transistors ist. Spätere Datenblätter von Nachbauern sind fast wertlos; man muss das Original finden. > Hat der Typ mit der niedrigeren Uce eine höhere > Stromverstärkung? Innerhalb derselben Familie ist das häufig so, ja. > Kann er sonst irgend etwas besser? Er ist wahrscheinlich auch (etwas) schneller und rauscht (etwas) weniger -- beides hängt an den geringeren Bahn- widerständen aufgrund der höheren Dotierung. Innerhalb derselben Epoche kann man solche Vergleiche ziehen; bei unterschiedlichen Epochen geht das in die Hose. > Es muß einen Grund für die Abstufungen geben, sonst könnte > man bei 15V immer die 100V - Typen verbauen und die Kataloge > müßten nicht so viele unterschiedliche Typen enthalten. Vieles ist nur historisch bedingt -- aber eben leider nicht alles. Es gibt auch substanzielle Unterschiede. In der Tendenz hast Du aber Recht: Man kommt wahrscheinlich mit ein paar Dutzend Typen an Bipolartransistoren aus. Ältere Fairchild-Datenblätter sind da ganz unterhaltend -- dort sieht man, dass derselbe Chip in drei unterschiedlichen Gehäusen drei unterschiedliche Typenbezeichnungen hat...
Christian S. schrieb: > Hat da vielleicht jemand genaueren Einblick und kann das mal bitte > erklären? Japp, das dient allein der Speziesvielfalt arbitrarisch bedeuten die Buchstaben nichts festes, sondern Varianten wahlweise sind Verstärkungsfaktor, Spannungsfestigkeit, Strom, Leistung und was den Normateuren sonst noch einfiel unterschiedlich. Possetitjel schrieb: > Innerhalb derselben Epoche kann man solche Vergleiche > ziehen; bei unterschiedlichen Epochen geht das in die Hose. kannst Du das bitte genau erläutern oder ist es eine Vermutung? Christian S. schrieb: > OK, danke. Ich sehe meine Vermutung bestätigt. Welche Vermutung hat Dir wer bestätigt? Possetitjel schrieb: > Spätere Datenblätter von Nachbauern sind fast wertlos; man > muss das Original finden. Blödsinn. Seit jeher gab es für Typen parallel mehrere Hersteller, die die fest eingetragenen Normen bei JEDEC und PRO-ELECTREON / EECA einhalten müssen.
> Warum haben (Bipo-) "Transistorenfamilien" unterschiedliche Sperrspannungen?
Das geht so:
Die werden getestet (Parameter Sperrstrom).
Und dann eingruppiert.
Was mich in dem Zusammenhang interessiert: Es gibt ja etliche Transistoren, von denen mehrere Varianten verfügbar sind, z.B. BC337-16, BC337-25 und BC337-40. Laut Datenblatt unterscheiden sich diese lediglich in den Verstärkung (hFE). Der Preis ist im Allgemeinen auch gleich. Normalerweise würde ich dazu tendieren, immer die Variante mit der höchsten Verstärkung zu nehmen. Was für Gründe gibt es denn eigentlich, in einer Schaltung einen Transistor mit einer geringeren Verstärkung einzusetzen? Beim Einsatz als Schalter dürfte es keine Rolle spielen und beim Betrieb als (rückgekoppelter) Verstärker würde ich auch sagen, je höher die Verstärkung desto besser.
Gerd E. schrieb: > Da sieht man, daß z.B. aus Process 51 ein ganzer Haufen verschieden > benannter JFETs Die "51-iger" werden ja auch von Ausserirdischen gebaut. https://de.wikipedia.org/wiki/Area_51
Suchmaschine schrieb: >> Hat da vielleicht jemand genaueren Einblick und kann das mal bitte >> erklären? > > Japp, das dient allein der Speziesvielfalt Ja, bei den Menschen gibts ja auch unterschiedliche Farben, obwohl es dafür eigentlich keinen triftigen Grund gibt.
Bernd B. schrieb: > Beim Einsatz als Schalter dürfte es keine Rolle spielen und beim Betrieb > als (rückgekoppelter) Verstärker würde ich auch sagen, je höher die > Verstärkung desto besser. Gerade als Schalter spielte es eine Rolle. Je höher die Stromverstärkung, desto flacher die Schaltflanken. Damals, als Rechner noch von richtigen Menschen gelötet wurden, war das maßgebend. Schalttransistoren hatten niedrige Kollektorspannung (25V) und Stromverstärkung ca. 40.
Harald W. schrieb: > Ja, bei den Menschen gibts ja auch unterschiedliche Farben, bei den frühen Germaniumtransistoren gaben unterschiedliche Farben die Verstärkung an.
Schalttransistoren hatten niedrige Kollektorspannung (25V) und Stromverstärkung ca. 40. Es gab/gibt auch andere. Mit ein paar 100V, s. Anlage.
Und es gibt Anwendungen, die nur mit niedriger Stromverstärkung gehen. Aus der Erinnerung, Blinkgeber mit kompl. Transistoren.
Hallo, "Hat der Typ mit der niedrigeren Uce eine höhere Stromverstärkung? Kann er sonst irgend etwas besser?" Dies war meine implizit ausgedrückte Vermutung. Antwort war: "diejenigen mit niedrigerer Uce seien in allem besser" Werde mich später nochmals melden zu den umfangreichen Ausführungen... Mit freundlichem Gruß
michael_ schrieb: > Je höher die Stromverstärkung, desto flacher die Schaltflanken. Ich kann den Sinn in diesem Satz nicht erkennen. Magst du deinen Gedankengang mal erläutern? Sollte ja eher anders herum sein.
Ist lange her. Ich glaube, das hängt mit dem Ausräumen/Umladen der Ladungsträger zusammen. Also das Frequenzverhalten. Alles natürlich innerhalb eines Types. Bsp.: Man hat Transis von einem Wafer. Und ein Schalter bei 100MHz. Da ist es besser -A anstatt -C Typen zu verwenden. Heute ist das kein Thema mehr. Aber damals, 1970, wurden sie an der Grenze der Frequenz betrieben. Dazu kam noch neg. Basisvorspannung und Basisstromüberhöhung. Langsame Computer konnte jeder bauen.
Hallo, "oder geht es Dir speziell um die Abhängigkeit anderer Parameter von der Sperrspannung?" Mir geht es eigentlich gar nicht um den Vergleich der Typen aus verschiedenen Epochen. Natürlich sind mir früher die Begriffe in den alten Büchern immer wieder begegnet, wie Planar- Epitaxial, Spitzen-Transistor. Hinzu kommt, daß mir die alten Typen (BC.., BD..., TIP...) noch geläufig sind. Wie oben schon genannt, kann man beim bloßen Blick ins Datenblatt anscheinend nicht erkennen, worin sich Unter-Typen A, B, C in den sonstigen Parametern außer der Sperrspannung noch unterscheiden. Darüber sagen sie nichts aus. Halbleiterphysik ist (leider) gar nicht mein Thema, deshalb sehe ich die Bauteile eher als Blackbox mit magischem Inhalt an. Deren Anwendung ist schon kompliziert genug. So. Wenn ich mir Schaltbilder von diversen Audio-Verstärkern ansehe und vergleiche, fällt auf, daß in etlichen Fällen die BC546...BC560 im Eingang verwendet werden, in anderen Designs für höhere Spannung werden 2N5401 / 2N5550 mit 150V Sperrspannung als Differenzverstärker verwendet. Sie haben weniger Verstärkung als die BC-Typen, Rauschmaß und Stromstärke sind ähnlich. Beispielsweise bei einem Toshiba 2SA1943 triple diffused sind 230V Sperrspannund angegeben, Ft von beachtlichen 30 MHz und eine möglichst gleichmäßige, stromunabhängige Verstärkung von ca 100-fach. Beispielsweise ein MJ11293 mit perforiertem Emitter (Multi-emitter?), 250V Sperrspannung und bis zu 7 MHz GBW. Beispielsweise MJL4281 für bis zu 350V, GBW bis zu 35 MHz und einer Verstärkung über 100 bei fast stromunabhängigem Verstärkungsverlauf. Ich möchte eben lernen, wie man diese vielen verschiedenen Typen einschätzt. Falls alles egal wäre, könnte ich ja denjenigen auswählen, der am leichtesten erhältlich ist und am wenigsten kostet, dabei noch selbstmontierende Eigenschaften hat... Mit freundlichem Gruß
Christian S. schrieb: > Mir geht es eigentlich gar nicht um den Vergleich > der Typen aus verschiedenen Epochen. Das ist mir klar -- aber das kannst Du gar nicht vermeiden. Es ist ja wichtig zu wissen: War dieser Transistor DAMALS etwas Besonderes, oder ist er es HEUTE immer noch? > Wie oben schon genannt, kann man beim bloßen Blick ins > Datenblatt anscheinend nicht erkennen, worin sich > Unter-Typen A, B, C in den sonstigen Parametern außer > der Sperrspannung noch unterscheiden. Darüber sagen sie > nichts aus. Das hängt vom konkreten Datenblatt ab. Es gibt gute und ausführliche Datenblätter (ältere Fairchild-Blätter etwa) und auch welche, die gelinde gesagt eine Unverschämtheit sind. > Ich möchte eben lernen, wie man diese vielen verschiedenen > Typen einschätzt. Dann wirst Du wohl oder übel Deine Black-Box-Denkweise ablegen müssen :) Welche Parameter wichtig sind, hängt von der gewählten Schaltung ab -- und das wiederum hängt von der Aufgabe ab. Mir ist klar, dass Dich das nicht befriedigt, aber die Weltformel, die den Universalschlüssel zum Transistorglück bietet, gibt es nicht. Es ist ja schon ein Unterschied, ob Du eine Schaltung komplett selbst entwickeln willst/musst, oder ob Du für eine gegebene Schaltung potenzielle Ersatztypen ermitteln willst. Ermitteln geeigneter Ersatztypen setzt m.o.w. eine Schaltungs- analyse voraus. Heißt: Grundschaltung erkennen, Art ihrer gegenseitigen Verkopplung erkennen, erreichbare Grenzwerte erkennen, Ruhepunkt (=Arbeitspunkt ohne Signal) analysieren. Jetzt kannst Du auf die einzelnen Transistoren losgehen. Normalerweise sind in jeder Stufe immer nur wenige Kennwerte wirklich wichtig -- der Trick ist, zu erkennen, WELCHE das sind. Häufig gibt die Art der Grundschaltung schon einen Hinweis. Ich gehe dabei grob nach den Vierpolparametern vor, also Eingangskennwerte, Übertragungskennwerte, Ausgangskennwerte, Rückwirkung. Wenn Du für jede Stufe die Schlüsselkennwerte identifiziert hast, kannst Du (relativ) leicht Ersatz bestimmen, weil Du dann ja weisst, worauf Du achten musst. > Falls alles egal wäre, Die Kunst besteht ja eben darin, zu erkennen, wann alles egal ist und wann nicht... :) > könnte ich ja denjenigen auswählen, der am leichtesten > erhältlich ist und am wenigsten kostet, dabei noch > selbstmontierende Eigenschaften hat... Naja, generell gesehen sind die Transistoren heutzutage ziemlich gut. Manches, was 1980 noch missionskritisch war, kann heute jeder Standardtransistor.
Uwe S. schrieb: > In der Randzone würde das Licht > stärker gebrochen und die Geometrie beeinflusst Was Du da ansprichst nennt man Verzeichnungsfehler. Richtig gute Objektive haben aber so geringe Verzeichnungsfehler, das sich diese im nutzbaren Bildfeld nicht auswirken. Es gibt 2 (3) Verfahren zur Belichtung. - direkt auf den Wafer mit Waferstepper, dar dann Chip für Chip belichtet - Kontaktbelichtung von einer Schablone (ähnlich wie Leiterplattenfertigung) dabei wird werden alle Chips auf dem Wafer mit einem Schlag belichtet, d.h.die Schablone ist ein 1:1 Abbild des Wafers. Die Schablone selbst wird mit einen Schablonenstepper Chip für Chip belichtet. Beim Stepprozeß wird Chip für Chip immer jeder Chip komplett belichtet, d.h. die Chips sind identisch, evtl. auftretende Verzeichnungsfehler gibt es nur innerhalb eines Chips. Ob alle Chips gleichmäßig ausbelichtet werden hängt von derQualität des Substrates ab, also wie gleichmäßig der Fotoresist aufgebracht ist. Am Wafer- bzw. Schablonenrand ist der Resist meist etwas dicker, allerdings wird dieser Bereiche nicht mit Nutzstrukturen belichtet. Das dritte Verfahren ist Belichtung mit Elektronenstrahlen. Da hier die Strukturen vom Elektronenstrahl gezeichnet (belichtet) werden, gibt es systembedingt keine Verzeichnungsfehler wie bei der optischen Variante. Die Qualität des Fotoresists ist aber auch hier entscheidend.
Hallo, danke für die Ausführungen. Die Details zur Halbleiterherstellung dürfen an dieser Stelle nicht fehlen... vielleicht ist somit etwas Licht in die Blackbox zu bringen. MfG
Christian S. schrieb: > Die Details zur Halbleiterherstellung dürfen an dieser > Stelle nicht fehlen... :) > vielleicht ist somit etwas Licht in die Blackbox zu > bringen. Eher unwahrscheinlich. Vierpoltheorie ist da nützlicher.
Hallo, die Vierpoltheorie habe ich noch nie auf real existierende Bauteile angewendet. Bisher diente sie nur auf dem Papier. Also steht mir diesbezüglich die Premiere noch bevor. MfG
Christian S. schrieb: > die Vierpoltheorie habe ich noch nie auf real > existierende Bauteile angewendet. Bisher diente sie > nur auf dem Papier. Schwer zu glauben. "hfe" ist auch ein Vierpolparameter :) > Also steht mir diesbezüglich die Premiere noch bevor. Hmm. Mir ist aufgefallen, dass ein wichtiges Stichwort in der Diskussion noch fehlt: Das Vierpol-Ersatzschaltbild (vorzugsweise ein dynamisches Kleinsignal-Ersatzschaltbild). Auch wenn es recht "unmodern" ist, empfehle ich als Einstieg das Giacoletto-Ersatzschaltbild (über das online leider wenig zu finden ist). Siehe z.B. hier: https://www.hft.tu-berlin.de/fileadmin/fg154/HFT/Skript/HFTI/BPT.pdf Entscheidend für das Gesamtverständnis sind letztlich zwei Teilfragen: 1. Wie beeinflussen Herstellungstechnologie und Arbeitspunkt die Elemente des Ersatzschaltbildes? 2. Wie hängen die Schaltungseigenschaften von den Elementen der Ersatzschaltung ab? Vielleicht hilft das weiter.
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