Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik IRFZ44 identifizieren


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von Hendrik (Gast)


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Moin Leute,

ich hab seit ner halben Ewigkeit ne 'JBL Decade' Auto-Endstufe hier 
rumliegen, die mir beim Aufräumen nach Jahren mal wieder untergekommen 
ist. Die hatte ich damals geschenkt bekommen, weil die "eh kaputt" wäre 
und ich sie mir mal anschauen oder in den Müll hauen könnte. Heute hatte 
ich Coronabedingt nicht nur Zeit zum Aufräumen, sondern auch zum 
rumspielen. Mein Netzteil ist beim Anschließen direkt in die 
Strombegrenzung gegangen, also hab ich die Schachtel geöffnet und nach 
ein wenig Suchen festgestellt, dass einer der vier FETs im Netzteil 
Durchgang hat. Verbaut waren drei IRFZ44 813C 92 47 und ein IRFZ44 734c 
11 62 und genau dieser eine ist auch defekt.
Entweder wurde die Endstufe schon mal repariert oder beim Zusammenbau in 
Korea wurden die Bauteile etwas wahllos reingeworfen.

Mein Problem ist nun das Folgende:
Ich würde das Teil gerne austauschen aber kann zu beiden Nummern im 
Internet und auch bei IR direkt kein Datenblatt finden. Ich würde aber 
gerne einen passenden FET einbauen, damit das Teil nicht noch mal 
durchbrennt, es gibt aber unzählig verschiedene IRFZ44.
Kann mir vielleicht jemand nen entscheidenden Tipp geben?

: Verschoben durch Moderator
von Gustl B. (gustl_b)


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von Hendrik (Gast)


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Moin und danke für die Info.

Soll das heißen, dass jeder IRFZ44 mit 150Watt (z.B. dieser hier 
https://www.conrad.de/de/p/vishay-irfz44pbf-mosfet-1-n-kanal-150-w-to-220ab-597269.html 
) ausreicht? Andere Parameter sind egal?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hendrik schrieb:
> Andere Parameter sind egal?
Die anderen "Parameter" wie "813C 92 47" und "734c 11 62" sind der 
Datecode und die Fab, in der das Bauteil produziert wurde.

> Andere Parameter sind egal?
Kommt auf das Design an. Unterschiedliche Fabs und Datecodes führen zu 
Schwankungen in den elektrischen Parametern.
Gute Schaltungen "verteilen" die Belastung trotzdem gerecht auf die 
Bauteile. In schlechten Schaltungen wird das "schwächste" Bauteil 
überlastet.

: Bearbeitet durch Moderator
von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Sind das die FETs vom Netzteil? IRFZ44 als Endtransistor wäre eher 
unüblich.

Wenn ich mit der Vermutung Recht habe, sind mehrere davon 
parallelgeschaltet (außer in sehr kleinen Endstufen). Wenn von denen 
einer stirbt, sollte man eigentlich alle wechseln und Teile aus der 
gleichen Charge verwenden. FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß 
ihr Innenwiderstand bei Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil 
dadurch am wenigsten Strom sieht, allerdings muß das durch die 
Exemplarstreuung nicht so sein.

Normalerweise ist das bei KFZ-Endstufen aber eigentlich unkritisch, die 
Dinger sterben meistens an Überhitzung oder Unterspannung während der 
Lastspitzen. Klingt komisch, aber Unterspannung führt dazu, daß die FETs 
nicht mehr genug Gate-Spannung erhalten wenn sie sie am meisten 
brauchen, dadurch öffnen sie nicht mehr vollständig, sondern fangen an 
zu heizen bis ihnen der Arsch platzt.

von Hendrik (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Sind das die FETs vom Netzteil? IRFZ44 als Endtransistor wäre eher
> unüblich.

Ja, siehe oben.


> Wenn ich mit der Vermutung Recht habe, sind mehrere davon
> parallelgeschaltet (außer in sehr kleinen Endstufen). Wenn von denen
> einer stirbt, sollte man eigentlich alle wechseln und Teile aus der
> gleichen Charge verwenden. FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß
> ihr Innenwiderstand bei Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil
> dadurch am wenigsten Strom sieht, allerdings muß das durch die
> Exemplarstreuung nicht so sein.
>
> Normalerweise ist das bei KFZ-Endstufen aber eigentlich unkritisch, die
> Dinger sterben meistens an Überhitzung oder Unterspannung während der
> Lastspitzen. Klingt komisch, aber Unterspannung führt dazu, daß die FETs
> nicht mehr genug Gate-Spannung erhalten wenn sie sie am meisten
> brauchen, dadurch öffnen sie nicht mehr vollständig, sondern fangen an
> zu heizen bis ihnen der Arsch platzt.

Wow, vielen Dank für die sehr ausführliche Antwort!

Es sieht sehr danach aus, dass die 2x2 (also je zwei FETs parallel) 
geschaltet sind. Ich müsste dann wohl zwei Auswechseln!? Vier Stück 
wären mir für das alte Teil vermutlich auch zu viel... Ich denk nicht, 
dass das in Anbetracht heutiger Digitalendstufen noch irgend einen 
besonderen Wert hat und wenn ich das bei eBay für nen Zehner verkloppe, 
wollte ich wenigstens meine Kosten wieder drinne haben. :D

von Hendrik (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Die anderen "Parameter" wie "813C 92 47" und "734c 11 62" sind der
> Datecode und die Fab, in der das Bauteil produziert wurde.
> [...]
> Kommt auf das Design an. Unterschiedliche Fabs und Datecodes führen zu
> Schwankungen in den elektrischen Parametern.

Ah, sehr gut zu wissen. Dann kann ich ja lange googlen...

Aber woher weiß ich nun, welche Specs die IRFZ44 nun haben? Es gibt ja, 
wie gesagt, verschiedene Ausführungen. Ist das auf dem Gehäuse nicht 
erkennbar?

von hinz (Gast)


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Hendrik schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Die anderen "Parameter" wie "813C 92 47" und "734c 11 62" sind der
>> Datecode und die Fab, in der das Bauteil produziert wurde.
>> [...]
>> Kommt auf das Design an. Unterschiedliche Fabs und Datecodes führen zu
>> Schwankungen in den elektrischen Parametern.
>
> Ah, sehr gut zu wissen. Dann kann ich ja lange googlen...
>
> Aber woher weiß ich nun, welche Specs die IRFZ44 nun haben? Es gibt ja,
> wie gesagt, verschiedene Ausführungen. Ist das auf dem Gehäuse nicht
> erkennbar?

Deine sind von IRF, gehört seit 6 Jahren zu Infineon.

Aber auch die von Vishay sind passend.

Und selbst IRFZ44N o.ä. sind für die Anwendung in Ordnung.

von Wolfgang (Gast)


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Ben B. schrieb:
> FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß ihr Innenwiderstand bei
> Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil dadurch am wenigsten
> Strom sieht ...

Wenn das heißeste Bauteil den wenigsten Strom sehen würde, wäre es nicht 
das heißeste Bauteil ;-)

Der positive TK sorgt nur dafür, dass der Strom sich günstiger verteilt 
und die Stromverteilung sich stabilisiert (kein Run-away).

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hendrik schrieb:
> Aber woher weiß ich nun, welche Specs die IRFZ44 nun haben?
Alle haben "eigentlich" die selbe Spec. Die nennt sich "Datenblatt". Und 
dort sind eben neben den "typischen" Werten meist auch signifikante 
Abweichungen/Toleranzen aufgeführt.

Wenn die einfach direkt parallelgeschaltet sind, dann solltest du wie 
gesagt Bauteile aus der gleichen Charge verwenden dort ist dann die 
Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Silizium aus dem selben Wafer kommt 
und die Toleranzen der Bauteile gering sind.
Sonst kann es sein, dass du einen Mosfet mit einer Ugsth von 2,0V 
(=min.) zu einem Mosfet mit einer Ugsth ovn 4,0V (=max.) 
parallelschaltest. Und dann ist es klar, welcher davon tendenziell "mehr 
abbekommt".

: Bearbeitet durch Moderator
von thomas_at (Gast)


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Abend!

Ben B. schrieb:
> FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß
> ihr Innenwiderstand bei Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil
> dadurch am wenigsten Strom sieht, allerdings muß das durch die
> Exemplarstreuung nicht so sein.

Vorsicht!

Das gilt nur bei voller Ansteuerung (Sättigungsbetrieb).
Im Linearbetrieb mit geringer Gatespannung (zB analoge Endstufe) weisen 
MOSFET einen negativen Temperaturkoeffizient der Gatespannung auf.

Sieht man im verlinktem Datenblatt unter Fig 3.
Bei etwas über 5V Gatespannung ist die kritische Sapnung überschritten.


mfG Thomas

von Manfred (Gast)


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Ben B. schrieb:
> sollte man eigentlich alle wechseln und Teile aus der
> gleichen Charge verwenden.

Lothar M. schrieb:
> Bauteile aus der gleichen Charge verwenden dort ist dann die
> Wahrscheinlichkeit hoch, dass das Silizium aus dem selben Wafer kommt
> und die Toleranzen der Bauteile gering sind.

Na immerhin wird "Wahrscheinlichkeit" geschrieben. Einige Hersteller 
selektieren Bauelemente in Verstärkungsgruppen vermutlich nur, weil sie 
sonst Langeweile hätten. Siehe dazu den Thread Reparatur einer 
Statron-Last, ich bin mir sicher, dass FETs in der Beziehung kein Stück 
besser sind.

Ich habe eine elektronische Last mit FETs realisiert, also habe ich von 
einem IRF540 die Kennlinie U(GS) gegen I(DS) aufgenommen. Ich habe 
mehrere aus der selben Charge, und dann im realen Aufbau gesehen, dass 
meine zwei Kanäle erheblich streuen. Meine Schaltung beherrscht das, 
aber den Traum von gleich habe ich ganz fix vergessen.

Ben B. schrieb:
> FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß
> ihr Innenwiderstand bei Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil
> dadurch am wenigsten Strom sieht.

Dann nimmst Du mal einen FET und zwei Labornetzteile, eines für die 
Gatespannung und eines für I(DS). Langsam aufdrehen, bis etwas Leistung 
am FET abfällt und ... der Strom steigt, wenn der FET warm wird. Einen 
Anstieg von RDS_on gibt es meines Wissens nach nur im reinen 
Schaltbetrieb.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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thomas_at schrieb:
> Ben B. schrieb:
>> FETs haben zwar die schöne Eigenschaft, daß
>> ihr Innenwiderstand bei Erwärmung ansteigt und das heißeste Bauteil
>> dadurch am wenigsten Strom sieht, allerdings muß das durch die
>> Exemplarstreuung nicht so sein.
> Das gilt nur bei voller Ansteuerung (Sättigungsbetrieb).
Und eigentlich auch nur, wenn sich die Mosfets ungleich erwärmen 
können und eben nicht direkt nebeneinander thermisch optimal verbunden 
auf dem selben Kühlkörper sitzen und sich die Die-Temperaturen kaum 
unterscheiden.

Manfred schrieb:
> Na immerhin wird "Wahrscheinlichkeit" geschrieben.
So wird das in den üblichen LED-COBs ja auch zigmillionenfach gemacht: 
wenn die LEDs am selben Tag aus dem selben Silizium mit der selben 
Dotierung gemacht wurden, dann haben sie "hinreichend" gleiche Parameter 
und können parallel geschaltet werden.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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> Wenn das heißeste Bauteil den wenigsten Strom sehen würde,
> wäre es nicht das heißeste Bauteil ;-)
Ich hätte wohl dazu schreiben sollen, daß ich in dieser Betrachtung von 
identischen Bauteilen bzw. ohne große Streuung ausgehe. Es wäre auch 
möglich, daß die Netzteil-FETs von der Endstufe mitgeheizt werden, man 
kann diese Netzteile ohne Probleme so bauen, daß sie im Vergleich zu den 
Class-A/B Endstufen so gut wie gar keine Verlustleistung erzeugen. Der 
FET, der dann am nächsten bei den Endtransistoren auf dem Kühlkörper 
sitzt, ist dann zwangläufig der wärmste.

> Das gilt nur bei voller Ansteuerung (Sättigungsbetrieb).
Deswegen schrieb ich extra Innenwiderstand. Dieser ist im Linearbetrieb 
nicht relevant bzw. wird von der Ansteuerung vorgegeben. Und solange das 
Netzteil solcher Endstufen gut mit Strom versorgt wird, laufen die dort 
eingesetzten FETs nicht im Linearbetrieb.

> Aber woher weiß ich nun, welche Specs die IRFZ44 nun haben?
Kümmere Dich da nicht zu sehr drum. Tausch die beiden parallel 
geschalteten aus wenn einer davon defekt ist und vergiss die Specs. Wenn 
es dann läuft (sehr wahrscheinlich wenn keine Schäden an der Ansteuerung 
entstanden sind) alles gut, wenns die eigene Endstufe wäre, würde ich 
empfehlen alle vier FETs gegen chargengleiche auszutauschen, damit beide 
Zweige definitiv symmetrisch laufen.

Verkauf bei ebay... das lohnt sich schon Jahre nicht mehr, der 
CarHifi-Markt ist schon bestimmt 10..15 Jahre ziemlich tot. In den 90ern 
war sowas cool (und teuer) wenn man richtig Dröhnung im Auto hatte, 
heute wird man direkt als Prolet abgestempelt und wenn man durchs 
falsche Dorf fährt, setzt Kriegsveteran August R. dem Treiben mit einer 
umgebauten Panzerabwehrrakete aus seinen wohlgehüteten Beständen ein 
Ende.

Nee Spaß, solche Dinger zu reparieren ist seit Jahren wirklich nur noch 
eine rein sportliche Leistung. Da muß man schon wirklich ein besonderes 
Schätzchen haben, damit sich das lohnt.

von Hendrik (Gast)


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Ben B. schrieb:
> Es wäre auch
> möglich, daß die Netzteil-FETs von der Endstufe mitgeheizt werden, man
> kann diese Netzteile ohne Probleme so bauen, daß sie im Vergleich zu den
> Class-A/B Endstufen so gut wie gar keine Verlustleistung erzeugen. Der
> FET, der dann am nächsten bei den Endtransistoren auf dem Kühlkörper
> sitzt, ist dann zwangläufig der wärmste.

Die Vermutung stimmt. Wie auf dem Bild zu sehen, liegen die Netzteil 
FETs nahe den Transistoren der Endstufe. Die haben auch ne gemeinsame 
Fixierung und Teilen sich das Gehäuse als Kühlkörper.


> Nee Spaß, solche Dinger zu reparieren ist seit Jahren wirklich nur noch
> eine rein sportliche Leistung. Da muß man schon wirklich ein besonderes
> Schätzchen haben, damit sich das lohnt.

Na falls das Teil keiner aus dem örtlichen Ballungsräumen haben will, wo 
es wenig Wohnfläche aber viel Hubraum gibt, dann Bau ich das eben in nen 
Vatertagsbollerwagen oder verschenke es oder nutze es als 
Elektronikbauteilspender. Es wird sich schon etwas finden lassen, dass 
besser ist, als der Sondermüll.

von Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)


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Naja, schöner aufgeräumter Aufbau, so wie man sich das wünscht.

Eigentlich müsste man hinterher mit dem Oszilloskop nachmessen, ob die 
Schaltflanken sauber sind. Also saubere Rechteckspannung, korrekte 
Gate-Spannung und keine Flanken, die wie eine Exponentialfunktion 
aussehen. Ansonsten bleibt ein Restrisiko, daß die Treiberschaltung 
durch den defekten FET beschädigt wurde.

Ach und Vorsicht wenn das Ding läuft, an den Endstufen hast Du dann so 
60..80V Gleichspannung aus den beiden dicken Elkos. Das ist vielleicht 
noch nicht hochgefährlich, aber mindestens sehr unangenehm wenn man da 
drankommt.

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