Zestawy tranzystorów

[Romekd]

Ponieważ nie dawało mi spokoju to, że wskazania chińskich testerów dały tak małe odczyty wzmocnienia prądowego 400 tranzystorów, które na nich przetestowałem, szczególnie że Kolega przedstawił wyniki swoich pomiarów podobnym chińskim testerem, uzyskując podobnie niewiarygodne wyniki. Moje tranzystory nie miały w oznaczeniu podanej grupy wzmocnienia, więc mogłem się spodziewać różnych odczytów na wspomnianych testerach, ale Kol. onyx1944 pokazał wyniki dla tranzystorów z grupy "V", co do których firma CEMI podała dopuszczalne zakresy współczynnika bety, poza które to zakresy wyniki nie miała prawa wychodzić. Dlatego spośród przetestowanych tranzystorów wybrałem te o najmniejszym wzmocnieniu i dodatkowo zbadałem ich wzmocnienie metoda techniczną, budując prościutki układ, który pozwolił stosunkowo szybko wykonać mi własne pomiary dla trzech wartości prądu kolektora. Do pomiaru wzmocnienia prądowego przyjąłem prądy kolektora równie 1 mA, 5 mA oraz 10 mA, dla której to wartości prądu kolektora (10 mA) i napięcia kolektor-emiter równego 5 V producent określił opisaną w nocie katalogowej granice wzmocnienia, równą od 70 do 170. Skąd więc w tej grupie tranzystorów mogły wziąć się egzemplarze o wzmocnieniu prądowym mniejszym od 60. a nawet mniejszym od 10.? Wcześniej podawałem już, że wzmocnienie każdego rodzaju tranzystora, a tych z wcześniejszego okresu produkcji tym bardziej, mocno zależy od wartości prądu kolektora i już nieco mniej, ale jednak również od napięcia między emiterem a kolektorem, przy których dokonujemy pomiarów. No ale przecież chiński tester dokonuje pomiarów przy prądzie ok. 5,8 mA, czyli bardzo bliskim co do wartości do tej, przy której swoje tranzystory BFP520V badał producent, firma CEMI. Dlatego przeprowadziłem własne badania, które pokazały, że pomysłodawcom obu typów testerów coś poszło "nie tak", przy ich projektowaniu i programowaniu. Wyniki testów tranzystorów na mierniku podzespołów typu LCR-P1 potrafiły wychodzić np. tak:

BF621_nr2.jpg

a nawet tak:

BF621_nr5.jpg

Jest to tym bardziej zaskakujące, że miernik wyświetlił wartość prądu kolektora równą 5,93 mA, a przy wzmocniu wyświetlanym przez miernik (wzmocnienie tester określił na równe "0") prąd kolektora również powinien wynosić 0 mA, bo przecież tranzystor w ogóle nie wzmacniał prądu doprowadzonego do bazy... I tyle właśnie warte są wyniki wyświetlane przez tego typu mierniki, a przynajmniej dla tranzystorów BF621, które "pomierzyłem"...

Za chwilę przedstawię tabelę ze wskazaniami tych chińskich mierników i wyniki które uzyskałem, wykonując pomiary metoda techniczną, wykonaną przy pomocy zasilacza, dwóch dokładnych mierników i prościutkiego układziku. Dodam, że sprawdziłem oscyloskopem, czy podczas pomiaru nie występuje jakieś wzbudzenie układu, które mogłoby mieć wpływ na rezultaty moich eksperymentów.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Dla tranzystora, którego oznaczyłem jako nr 5 mierniki pokazały wzmocnienie prądowe równe 0, to znaczy takie wynik wyświetlił chiński tester elementów typu LCR-P1, gdyż dla tranzystorów, których beta była wg testera mniejsza od 15. miernik TC1 wyświetlał informację, że do gniazda pomiarowego włączyłem dwie diody krzemowe...
Poniżej tabela, która w pierwszej kolumnie zawiera numery jakie nadałem tranzystorom, druga podaje wzmocnienie wyświetlane przez FNIRSi LCR-P1, trzecia wyniki wyświetlane przez tester TC1, w trzech kolejnych pionowych kolemnach podałem wyniki zdjęte z tranzystorów metodą techniczną, którą sobie bardzo uprościłem, przez zmontowanie prostego układziku, który dokonywał pomiaru prądów bazy dla zadanych prądów kolektora, równych w tym przypadku 1 mA, 5 mA i 10 mA. Największe wzmocnienie prądowe tranzystory wykazywały przy prądzie kolektora równym 10 mA (przy takiej wartości podawał je również producent. W tabeli zaznaczyłem na czerwono tranzystor z numerem 5, dla którego LCR-P1 wyświetlał zerowe wzmocnienie, gdy to wynosiło dla prądu 5 mA prawie 114 razy, a dla prądu kolektora równego 10 mA nawet prawie 180.

Tabela.png

Testy BF621.jpg

Pozdrawiam
Romek

[onyx1944]

Wydaje mi się że nie był to zmarnowany czas i jeśli uchroni przez utylizacją zdyskfalifikowanych na podstawie wskazań tych chinskich pierdolników, chociaż trochę tranzystorów wart poświęcenia.
U mnie też przy okazji jednego z pomiarów pokazało się takie coś:

20250829_220445.jpg

Ciekawi mnie jeszcze jedna rzecz, jak wyglądają wyniki dla "lepszych" wskazań tych mierników? W porownaniu z metodą techniczna, Tzn czy nadają się do dobierania w pary? Przyjmujac że wzmocnienie znamy z określoną tolerancja dla danej grupy czy te chińskie wynalazki nadają się do parowania tranzystorów?

Jeśli jeszcze nie wyleciały przez okno, czy możliwe byłoby wykonanie takiego porównania?

[AZ12]

Witam

Wygląda na to, że lampy mają większą powtarzalność parametrów niż tranzystory. Tylko w konstrukcjach tranzystorowych audio kluczowym elementem jest silne prądowe (i napięciowe) ujemne sprzężenie zwrotne, w lampowych jest słabsze, i raczej napięciowe.
Wieki temu kleciło się wzmacniacze tranzystorowe z tego, co się udało zdobyć. O parowaniu elementów zapomnij, bo i z czego? Jednak jakoś to grało, działało.

Stare tranzystory były wytwarzane albo inną technologią, albo planarną z mniejszych niż obecnie wafli krzemowych.

[Romekd]

Czołem.

Witam

Wygląda na to, że lampy mają większą powtarzalność parametrów niż tranzystory. Tylko w konstrukcjach tranzystorowych audio kluczowym elementem jest silne prądowe (i napięciowe) ujemne sprzężenie zwrotne, w lampowych jest słabsze, i raczej napięciowe.
Wieki temu kleciło się wzmacniacze tranzystorowe z tego, co się udało zdobyć. O parowaniu elementów zapomnij, bo i z czego? Jednak jakoś to grało, działało.

Stare tranzystory były wytwarzane albo inną technologią, albo planarną z mniejszych niż obecnie wafli krzemowych.

"Technologie produkcji tranzystorów bipolarnych ewoluowały od wczesnych, historycznych metod, takich jak tranzystory ze złączem wyciąganym, stopowe i mesa, do bardziej zaawansowanych, takich jak tranzystory planarne i epitaksjalne. Wraz z rozwojem materiałów, takich jak krzem, a później arsenek galu (GaAs), oraz technik budowy, wzrastała ich wydajność i wszechstronność, choć obecnie tranzystory bipolarne są częściowo wypierane przez bardziej nowoczesne tranzystory polowe (FET).

Historyczne technologie produkcji tranzystorów bipolarnych:
Tranzystory ze złączem wyciąganym (point-contact):
To pierwotne i historyczne konstrukcje, które były pierwszymi praktycznie użytecznymi tranzystorami.

Tranzystory stopowe (grown-junction):
Kolejny krok w rozwoju, gdzie złącza były tworzone przez kontrolowane wzrosty kryształu germanu.
Tranzystory mesa (mesa transistors):
W tej technice elementy struktury tranzystora były wycinane z powierzchni podłoża, tworząc w ten sposób "mesę" (stożkowaty kształt).

Nowocześniejsze technologie produkcji:

Tranzystory planarne:
Odkrycie tej technologii pozwoliło na produkcję bardziej stabilnych i niezawodnych tranzystorów w płaskiej formie.
Tranzystory epitaksjalne:
Polega na kontrolowanym wzroście cienkich warstw półprzewodnika na podłożu, co umożliwia precyzyjne tworzenie struktur tranzystora.

Rozwój materiałów i technologii:

- Pierwsze tranzystory były germanowe, ale technologia przeszła na krzem, co pozwoliło na masową produkcję i znaczący rozwój elektroniki.
- Później zaczęto stosować inne materiały, takie jak arsenek galu (GaAs), aby uzyskać tranzystory pracujące przy bardzo wysokich częstotliwościach.
- Dziś rozwijane są kolejne przełomowe materiały, takie jak azotku galu (GaN) i węglika krzemu (SiC), które pozwalają na produkcję wyjątkowo szybkich i energooszczędnych tranzystorów polowych, wypierających w wielu zastosowaniach tranzystory bipolarne."

Tyle w bardzo wielkim skrócie podaje AI. Pasjonaci elektroniki retro na pewno znają powody, przez które pierwsze kultowe tranzystory 2N3055 miały większą moc przy wyższych napięciach, ale były wolne i miały mniejsze wzmocnienie, niż tranzystory produkowane nieco później, już przy wykorzystaniu innej technologii. Tranzystory BFP520 i nieco późniejsze BFP620 były jeszcze epiplanarnymi, czyli produkowanymi dość przestarzałą metodą, co powodowało, że ich "liniowość" była stosunkowo kiepska, ale na tamte czasy były w Polsce jedynymi uniwersalnymi, dostępnymi, krzemowymi tranzystorami małej mocy, choć te spotykane w handlu miały najczęściej najniższe wzmocnienie np. z grupy II (20...35) i rzadziej III (30...90). Aż trudno uwierzyć, że byliśmy krajem tak bardzo technologicznie opóźnionym, że produkowano te tranzystory jeszcze w latach 80-tych (lub te dostępne w handlu były "leżakami magazynowymi"). Teoretycznie tranzystory w obudowach z żywicy epoksydowej (TO-92) typu BFP620 miały wzmocnienie określane przez CEMI literkami A, B, C, D, choć ja najczęściej spotykałem je w wersji bez określonej grupy (jak te, które pokazałem we wcześniejszym poście). Mam do nich duży sentyment, gdyż były dla mnie pierwszymi tranzystorami krzemowymi, na których w młodości tworzyłem rozmaite układy.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

onyx1944
Dzisiaj spróbuję pomierzyć kilka typów tranzystorów bipolarnych o większym wzmocnieniu i bardziej liniowych, po czym wrzucę je też na posiadane chińskie testery, by sprawdzić na ile dokładnie wyświetlają wyniki. Wielokrotnie zauważałem, że testery te nie nadają się do pomiarów tranzystorów o większym wzmocnieniu, określanych jako tranzystory typu "Superbeta" lub "High hFE", gdyż dla nich odwracały one kolejność podłączenia emitera z kolektorem i wyświetlały bardzo zaniżoną wartość wzmocnienia prądowego, zmuszając tranzystor do pracy w trybie inwersyjnym (odwróconym - zamieniony emiter z kolektorem; polaryzację npn i pnp pokazywały poprawnie).

Pozdrawiam serdecznie
Romek

[onyx1944]

Mierząc wartość uce przy pomiarze TC1 woltomierz łapie max Uce 3.8V trudno o więcej przy baterii 4V, specyfikacja unita wskazuje pomiary przy 2.8V. Być może dlatego występuje problem z pomiarem BFP520V gdzie Uce podawane jest dla 6V. Dla bc107 gdzie ta wartość to 5V a dla 213 i 313 gdzie to już 2V tego problemu nie ma. A przy próbie pomiaru BF214 i BF215 gdzie Uce to 10V miernik nie podejmuje walki i nie rozpoznaje komponentu.
Ciekawe jak wyglądają wyniki metoda techniczna dla niskich napięć i warunków w jakich mierzą mierniki.

Kiedyś zapytałem ai o tranzystor p9 i w odpowiedzi dostałem, że to radziecki pnp i więcej info szukać na elektrodzie

[Romekd]

To jednak nie jest kwestia zaniżonego napięcie emiter-kolektor testowanego tranzystora. Właśnie zmierzyłem tranzystor BFP621 z numerem 5, dla którego tester Frinsi LCR-P1 wskazał przy prądzie kolektora równym ok. 6 mA wzmocnienie równe zero, a TC1 pokazał, że mam włączone do wejść dwie diody krzemowe... Przy napięciu emiter-kolektor 1,8 V pomiar metoda techniczną wykazał betę tego elementu na poziomie 170! Podczas testowania tranzystora, w przypadku którego tester TC1 wykazał, że jest to tyrystor, nie zaobserwowałem żadnego dziwnego zachowania. Tranzystor działał prawidłowo i dla prądu kolektora 10 mA oraz napięcia emiter-kolektor równego 2 V, wykazywał wzmocnienie prądowe o poziomie 97. Wyniki pokazywane przez te testery naprawdę powinno się traktować z "przymrużeniem oka", jako tylko orientacyjne lub może prawdopodobne, a rzeczywiste parametry powinno się sprawdzać metodą techniczną lub korzystając z odpowiedniego miernika tranzystorów, lub charakterografu...

Sprawdzę jeszcze zachowanie się testerów dla popularnych BC548 i BC558. Zobaczymy na ile wyświetlane wyniki są zgodne z rzeczywistością.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

Czołem.
Wczorajsze próby pokazały, że tanim chińskim testerom nie można do końca ufać (właściwie to w ogóle nie można im ufać, bo często wyświetlają kompletne banialuki...). Wyniki wydają się być jeszcze w miarę poprawne przy pomiarach wzmocnienia tranzystorów małej mocy, niskiej częstotliwości, mających w miarę płaską charakterystykę wzmocnienia dla różnych wartości prądów kolektora i wzmocnienie mieszczące się w przedziale 200...700. Wartości prądu kolektora przy pomiarach tranzystorów wysokiej częstotliwości, które wyświetla tester TC1 wydają się być kompletnie bzdurne (prawie zawsze wyświetla 0,0 mA lub 5,8 mA), gdyż badane tranzystory dla pokazywanej wartości prądu mają wzmocnienia dużo wyższe niż pokazuje tester TC1 i LCR-P1 (wyświetlane wzmocnienie jest zbyt niskie jak na wyświetlany prąd kolektora /5,8 mA/, a przy zerowej wartości prądu kolektora pomiar w ogóle nie byłby możliwy), na dodatek TC1 wiele tranzystorów rozpoznaje jako dwie połączone ze sobą diody). Poniżej wzmocnienia prądowe tranzystorów BFP520V (tranzystor nr 16 to BF520VI, przez co widać dużą różnicę w wyświetlanych wynikach).
Najpierw wskazania testerów:

BFP520_tabela2.png

a poniżej wyniki uzyskane metodą techniczną, dla trzech ustalonych prądów emitera (przy obliczonych wynikach wzmocnienia prądy kolektora i emitera różnią się tylko nieznacznie, więc można było zrobić takie uproszczenie).

BFP520_beta_tech.png

Widać wyraźnie, że tranzystor nr 4 wykazuje dużą zależność wzmocnienia prądowego o prądu kolektora (to dla tego tranzystora LCR-P1 wyświetlał wzmocnie równe 5 przy prądzie kolektora 5,93 mA /pomiar metodą techniczną wskazał betę na poziomie 115 przy prądzie 5,8 mA/, a TC1 informował, że jest to tyrystor...)
Przy pomiarach innych typów tranzystorów wychodziły jeszcze lepsze "kwiatki", ale to przedstawię w następnym poście.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

W poprzednim poście wspomniałem o dziwnych odczytach chińskich mierników, wyświetlanych podczas badania pewnych elementów półprzewodnikowych. O ile mierniki te jeszcze w miarę poprawnie odczytują wzmocnienie małych tranzystorów niskiej częstotliwości, to wskazania uzyskiwane dla tranzystorów o wyższej częstotliwości granicznej często są często niewiarygodne i pokazują, że testery te mogą mieć jakieś problemy z pomiarami (np. mierzone tranzystory w ich układzie mogą się wzbudzać...). Takie niepełne lub nielogiczne odczyty uzyskałem przy pomiarach opisywanych wcześniej polskich tranzystorów BFP621, ale również mogą one wystąpić w przypadku sprawdzania tranzystorów o większym współczynniku wzmocnienia prądowego i wówczas testery te albo mierzą wzmocnienie przy zamienionych miejscami doprowadzeniach kolektora i emitera (wtedy wskazania zawsze są dużo niższe), oczywiście wyświetlając nieprawidłowo kolejność wyprowadzeń tranzystora, albo pokazują wyniki przypadkowe i nieprawdopodobne. Z kolejnością wyprowadzeń trzeba uważać, gdyż np. większość popularnych amerykańskich tranzystorów z serii 2Nxxxx ma odwrotnie wyprowadzone kolektor z emiterem w stosunku do tranzystorów polskich (np.tyów : BC237, BC307, BC337, itp.) i europejskich (np. produkowanych między innymi przez Philipsa bardzo popularnej dawniej serii BC546...BC560.
Poniżej wskazania testerów dla dwóch tranzystorów typu 2SD2144SW o dużym wzmocnieniu, których współczynnik "beta" w pomiarze metodą techniczna obu tranzystorów osiągnął wartości z przedziału 1500...1600.

2_2SD2144S-pomiar.jpg

Co ciekawe, że oba mierniki identycznie źle wyświetlają numery wyprowadzenia emitera i kolektora, gdzie kolektor w tych tranzystorach stanowi wyprowadzenie środkowe, a emiter zewnętrzne.
Poniżej rzeczywiste parametry tych tranzystorów z fragmentu noty katalogowej (mam w swoich w zbiorach egzemplarze podobnych tranzystorów o wzmocnieniu większym od 2500).

1_2SD2144S-parametry.png

Warto zwrócić uwagę, że bardzo duże wzmocnienia prądowe tranzystory te zaczynają wykazywać już od napięć kolektor-emiter równych 0,1...0,2 V, więc przyczyną złych wskazań testerów nie jest tu zbyt niskie napięcie pomiarowe, a pewnie to, że producenci testerów nie zakładali nawet tego, że pojedyncze tranzystory bipolarne mogą osiągać wzmocnienie do prawie 4000.

Dość popularne tranzystory wysokiej częstotliwości typu SS9018 mają wg katalogu następujące parametry.

3_SS9018_Fairchild.png

Tranzystory tego typu można było spotkać w głowicach UKF starych "jamników" i zestawów wieżowych i wielu amatorskich konstrukcji, gdyż były stosunkowo tanie i miały dobre parametry w szerokim zakresie częstotliwości. Tester TC1 nie wyświetla przy ich sprawdzaniu prądu kolektora, którego wskazania na wyświetlaczu wynoszą dokładnie 0,0 mA, choć wyświetlana wartość wzmocnienia prądowego jest mniej więcej prawidłowa. Jednak każdy z testerów w innym miejscu "widzi" kolektor i emiter, czyli tylko jeden z nich rozmieszczenie wyprowadzeń pokazuje prawidłowo.

4_SS9018-pomiar.jpg

Który z nich pokazuje poprawnie kolejność wyprowadzeń, można się dowiedzieć oglądając notę katalogową, zamieszczoną powyżej, gdyż wynikom pokazanym przez testery i w tym przypadku nie można ufać.

Tranzystory o jeszcze wyższej częstotliwości granicznej, np. używane w szerokopasmowych wzmacniaczach antenowych i modulatorach magnetowidów o oznaczeniu 2SC2570 (przeważnie firmy NEC) również dają nierealne wyniki pomiaru wzmocnienia i złą kolejność wyprowadzeń (znowu jeden z testerów określa ją nieprawidłowo). Tak parametry 2SC2570 widzą testery:

6_2SC2570-pomiar.jpg

Wzmocnienie dowolnego tranzystora z tym oznaczeniem (z grupą wzmocnienia H, oznaczającą współczynnik wzmocnienia prądowego z zakresu 97...146) z moich zbiorów na wyświetlaczu testera TC1
zawsze dawało wynik 340, choć wg katalogu wzmocnienie nie może przekraczać wartości 146..., gdyż tak podaje to karta katalogowa:

5_2SC2570-parametry.png

Sprawdziłem jeszcze jakie wyniki da pomiar precyzyjnych rezystorów o wartości 22 kΩ.

Pomiar rezystora 22k_1proc.jpg

No cóż, jeden tester zawyża odczyt o prawie 6% (TC1), a drugi zaniża o prawie 18% (LCR-P1). Wskazuje to na smutną prawdę, że jaka cena, taka dokładność, choć podobno ten nowszy tester można byłoby jeszcze skalibrować, choć takiej informacji nie znajdziemy w instrukcji obsługi.

Pozdrawiam
Romek