Japanische Bipolartransistoren - Parameter, Ersatz. Vergleichsdaten

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Referenzmaterialien

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An der Reparatur beteiligte Mechaniker und Funkamateure haben Schwierigkeiten, defekte Elemente, insbesondere Transistoren, in ausländischen Geräten zu ersetzen. Die Probleme beim Austausch japanischer Transistoren werden im veröffentlichten Artikel diskutiert.

Moderne Haushaltsgeräte verwenden eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen unterschiedlicher Art. Bipolartransistoren dominieren hier souverän. Obwohl sie von der Elektronikindustrie in Dutzenden Ländern Europas, Amerikas und Asiens und in den letzten Jahren sogar in Afrika und Ozeanien in großen Mengen hergestellt werden, ist der Anteil japanischer Entwicklungen und deren Verwendung in elektronischen Haushaltsgeräten höher als alle anderen zusammen. Dies gilt zumindest für Haushaltsgeräte, die in der GUS verkauft werden.

In Europa und Amerika kann die Situation anders sein. Es ist zu beachten, dass in anderen Ländern hergestellte Transistoren japanische Markierungen und dementsprechend Eigenschaften haben. Beispielsweise verwendet das südkoreanische Unternehmen LG - ELECTRONICS (ehemals GOLD STAR) in den Schaltplänen seiner Produkte häufig die Namen KTS, KTA usw., entsprechend den japanischen 2SC, 2SA usw. Bei Transistorgehäusen Japanisch und Koreanisch Markierungen sind oft gleich.

Die meisten Halbleiterkonzerne in Japan stellen neben anderen Geräten auch Bipolartransistoren her. Derzeit gehören dazu ORIZON DENKI, SANKEN DENKI, SANYO DENKI, SHINDENGEN, TOSHIBA, NEC DENKI, HITACHI, FUJITSU, FUJI DENKI, MATSUSHITA, MITSUBISHI DENKI, ROHM. Die von ihnen bereitgestellten Informationen wurden in das Verzeichnis „THE JAPANESE TRANSISTOR DATA MANUAL“, veröffentlicht in Singapur von TECH PUBLICATIONS PTE LTD. Die in diesem Artikel angegebenen Transistorparameter stammen hauptsächlich daraus.

Die Bezeichnungen der meisten Transistoren entsprechen den Anforderungen von JIS – dem japanischen Industriestandard – und sind bei der EIAJ – dem Verband der japanischen Elektronikindustrie – registriert. Bipolartransistoren werden häufig alphanumerisch gekennzeichnet, z. B. 2SC780AG. Die Zahlen und Buchstaben sind in vier Gruppen unterteilt: 1 – 2SC, 2 – 780, 3 – A, 4 – G.

Die dreistellige Bezeichnung der Transistoren der Gruppe 1 entspricht:

• 2SA - pn-r, Hochfrequenz;
• 2SB - p-n-p, Niederfrequenz;
• 2SC - npn, Hochfrequenz;
• 2SD - n-p-n, Niederfrequenz.

Gruppe 2 bezeichnet die EIAJ-Registrierungsnummer (von 11 bis 9999).

Der Buchstabe der Gruppe 3 entspricht der Modifikation (gibt die Art des Gehäuses, den Geräuschpegel usw. an).

Der Buchstabe in Gruppe 4 gibt den Anwendungsbereich an:

• G - für Kommunikation;
• D - für Produkte, die von der NTT Corporation verwendet werden;
• N - für Produkte, die von der NHK Corporation verwendet werden.

Besonders hervorzuheben ist, dass es eine Vielzahl von Transistoren gibt, deren Bezeichnungen nicht mit den oben genannten übereinstimmen und von den Herstellern selbst verbaut werden. Dies gilt hauptsächlich für Transistoren mit eingebauten Widerständen, Dioden, Oberflächenmontage-, Mikrowellen-, Baugruppen- und andere Spezialtypen. Beispielsweise verwendet NEC die Bezeichnungen AA, AB, AC, BA, BB, CE, FA, FB für Transistoren mit eingebauten Widerständen in n-p-n-Struktur; mit einer pnp-Struktur – AN, AP, AQ, AR, BN, BP, FN, FD usw. RHOM-Produkte werden als DTA, DTB, DTC, DTD bezeichnet. Transistorbaugruppen von MATSUSHITA - PU, XN; TOSHIBA - RN, HN usw.

Bei der Arbeit mit Transistoren ist zu beachten, dass deren Bezeichnungen in den Dokumentationen und Schaltplänen von den Kennzeichnungen auf den Gehäusen abweichen. Daher fehlen in den Markierungen häufig die ersten zwei oder drei Zeichen. Beispiel: 2SC3310 – C3310; 2SC3399 - 3399; DTC143 - C143 usw. Darüber hinaus kennzeichnen Hersteller Miniaturtransistoren (auf der Oberfläche montiert) in Form verschiedener Codes (Symbole, Buchstaben, Zahlen in verschiedenen Kombinationen), sodass es ohne Servicedokumentation sehr schwierig ist, sie zu verstehen.

Eine Gruppe von Gehäusen, die bei EIAJ und JEDEC (amerikanisches Bezeichnungssystem) registriert sind, weist Designs und Pinbelegungen auf, die von vielen Herstellern übernommen wurden (GEMEINSAMES ANSCHLUSSDIAGRAMM). Darüber hinaus verwenden fast alle ihre eigenen Bezeichnungssysteme für Gehäusetypen: SANKEN CONNECTION DIAGRAM, TOSHIBA CONNECTION DIAGRAM usw.

Der Ausfall von Transistoren in Haushaltsvideogeräten und anderen Arten weit verbreiteter Geräte ist ein recht häufiges Phänomen. Daher ist die spezifische Auswahl von Analoggeräten zum Ersetzen ausgefallener Transistoren von nicht geringer Bedeutung, um den ordnungsgemäßen Betrieb der reparierten Geräte und ihre Zuverlässigkeit sicherzustellen. Im Gegensatz zu Entwicklern elektronischer Geräte, die über vollständige und genaue Informationen über die Verwendung elektronischer Produkte verfügen, wird den Mechanikern in unseren Werkstätten häufig eine vollständige Informationsunterstützung vorenthalten. In vielen Fällen ersetzen sie einfach defekte Transistoren durch genau gleich funktionierende. Der Kauf der gängigsten Transistoren in Großstädten war in letzter Zeit kein großes Problem. Allerdings versagen häufig Transistoren, die nicht im Handel erhältlich oder sehr teuer sind. Hier benötigen Sie zur Auswahl von Analoga Informationen zu den Parametern und Pinbelegungen sowohl der ausgetauschten als auch der neu eingebauten Teile.

Die Ausfallursachen von Halbleiterbauelementen hängen hauptsächlich mit Überlastungen der Verlustleistung, des Stroms und der Spannung zusammen. Die größte Risikogruppe bilden Transistoren, die in den Endstufen der horizontalen und vertikalen Abtastung von Fernsehgeräten und Schaltnetzteilen arbeiten. Für eine konkrete Auswahl von Analoga reichen nicht immer nur die grundlegenden Parameter aus, die in verschiedenen populären Publikationen und Werbebroschüren von Handelsunternehmen angegeben sind.

In den hier veröffentlichten Tabellen. 1 und 2 liefern nach Meinung des Autors ausreichende Informationen für die Auswahl leistungsstarker gepulster Bipolartransistoren, deren Hauptzweck darin besteht, in horizontalen und vertikalen Abtasteinheiten von Fernsehgeräten und Monitoren sowie Schaltnetzteilen für Fernsehgeräte und Videorecorder zu arbeiten. Sie werden auch als Leistungsimpulsschalter in den verschiedensten Haushaltsgeräten eingesetzt. In der Tabelle 2 zeigt Informationen aus [2].

(zum Vergrößern klicken)

Diese Tabellen enthalten hauptsächlich Daten zu Transistoren, die im Frühjahr 1997 auf dem Radiomarkt in Rostow am Don verkauft wurden. Daher deckt die aufgeführte Nomenklatur natürlich nicht einmal ein Zehntel der Gesamtzahl der von japanischen Unternehmen hergestellten Typen ab.

Leider liefert das obige Nachschlagewerk keine vollständigen Informationen über das Vorhandensein eingebauter Komponenten (Dioden, Widerstände usw.) in Leistungsimpulstransistoren. Daher in der Tabelle. 3 listet Transistoren mit Schutzdioden zwischen Kollektor und Emitter aus [2] auf. Über das Vorhandensein von Schutzwiderständen zwischen Basis und Emitter und deren Werte liegen jedoch keine Angaben vor, daher für die gebräuchlichsten Transistoren in der Tabelle. In Abb. 3 zeigt die direkt vom Universalgerät VU-15 gemessenen Widerstände.

Es ist zu beachten, dass der Transistor 2SA1186 ein komplementäres Paar 2SC2837 hat. Darüber hinaus verfügen Geräte wie 2SD1402, 2SD1403, 2SD1545, 2SD1554, 2SD1555, 2SD1651, 2SD1710, 2SD2331, 2SD2333, S2000AF über eine Grenzfrequenz des Stromübertragungskoeffizienten von 3 MHz, 2SC4517 – 6 MHz, BU508 A und BU508DF – 7 MHz, a 2SC2023 (bei Uke = 12 V und lK = 0,2 A) und BUT11 AX - 10 MHz.

Betrachten wir einige allgemeine Ansätze zur Reparatur von Haushaltsgeräten im Zusammenhang mit dem Austausch von Leistungsbipolartransistoren. Der Komplexitätsgrad von Reparaturen in unseren Verhältnissen lässt sich wie folgt klassifizieren:

1. Einfach – auf dem Gehäuse des defekten Transistors befindet sich eine deutliche Markierung, die seinen Typ eindeutig identifiziert; Ein solches Gerät ist nicht teuer und jederzeit käuflich zu erwerben.

2. Mittlere Komplexität – der gewünschte Transistor ist, obwohl sein Typ bekannt, sehr teuer oder selten ist, gleichzeitig Referenzinformationen darüber in der angegebenen Literatur vorhanden.

3. Komplex – es ist unmöglich, den Typ des Transistors zu bestimmen, oder es gibt keine Referenzinformationen darüber; er ist auf dem lokalen Markt für elektronische Komponenten nicht erhältlich.

Beschreibungen einfacher Reparaturfälle sind für die Leser wahrscheinlich nicht von Interesse, da Unternehmen, die Transistoren verkaufen (einschließlich Funkmärkten in Großstädten), ständig die gängigsten Geräte wie 2SC3979, 2SC4517, 2SD1555, 2SD1710, BUT11, BU50B, BU2508 usw. auf Lager haben . zu einem Preis von 1 ... 3 $

Es lohnt sich jedoch, Fälle komplexer und mittelkomplexer Reparaturen zu beschreiben, da das Fehlen der erforderlichen Transistoren oder Informationen zu deren Verwendung die Reparatur der seltensten und teuersten Arten von Haushaltsgeräten um lange Zeit verzögert.

Zunächst stellen wir fest, dass es aus vielen Gründen nicht so einfach ist, geeignete inländische Analoga von Hochleistungs-Pulstransistoren auszuwählen, um fehlerhafte importierte Transistoren zu ersetzen. Das liegt nicht zuletzt am Mangel an heimischen Transistoren in Kunststoff- und Miniaturgehäusen, die über geeignete Parameter verfügen. Die einzige Ausnahme sind vielleicht Transistoren in Metallgehäusen TO-3, die inländische Analoga haben. Beispielsweise können die in Tabelle 1 aufgeführten Geräte 2SC1942 und 2SC3026 durch KT838A ersetzt werden, das über noch bessere Parameter verfügt [3] und dessen Abmessungen und Pinbelegung völlig gleich sind.

Trotz der großen Vielfalt an Gehäusetypen für Hochleistungs-Pulstransistoren weisen viele von ihnen ähnliche Gesamt- und Anschlussmaße auf, was bei Einhaltung bestimmter Voraussetzungen einen korrekten Austausch ermöglicht. In Abb. In Abb. 1 zeigt die Pinbelegung der in der Tabelle aufgeführten Transistoren. 1 und 2. Verschiedene Gehäusetypen mit ähnlichen Anschlussmaßen sind gruppiert und in einer Abbildung dargestellt. Tatsächlich weist jeder Fall individuelle Besonderheiten auf. Für die Auswahl der Analoga spielt dies jedoch keine große Rolle. Wichtig ist nur, ob der Transistor vollständig isoliert ist, ob er eine Isolierhülse in der Halterung hat oder ob der Transistorkollektor elektrisch mit der Kühlkörperplatte des Gehäuses verbunden ist.

Schauen wir uns einige typische Fälle an, in denen Transistoren durch andere Gehäuse ersetzt werden. Beispielsweise wird ein defektes Gerät in einem isolierten Gehäuse hergestellt; das Analogon ist nicht isoliert, sondern hat eine Kunststoffhülse in der Halterung. Hier reicht es aus, eine Glimmer- oder Fluorkunststoffdichtung unter dem Transistorgehäuse anzubringen. Bei Analogen ohne Isolierhülse ist eine zusätzliche Isolierung der Befestigungsschraube erforderlich. In einer Situation, in der ein fehlerhafter Transistor in einem nicht isolierten Gehäuse durch ein „Kunststoff“-Gehäuse ersetzt wird, muss die Effizienz der Wärmeabfuhr bewertet werden, da die Kristalltemperatur isolierter Transistoren unter denselben Bedingungen höher ist als die von ihre „metallischen“ Gegenstücke.

Andere Nuancen, die beim Austausch auftreten, wie z. B. kurze Leitungslängen usw., spielen bei Reparaturen keine Rolle und können leicht behoben werden. Das Hauptproblem besteht jedoch in der Auswahl der Analoga mit den erforderlichen elektrischen Parametern. Es ist jedoch zu beachten, dass es trotz der großen Anzahl hergestellter Transistortypen nicht so viele Analoga gibt, bei denen alle oder die meisten gemessenen Parameter nahe beieinander liegen. Daher ist es notwendig zu bestimmen, welche Parameter von größter Bedeutung sind und welche überhaupt nicht berücksichtigt werden müssen. Solche Schlussfolgerungen können nur gezogen werden, wenn Sie eine ziemlich klare Vorstellung von den spezifischen Bedingungen und Schaltkreisen haben, in denen der auszutauschende Transistor arbeitet.

Kommen wir zu konkreten Situationen, die in der Reparaturpraxis am häufigsten vorkommen. Dies betrifft zunächst die Auswahl von Transistoranaloga für die Ausgangsstufen von Schaltnetzteilen für Fernseher, Videorecorder und andere Haushaltsgeräte. In den Schaltnetzteilen der Videorecorder AKAI VS-G205, VS-G405, VS-G411, VS-G415, VS-G417, VS-G418, VS-G511 usw. wird ein Schlüsseltransistor 2SC4304 von SANKEN verwendet, hergestellt in ein isoliertes FM20-Gehäuse (zum Zeitpunkt des Schreibens war der Transistor nicht im Handel und ist in den Tabellen nicht enthalten). Zu den Parametern, auf die Sie bei der Auswahl von Analoga achten sollten, gehören: Uke max = 800 V, lk max = 3 A, Pk max = 35 W, h21e min = 10 (bei lk = 0,7 A), ton max = 0,7 MKS, toff max = 4,7 MKS, UKe us min = 0,5 V (bei Ik = 0,7 A).

Der Wirkungsgrad des Wandlers hängt von der Geschwindigkeit des Transistors ab (ton/toff, Abb. 2 zeigt, welcher Schaltkreis verwendet wird und wie sie ermittelt werden). Je kürzer die Transienten sind, desto weniger Verlustleistung verbraucht der Transistor. Daher führt der Austausch durch ein deutlich langsameres Gerät zwar zur Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit des Geräts, führt jedoch häufig zu wiederholten Ausfällen aufgrund einer Überhitzung des Gehäuses.

Die Sättigungsspannung UK beeinflusst in gewissem Maße den Wert des maximalen Impulsstroms des Transistors und damit die der Last zugeführte Leistung, insbesondere bei niedriger Netzspannung. Daher „ziehen uns Transistoren mit einem großen UKe manchmal nicht“, d. h. das Netzteil entwickelt nicht die erforderliche Leistung (für einen bestimmten Schaltkreis).

Zu den „Kandidaten“ für den Austausch der Transistoren in isolierten Gehäusen (in den Tabellen aufgeführt) gehören 2SC3559, 2SC3866, 2SC3979 (es gibt auch Versionen in „Metall“). Der Stromverbrauch der oben genannten AKAI-Videorecorder beträgt nicht mehr als 19 W, und wenn der Wirkungsgrad des Netzteils mit 75 % angenommen wird, beträgt die Verlustleistung des Tastentransistors nicht mehr als 5 W, was deutlich weniger ist als das maximal zulässige Maß für alle vorgeschlagenen Analoga. Ihre anderen Parameter liegen sehr nahe beieinander, sodass jeder von ihnen zum Austausch geeignet ist (der höhere UKE des 2SC3979 ist in unserem Fall aufgrund seines geringen Stromverbrauchs nicht von besonderer Bedeutung).

Das günstigste und am besten zugängliche Analogon ist 2SC3979. Zwar ist auch der günstigere BUT11AX anwendbar, aber der Mangel an vollständigen Referenzinformationen des Autors erlaubt es uns leider nicht, ihn zu empfehlen (obwohl Mechaniker in der Praxis in solchen Fällen häufig die Transistoren BUT11, BUT11A, BUT11AF, BUT11AX verwenden).

In der Vorausgangsstufe des betrachteten Netzteils kommt ein seltener Transistor 2SD2132 von RHOM zum Einsatz, der sich durch einen niedrigen Widerstand des „offenen Schlüssels“ ROTKp = 0,8 Ohm (bei IB = 1 mA), h21e = 560 auszeichnet. .2700 und Hochgeschwindigkeit fT = 350 MHz. Als Ersatz eignet sich das gängige 2SC4204 oder 2SC3246.

In den Endstufen horizontaler Abtasteinheiten von Fernsehgeräten und Monitoren werden leistungsstarke Impulstransistoren nicht weniger häufig eingesetzt. In den Fernsehgeräten FTM536, FTM542, FTM551 von FISHER kommt im Scanner der seltene Transistor 2SD1425 von TOSHIBA zum Einsatz. Es ist in einem nicht isolierten 2-16D3A-Gehäuse mit Kunststoffhülse gefertigt und weist folgende Parameter auf:

UKе max = 600 V, Iк max = 2,5 A, Рк = 80 W, h21е min = 8, UKе us = 8 V, fT = 3 MHz. Es verfügt über einen eingebauten 36-Ohm-Widerstand zwischen Basis und Emitter und in einige Versionen - und eine Schutzdiode zwischen Kollektor und Emitter. Vollwertige, nicht mangelhafte Analoga 2SD1426, 2SD1427, 2SD1428 unterscheiden sich nur im großen Ik max (3,5, 5 bzw. 6 A).

Aus den Tabellen ist ersichtlich, dass hinsichtlich der elektrischen Parameter viele andere Transistoren zum Austausch geeignet sind, diese jedoch in isolierten Gehäusen oder ohne Schutzdioden und Widerstände hergestellt werden. Diesem Umstand muss Rechnung getragen werden, indem ggf. zusätzliche Dioden und Widerstände eingebaut werden und man sich auf einen bestimmten Anschlusskreis konzentriert.

Um eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten, ist die Spannung UKе max besonders wichtig und nicht die Spannung, die üblicherweise in gängigen Nachschlagewerken UKе max angegeben wird. der für die betrachteten Transistoren immer größer ist. Daher sollten Sie sich vor Ausdrücken wie „1500-V-Transistor“ in Acht nehmen, da damit normalerweise Ukb max. gemeint ist.

Wie aus den Tabellen hervorgeht, erlauben die Hersteller selbst für „1500 V“-Transistoren Uke max von 600...800 V. Unter diesem Gesichtspunkt werden die Transistoren 2SD1402, 2SD1403, 2SD1651 die besten in Bezug auf die Zuverlässigkeit sein , 2SD1877, 2SD1878, 2SD1887 von SANYO (aus der in der Tabelle enthaltenen Nummer).

Bei der Auswahl von Transistoren für Videokameras treten besondere Schwierigkeiten auf, da es in vielen Fällen schwierig ist, auch nur den Typ des Geräts (bipolar, Feldeffekt, NPN, PNP usw.) und seinen spezifischen Namen zu bestimmen. Referenzdaten sind ebenfalls schwer zu finden. Nachfolgend sind die Parameter der wichtigsten Transistoren des Spannungswandlers aufgeführt, der in unseren weit verbreiteten PANASONIC-Camcordern verwendet wird: NV-M3000, NV-M9000, NV-MS4E, AG455 usw.

Q1001, Q1003 – 2SB1202 (p-n-p): Uke max = 50 V, lK max = 3 A, Pk = 1 W. h21E = 100...560, Uke us = 0,7 V, ton = 0,07 μs, toff = 0,48 μs, Gehäuse – SC-64 (SANYO).

Q1004 - 2SD1624 (n-p-n): Uke max = 50 V, lK max = 3 A, Pk = 0,5 VT, h21E = 100...560, Uke us = 0,5 V, ton = 0,07, 1 µs, toff = 62 µs, Gehäuse - SC-XNUMX (SANYO).

Die Hauptschwierigkeit beim Austausch dieser Transistoren liegt in ihrer Miniaturgröße. Verfügbare Transistoren mit geeigneten Parametern lassen sich nur schwer in einem sehr kleinen Volumen unter der Abschirmung des Spannungswandlers unterbringen, und ihre Platzierung außerhalb der Abschirmung ist aufgrund des hohen erzeugten Rauschpegels nicht akzeptabel (die Betriebsfrequenz des Wandlers beträgt etwa 500 kHz). .

Im betrachteten Fall kann der Transistor 2SB1202 durch die weniger seltenen 2SA1241, 2SA1244 (beide im SC-64-Gehäuse), 2SA1020 (TO-92MOD-Gehäuse), 2SB892 (SC-51-Gehäuse) sowie durch das ersetzt werden inländische 2T836A, die etwas langsamer sind (Tonne = 0,3 μs) und Stromübertragungskoeffizient (h21E = 80... 125).

Der relativ seltene Transistor 2SD1207 im SC-51-Gehäuse kann als enges Analogon zum 2SD1624 angesehen werden. Es ist realistisch, inländische KT630D, KT630E zu verwenden, obwohl in diesem Fall eine geringfügige Designänderung des Spannungswandlers erforderlich ist (Erhöhung der Höhe der Bildschirmabdeckungspfosten).

Abschließend geben wir ein Beispiel für den Austausch der Ausgangstransistoren von Bildabtasteinheiten von Fernsehgeräten. In modernen Geräten werden sie hauptsächlich auf speziellen Mikroschaltungen hergestellt, und in Modellen der 70er und 80er Jahre wurden diskrete Transistoren verwendet. Die Vertical-Scan-Ausgangsstufe des HITACHI - CR415 TV (Bildröhre 370CAB22, 37 cm Diagonale) besteht aus einem komplementären Transistorpaar 2SB546 (pnp) und 2SD401 (npn), gekennzeichnet durch Uke max = 150 V, IKmax = 2 A, Pk = 25 W, h21E = 40...200, fT = = 5 MHz, Uke us = 1 V, IKB arr = 50 μA, Gehäuse - TO-220 AB. Transistoren sind nicht sehr verbreitet und daher Mangelware. Sie entsprechen jedoch fast vollständig den heimischen KT850V (n-p-n) und KT851V (p-n-p) und können natürlich problemlos durch diese ersetzt werden.

Literatur

1. Morita A. Hergestellt in Japan. - M.: Verlag. Gruppe „Fortschritt“. - „Univers“, 1993, S. 111-118.
2. bipolare Transistoren. - Elektronische Komponenten, 1996, Nr. 1, p. 41-44.
3. Transistor KT838 A. - Radio, 1994, Nr. 3, p. vier; Nr. 4, p. 4.

Autor: Yu. Petropawlowsky, Taganrog

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