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Sel(R)

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Radebeul,
10.10.2021,
21:57
 

Transistor 2SC5022 überrascht mich (Bauelemente)

Habe einen meiner beiden Transistoren in meine Schaltung geklemmt. Vorerst als Parallelregler zum stabilisieren von 1 kVolt. Funzt super.

Jedoch gefiel dem Treibertransistor für den 2SC... sein Basiswiderstand nicht und die beiden trennten sich blitzartig (im wahrsten Sinne des Wortes). Der Transistor im Parallelzweig machte Pause (sperrte) und die Ausgangsspannung schnellte, weil von der Last befreit, lustig in unerwartete Höhen. An der CE-Strecke vom 2SC... lagen satte 2160 Volt. Ich war nicht im Zimmer, kam erst 20min nach dem "Unfall" zu der Schaltung. Eben wie es bei einem Probelauf so ist.

Ich schaltete alles ab, brückte die Hochspannung und baute den 2SC... aus. Eine Prüfung bestätigte die Unversehrtheit des Transistors.

Wie kann das sein? Dem Datenblatt nach ist das absolute Maximum 1500 Volt über der CE-Strecke. Mit so viel Sicherheit baut doch kein Hersteller!

LG Sel

Anhang...
Habe den Widerstand richtig dimensioniert und den Treiber ersetzt. Falls jetzt nochmal sowas passieren sollte, dann sorgt ein Varistor für den notwendigen Kurzschluß und eine Schmelzsicherung am Eingang vom Transverter macht das Licht aus.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
15.10.2021,
04:49
(editiert von Sel
am 15.10.2021 um 05:08)


@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» Was für eine regelbare Hochspannungsquelle verwendest du?

Ich schalte mehrere Inverter (ehemals für die Hintergrundbeleuchtung der Lampen von einem älteren TV) in Reihe. Danach Gleichrichtung und kleinen Ladekondensator. Gedimmt wird über den IC zur Ansteuerung. Passt natürlich nur für sehr kleine Lasten. Oder man könnte sich ein Kaskade basteln, doch die kleinen Inverter haben dafür zu wenig Leistung.

Für mehr "Bumms" habe ich mir ein Netzteil gebat mit einem Trafo, sekundär 1,6kV bei 40mA. Da dran hängt eine Gleichrichtung und ein Ladekondensator 1uF. Geregelt wird primär über Sparstelltrafo.

Nebenbei, an so eine Inverterschaltung mit strombegrenzendem Widerstand kann man (mache ich aber nicht) bestimmt anfassen. Tut sicher nicht so sehr weh. Aber die Trafovariante mit 50Hz/100Hz und dem großen Kondensator dürfte ein sicheres Ableben garantieren.

Hochspannung ist und bleibt gefährlich, sollte man immer dran denken. Grade parasitäre Kapazitäten oder irgendwelche Kriechströme sind verdammt unangenehm, mindestens! Koronaeffekte oder überspringende Funken sind eher bei noch höheren Spannungen ein beachtenswerter Faktor.

LG Sel

GST

14.10.2021,
23:46

@ Wolfgang Horejsi

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » Der Hersteller wird die 1500V über einen weiten Temperaturbereich
» » » garantieren. Mich wundert es nicht, dass der Transistor bei
» » Raumtemperatur
» » » mehr aushält.
» »
» » Er hält mehr aus, wenn er warm wird.
»
» Ist das so? Der unerwünschte Sperrstrom erhöht sich ja.

Der Lawineneffekt ist der meistens auftretende Durchbruchmechanismus bei Transistoren und der ist temperaturabhängig, weil die freie Weglänge der Ladungsträger kleiner wird und dadurch die erforderliche Feldstärke für einen Energiezuwachs größer wird, steigt die Durchbruchspannung mit der Temperatur an.

Wolfgang Horejsi(R)

14.10.2021,
22:18

@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » Der Hersteller wird die 1500V über einen weiten Temperaturbereich
» » garantieren. Mich wundert es nicht, dass der Transistor bei
» Raumtemperatur
» » mehr aushält.
»
» Er hält mehr aus, wenn er warm wird.

Ist das so? Der unerwünschte Sperrstrom erhöht sich ja.

GST

14.10.2021,
19:54

@ Wolfgang Horejsi

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» Der Hersteller wird die 1500V über einen weiten Temperaturbereich
» garantieren. Mich wundert es nicht, dass der Transistor bei Raumtemperatur
» mehr aushält.

Er hält mehr aus, wenn er warm wird.

Wolfgang Horejsi(R)

14.10.2021,
12:36

@ Sel

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» Ich schaltete alles ab, brückte die Hochspannung und baute den 2SC... aus.
» Eine Prüfung bestätigte die Unversehrtheit des Transistors.
»
» Wie kann das sein? Dem Datenblatt nach ist das absolute Maximum 1500 Volt
» über der CE-Strecke. Mit so viel Sicherheit baut doch kein Hersteller!
»

Der Hersteller wird die 1500V über einen weiten Temperaturbereich garantieren. Mich wundert es nicht, dass der Transistor bei Raumtemperatur mehr aushält.

GST

14.10.2021,
11:53

@ Sel

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» Habe die beiden neuen 2SC4913, welche ich gekauft habe, nach deinem
» Vorschlag überprüft. Beide konnte ich bis 3100V hochfahren. Da passierte
» noch gar nichts, doch mehr regelbare Hochspannung habe ich im Moment nicht.
» Laut Datenblatt verkraften die Transistoren 2kV als Minimum.
»
» Der Versuch reicht mir. In Verbindung mit den Varistoren als
» Überspannungsschutz passiert nun ganz sicher nix mehr.
»
» LG Sel

Halio Sel,

50% sind ja ordentlich. Der Hersteller geht wohl auch auf Nummer sicher.
Was für eine regelbare Hochspannungsquelle verwendest du?
Gruß
GST

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
13.10.2021,
21:46

@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

Habe die beiden neuen 2SC4913, welche ich gekauft habe, nach deinem Vorschlag überprüft. Beide konnte ich bis 3100V hochfahren. Da passierte noch gar nichts, doch mehr regelbare Hochspannung habe ich im Moment nicht. Laut Datenblatt verkraften die Transistoren 2kV als Minimum.

Der Versuch reicht mir. In Verbindung mit den Varistoren als Überspannungsschutz passiert nun ganz sicher nix mehr.

LG Sel

GST

13.10.2021,
20:07

@ Sel

Transistor 2SC5022 überrascht mich

Nimm doch den 2SC und messe seine Spannungsfestigkeit. Sozusagen eine Selektion. Ich vermute die Hersteller machen das auch so.
Sobald der Sperrstrom ansteigt ansteigt bist du im Durchbruchbereich. Halte den Strom nur klein.
Der geht dir deswegen nicht kaputt.

Steffen

12.10.2021,
22:54

@ Sel

Transistor 2SC5022 überrascht mich

Was spricht gegen IGBT?

Gruß Steffen

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
12.10.2021,
19:29
(editiert von Sel
am 12.10.2021 um 19:36)


@ Itzlbritzl

Transistor 2SC5022 überrascht mich

Hab mal den ganzen oberen Kram gelöscht. Tut mir leid, aber ich hasse das ewige Mitschleppen von bereits Geschriebenem. Kann man doch nachlesen, wenn man seine Antwort schreibt. Aber nicht die alten Postings mitschleppen um 5 Zeilen (oder so) an Antwort dranzuhängen. Werde ich nie verstehen, diese Unart.
***
Damit mir der Transistor sicher nicht durchgeht bei einem Fehler in der Schaltung, bestellte ich mir nun den 2SC4913 mit einer Spannungsfestigkeit von mind. 2kV. Damit habe ich spannungmäßig Reserve, lediglich bei der Leistung muß ich aufpassen (der Transistor verträgt nur 20mA und 1,5W). Oder kennt jemand einen Transistor, welcher 2kV mit mind. 50mA und 10W aushält? Nur BJT, kein Mosfet!

LG Sel

Itzlbritzl(R)

11.10.2021,
21:45

@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » » » » » » Doch, durchschlagen aufgrund der Spannung kann er. Dann
» reicht
» » » » auch
» » » » » » » relativ
» » » » » » » » kleine Leistung/Energie weil der Durchschlag punktuell
» erfolgt
» » -
» » » » » siehe
» » » » » » » ESD.
» » » » » » »
» » » » » » » ESD ist bei Bipolatransistoren nicht so das Problem, da keine
» » » » » » » hochisolierenden Schichten vorleigen
» » » » » »
» » » » » » ESD war ein Beispiel, es ist aber nicht nur die Verlustleistung
» » nach
» » » » » » Datenblatt ausschlaggebend sondern die Stromdichte an einer
» » Stelle.
» » » » Das
» » » » » » tötet das Bauteil. Durchschläge sind punktuell, ausgelöst durch
» » die
» » » » » » Spannung.
» » » » »
» » » » » Schau dir mal an wie eine Z-Diode funktioniert oder der Durchbruch
» » » einer
» » » » » B-E-Strecke.
» » » »
» » » » Also einen zener Durchbruch (komplett anderer Effekt) oder eine BE
» » » Strecke
» » » » mit einer gesperrten Kollektor Emitter Strecke zu vergleichen ist
» » schon
» » » ein
» » » » ziemlich schmales Brett...
» » » »
» » » » Zumal BE Strecken selten durchbrechen, das muss man schon thermisch
» » » » ziemlich übertreiben, weil: leitende Richtung. Da sperrt nix. Also
» » ganz
» » » » anderer Effekt.
» » » »
» » » » Puste Mal mit 16kV auf eine Z Diode und schau's dir im REM an, da
» » wirst
» » » du
» » » » überrascht sein
» » »
» » » Das stimmt alles so nicht.
» » » Die Durchbruchspannung hängt vorwiegend von der Dotierung ab. Je
» weniger
» » » dotiert ist, desto höher ist die Durchbruchspannung. Übringens nimmt
» die
» » » Durchbruchspannung mit der Temperatur zu und nicht ab. Jedenfalls
» » zerstört
» » » der Lawineneffekt, also der Durchbruch bei zu hoher Spannung, keinen
» » » Halbleiter solange der Strom niedrig ist.
» » » Der bipolare Halbleiter bricht auch nicht abrupt durch sondern so wie
» » bei
» » » einer Z-Diode.
» » » Schau dir einfach mal den Lawineneffekt an, der ist nämlich für den
» » » Durchbruch verantwortlich.
» » » B-E-Strecken werden auch als Z-Dioden verwendet. Nimm doch einen
» » Transistor
» » » und probiere es aus. Dabei Widerstand nicht vergessen ;-)
» »
» » Ich glaube wir reden vom gleichen...vllt war meine Wortwahl nicht
» » konsequent bezüglich Durchbruch und durchschlag.
» »
» » Also:
» »
» » Ich meinte zu Beginn Durchschlag: viel zu viel Spannung, durchschlagen,
» » hohe punktuelle Stromdichte, Halbleiter kaputt, eventuell Kaskadeneffekt
» » durch aufschmelzen, tot.
»
» Bei bipolaren Transistoren ist der Durchbruch durch den Lawineneffekt
» begründet. Selbst bei Spannungen unterhalb der Durchbruchspannung fliesst
» ein Sperrstrom. Dieser wird im Bereich der Durchbruchspannung lawinenartig
» höher.
» Wenn du Transistoren mit Metalloxid oder anderen hochisolierenden Schichten
» meinst, dann kann es zu solchen Durchschlägen kommen aber dann ist auch die
» Isolierschicht zerstört. Diese gibt es bei bipolaren Transistoren aber
» nicht.

Würde der Lawineneffekt in 0 Zeiteinheiten einsetzen, ja. Tut er aber nicht.

»
» »
» » Durchbruch: so gewollt per Design oder parasitär, hier gilt natürlich
» die
» » maximale Verlustleistung. Zenereffekt, Lawinen Durchbrüche und wie sie
» » nicht alle heißen. Reversibel.

GST

11.10.2021,
21:20

@ Itzlbritzl

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » » » » » Doch, durchschlagen aufgrund der Spannung kann er. Dann reicht
» » » auch
» » » » » » relativ
» » » » » » » kleine Leistung/Energie weil der Durchschlag punktuell erfolgt
» -
» » » » siehe
» » » » » » ESD.
» » » » » »
» » » » » » ESD ist bei Bipolatransistoren nicht so das Problem, da keine
» » » » » » hochisolierenden Schichten vorleigen
» » » » »
» » » » » ESD war ein Beispiel, es ist aber nicht nur die Verlustleistung
» nach
» » » » » Datenblatt ausschlaggebend sondern die Stromdichte an einer
» Stelle.
» » » Das
» » » » » tötet das Bauteil. Durchschläge sind punktuell, ausgelöst durch
» die
» » » » » Spannung.
» » » »
» » » » Schau dir mal an wie eine Z-Diode funktioniert oder der Durchbruch
» » einer
» » » » B-E-Strecke.
» » »
» » » Also einen zener Durchbruch (komplett anderer Effekt) oder eine BE
» » Strecke
» » » mit einer gesperrten Kollektor Emitter Strecke zu vergleichen ist
» schon
» » ein
» » » ziemlich schmales Brett...
» » »
» » » Zumal BE Strecken selten durchbrechen, das muss man schon thermisch
» » » ziemlich übertreiben, weil: leitende Richtung. Da sperrt nix. Also
» ganz
» » » anderer Effekt.
» » »
» » » Puste Mal mit 16kV auf eine Z Diode und schau's dir im REM an, da
» wirst
» » du
» » » überrascht sein
» »
» » Das stimmt alles so nicht.
» » Die Durchbruchspannung hängt vorwiegend von der Dotierung ab. Je weniger
» » dotiert ist, desto höher ist die Durchbruchspannung. Übringens nimmt die
» » Durchbruchspannung mit der Temperatur zu und nicht ab. Jedenfalls
» zerstört
» » der Lawineneffekt, also der Durchbruch bei zu hoher Spannung, keinen
» » Halbleiter solange der Strom niedrig ist.
» » Der bipolare Halbleiter bricht auch nicht abrupt durch sondern so wie
» bei
» » einer Z-Diode.
» » Schau dir einfach mal den Lawineneffekt an, der ist nämlich für den
» » Durchbruch verantwortlich.
» » B-E-Strecken werden auch als Z-Dioden verwendet. Nimm doch einen
» Transistor
» » und probiere es aus. Dabei Widerstand nicht vergessen ;-)
»
» Ich glaube wir reden vom gleichen...vllt war meine Wortwahl nicht
» konsequent bezüglich Durchbruch und durchschlag.
»
» Also:
»
» Ich meinte zu Beginn Durchschlag: viel zu viel Spannung, durchschlagen,
» hohe punktuelle Stromdichte, Halbleiter kaputt, eventuell Kaskadeneffekt
» durch aufschmelzen, tot.

Bei bipolaren Transistoren ist der Durchbruch durch den Lawineneffekt begründet. Selbst bei Spannungen unterhalb der Durchbruchspannung fliesst ein Sperrstrom. Dieser wird im Bereich der Durchbruchspannung lawinenartig höher.
Wenn du Transistoren mit Metalloxid oder anderen hochisolierenden Schichten meinst, dann kann es zu solchen Durchschlägen kommen aber dann ist auch die Isolierschicht zerstört. Diese gibt es bei bipolaren Transistoren aber nicht.

»
» Durchbruch: so gewollt per Design oder parasitär, hier gilt natürlich die
» maximale Verlustleistung. Zenereffekt, Lawinen Durchbrüche und wie sie
» nicht alle heißen. Reversibel.

Itzlbritzl(R)

11.10.2021,
21:11

@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » » » » Doch, durchschlagen aufgrund der Spannung kann er. Dann reicht
» » auch
» » » » » relativ
» » » » » » kleine Leistung/Energie weil der Durchschlag punktuell erfolgt -
» » » siehe
» » » » » ESD.
» » » » »
» » » » » ESD ist bei Bipolatransistoren nicht so das Problem, da keine
» » » » » hochisolierenden Schichten vorleigen
» » » »
» » » » ESD war ein Beispiel, es ist aber nicht nur die Verlustleistung nach
» » » » Datenblatt ausschlaggebend sondern die Stromdichte an einer Stelle.
» » Das
» » » » tötet das Bauteil. Durchschläge sind punktuell, ausgelöst durch die
» » » » Spannung.
» » »
» » » Schau dir mal an wie eine Z-Diode funktioniert oder der Durchbruch
» einer
» » » B-E-Strecke.
» »
» » Also einen zener Durchbruch (komplett anderer Effekt) oder eine BE
» Strecke
» » mit einer gesperrten Kollektor Emitter Strecke zu vergleichen ist schon
» ein
» » ziemlich schmales Brett...
» »
» » Zumal BE Strecken selten durchbrechen, das muss man schon thermisch
» » ziemlich übertreiben, weil: leitende Richtung. Da sperrt nix. Also ganz
» » anderer Effekt.
» »
» » Puste Mal mit 16kV auf eine Z Diode und schau's dir im REM an, da wirst
» du
» » überrascht sein
»
» Das stimmt alles so nicht.
» Die Durchbruchspannung hängt vorwiegend von der Dotierung ab. Je weniger
» dotiert ist, desto höher ist die Durchbruchspannung. Übringens nimmt die
» Durchbruchspannung mit der Temperatur zu und nicht ab. Jedenfalls zerstört
» der Lawineneffekt, also der Durchbruch bei zu hoher Spannung, keinen
» Halbleiter solange der Strom niedrig ist.
» Der bipolare Halbleiter bricht auch nicht abrupt durch sondern so wie bei
» einer Z-Diode.
» Schau dir einfach mal den Lawineneffekt an, der ist nämlich für den
» Durchbruch verantwortlich.
» B-E-Strecken werden auch als Z-Dioden verwendet. Nimm doch einen Transistor
» und probiere es aus. Dabei Widerstand nicht vergessen ;-)

Ich glaube wir reden vom gleichen...vllt war meine Wortwahl nicht konsequent bezüglich Durchbruch und durchschlag.

Also:

Ich meinte zu Beginn Durchschlag: viel zu viel Spannung, durchschlagen, hohe punktuelle Stromdichte, Halbleiter kaputt, eventuell Kaskadeneffekt durch aufschmelzen, tot.

Durchbruch: so gewollt per Design oder parasitär, hier gilt natürlich die maximale Verlustleistung. Zenereffekt, Lawinen Durchbrüche und wie sie nicht alle heißen. Reversibel.

GST

11.10.2021,
20:58

@ Itzlbritzl

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » » » Doch, durchschlagen aufgrund der Spannung kann er. Dann reicht
» auch
» » » » relativ
» » » » » kleine Leistung/Energie weil der Durchschlag punktuell erfolgt -
» » siehe
» » » » ESD.
» » » »
» » » » ESD ist bei Bipolatransistoren nicht so das Problem, da keine
» » » » hochisolierenden Schichten vorleigen
» » »
» » » ESD war ein Beispiel, es ist aber nicht nur die Verlustleistung nach
» » » Datenblatt ausschlaggebend sondern die Stromdichte an einer Stelle.
» Das
» » » tötet das Bauteil. Durchschläge sind punktuell, ausgelöst durch die
» » » Spannung.
» »
» » Schau dir mal an wie eine Z-Diode funktioniert oder der Durchbruch einer
» » B-E-Strecke.
»
» Also einen zener Durchbruch (komplett anderer Effekt) oder eine BE Strecke
» mit einer gesperrten Kollektor Emitter Strecke zu vergleichen ist schon ein
» ziemlich schmales Brett...
»
» Zumal BE Strecken selten durchbrechen, das muss man schon thermisch
» ziemlich übertreiben, weil: leitende Richtung. Da sperrt nix. Also ganz
» anderer Effekt.
»
» Puste Mal mit 16kV auf eine Z Diode und schau's dir im REM an, da wirst du
» überrascht sein

Das stimmt alles so nicht.
Die Durchbruchspannung hängt vorwiegend von der Dotierung ab. Je weniger dotiert ist, desto höher ist die Durchbruchspannung. Übringens nimmt die Durchbruchspannung mit der Temperatur zu und nicht ab. Jedenfalls zerstört der Lawineneffekt, also der Durchbruch bei zu hoher Spannung, keinen Halbleiter solange der Strom niedrig ist.
Der bipolare Halbleiter bricht auch nicht abrupt durch sondern so wie bei einer Z-Diode.
Schau dir einfach mal den Lawineneffekt an, der ist nämlich für den Durchbruch verantwortlich.
B-E-Strecken werden auch als Z-Dioden verwendet. Nimm doch einen Transistor und probiere es aus. Dabei Widerstand nicht vergessen ;-)

Itzlbritzl(R)

11.10.2021,
20:42

@ GST

Transistor 2SC5022 überrascht mich

» » » » Doch, durchschlagen aufgrund der Spannung kann er. Dann reicht auch
» » » relativ
» » » » kleine Leistung/Energie weil der Durchschlag punktuell erfolgt -
» siehe
» » » ESD.
» » »
» » » ESD ist bei Bipolatransistoren nicht so das Problem, da keine
» » » hochisolierenden Schichten vorleigen
» »
» » ESD war ein Beispiel, es ist aber nicht nur die Verlustleistung nach
» » Datenblatt ausschlaggebend sondern die Stromdichte an einer Stelle. Das
» » tötet das Bauteil. Durchschläge sind punktuell, ausgelöst durch die
» » Spannung.
»
» Schau dir mal an wie eine Z-Diode funktioniert oder der Durchbruch einer
» B-E-Strecke.

Also einen zener Durchbruch (komplett anderer Effekt) oder eine BE Strecke mit einer gesperrten Kollektor Emitter Strecke zu vergleichen ist schon ein ziemlich schmales Brett...

Zumal BE Strecken selten durchbrechen, das muss man schon thermisch ziemlich übertreiben, weil: leitende Richtung. Da sperrt nix. Also ganz anderer Effekt.

Puste Mal mit 16kV auf eine Z Diode und schau's dir im REM an, da wirst du überrascht sein