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Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors
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30.08.23 19:18
Volker 

WGF-Premiumnutzer

30.08.23 19:18
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors

Hallo zusammen,

vielleicht kennt ein Halbleiterspezialist diesen Effekt einer für mich rätselhaften Ausgangskennlinienschar eines NPN-Siliziumtransistors:

So sieht eine typische Ausgangskennlienenschar aus. X-Achse: Spannung zwischen Emitter und Kollektor Uce. Uce geht immer bis 8 Volt bei meinem Kennlinienschreiber. Y-Achse: Kollektorstrom Ic. Die verschiedenen Kennlinien entstehen durch die schrittweise Erhöhung des Basisstroms. Das macht der Kennlinienschreiber so schnell, bis ein stehendes Bild entsteht:



Und das hier ist das rätselhafte Exemplar:



Sein Datenblatt: https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mje13007-d.pdf

"MJE13007
Switch-mode NPN Bipolar
Power Transistor
For Switching Power Supply Applications
The MJE13007 is designed for high−voltage, high−speed power
switching inductive circuits where fall time is critical. It is particularly
suited for 115 and 220 V switch−mode applications such as Switching
Regulators, Inverters, Motor Controls, Solenoid/Relay drivers and
Deflection circuits."

Übersetzung: "MJE13007
Bipolarer NPN-Schalttransistor
Leistungstransistor
Für Schaltnetzteilanwendungen
Der MJE13007 wurde für induktive Schaltkreise mit hoher Spannung und schnellen, geschalteten
induktiven Schaltkreise, bei denen die Abfallzeit kritisch ist, entworfen. Er ist besonders
für 115- und 220-V-Schaltnetzteilanwendungen wie Schaltregler, Wechselrichtern, Motorsteuerungen, Magnet-/Relaistreibern und
Ablenkungsschaltungen geeignet."

Er zeigt folgende Daten im Transistortester. Auffallend der niedrige Stromverstärkungsfaktor, der laut Datenblatt normal ist:



Rein damit in den Kennlinienschreiber:



Die oberste Kennlinie zeigt einen Ic = 40 mA. Aber es entsteht eine Spitze von 110 mA:



Zweiter Versuch mit geringeren Strömen. Die oberste Kennlinie zeigt einen Ic = 4 mA. Aber es entsteht eine Spitze von fast 16 mA:



Was ist das für ein merkwürdiger Effekt? Ist der Transistor defekt oder ist das normal? Im Datenblatt nichts darüber gefunden.

Die Stromspitze ändert sich nicht, wenn man den Transistor berührt. Deshalb kann man Schwingneigung meiner Ansicht nach ausschließen. Bis jetzt (31.8.23 7:12) keine Erklärung gefunden.

Der Transistorkennlinienschreiber ist hier beschrieben:

https://elektronikbasteln.pl7.de/transis...-als-bauprojekt

https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=255&page=1

Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

Zuletzt bearbeitet am 31.08.23 07:25

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normalesTransistorausgangskennlinienfeld.jpg normalesTransistorausgangskennlinienfeld.jpg (32x)

Mime-Type: image/jpeg, 173 kB

merkwuerdigerTransistor.jpg merkwuerdigerTransistor.jpg (34x)

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kennlinienschreiber.jpg kennlinienschreiber.jpg (35x)

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icmax40ma.jpg icmax40ma.jpg (38x)

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icmax4mA.jpg icmax4mA.jpg (42x)

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31.08.23 08:22
HB9 

WGF-Premiumnutzer

31.08.23 08:22
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors

Hallo Volker,

interessantes Verhalten, kenne ich so nicht.
Denkbar ist, dass das der Sättigungseffekt ist. Bipolartransistoren haben die Eigenschaft, dass sie relativ lange brauchen, um wieder aus der Sättigung zu kommen, wenn sie mal gesättigt sind (also Spannung zwischen Kollektor und Emitter kleiner als zwischen Basis und Emitter, und es fliesst Basisstrom). Ganz am Anfang der Kennlinie (Kollektorspannung < 0.7V) ist das ja der Fall. Erst wenn der Sättigungsbereich verlassen wird, arbeitet der Transistor als Stromquelle.

Gruss HB9

31.08.23 11:33
Volker 

WGF-Premiumnutzer

31.08.23 11:33
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors

Hallo HB9,

noch ein Tipp. Senkt man die maximale Kollektor-Emitterspannung, dann geht auch im gleichen Verhältnis der Strom dieser Spitze zurück. Diese Spannung kann man durch einen Trick absenken, indem die Netzspannung des Kennlinienschreibers unterbrochen wird. Dann dauert es noch zwei Sekunden, bis sich die Ladeelkos des Netzteils entladen haben und die maximale Spannung zwischen C und E sinkt in Zeitlupe von 8 Volt auf 0 Volt zusammen. Die Stromspitze entsteht also, wenn die Uce-Spannung reduziert wird, was für einen Sättigungseffekt spricht.

Man kann auch einen Brumm auf der Kennlinienschar erzeugen, wenn man die Fingerkuppen zwischen C und B presst. Dann sieht man die horizontalen Abschnitte der Kennlinien wellenförmig verbrummt. Der Transistor macht also, was er soll.


Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

01.09.23 08:55
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

01.09.23 08:55
MB-RADIO 

WGF-Premiumnutzer

Re: Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors

Hallo Volker,

kannst Du das händisch nachvollziehen ? Nicht daß das eine Fehlfunktion deines Schreibers ist.

Also einfach mal Ic messen und Ib per hand langsam erhöhen. Wäre interessant, ob die Spitze dann auch auftritt.

Viele Grüße
Bernd

Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)

01.09.23 17:09
Volker 

WGF-Premiumnutzer

01.09.23 17:09
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Merkwürdige Kennlienenschar eines NPN-Transistors

Hallo Bernd,

habe mir auch schon überlegt einen weiteren Schalter in den Kennlinienschreiber einzubauen, um die Frequenz der Dreieckspannung herabsetzen zu können, damit man eventuelle Speichereffekte besser beurteilen kann.


Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

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