leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Деградация



Интересно наблюдать за эволюцией интернет-ресурсов по электронике. Старые форумы заполнены старожилами, так называемыми олдфагами, они совершенно не меняются. Думаю, что дело даже не в олдфагах, а в администрации, которая тоже не меняется. Несменяемость власти всегда приводит к задержке развития. Эволюция ресурсов по электронике проходит не через их изменение, а через гибель старых и появление новых. Как и в живом мире - смерть придумана не просто так, это инструмент развития. Один человек не может вобрать в себя мудрость нескольких поколений. Он обязан умереть и предоставить место другому, молодому. Бессмертие - самый глупый тренд, который только можно себе представить.



Любопытно, что сейчас сайт mysku.ru стал заменой радиолюбительским форумам. Изначально mysku.ru предназначался для обмена артикулами (sku) товаров, которые можно заказать в интернет-магазинах типа AliExpress. Но сейчас здесь описываются самые интересные радиолюбительские проекты. Поменялась сама технология конструирования — сейчас собирают из готовых блоков, не вникая в их внутреннюю структуру. Для меня это дико, хотя это намного производительней, чем делать все с нуля. С другой стороны, почти никто не делал сам радиолампы, и уж точно никто не делал сам транзисторы и микросхемы. Поэтому в сборке конструкций из блоков нет никакого стыда. Вопрос лишь в уровне итоговой конструкции.

Сегодня наблюдается явное голодание радиолюбителей по творческим темам. Всё можно купить в готовом виде, это будет дешевле и лучше, чем сделать самому. Это голодание выливается в чудовищные вещи - делают каких-то никому не нужных роботов, какие-то игрушки, с которыми никто не будет играть, и прочую высосанную из пальца чушь. Когда были плохие времена, в СССР в начале 80-х был дефицит всего. Электронная техника стоила заоблачных денег. Купить ее мог далеко не каждый. Тогда вполне логичным было заниматься творчеством. Лично я сделал всю звуковую аппаратуру сам - проигрыватель, магнитофон, усилитель, колонки. Если бы не сделал, то не смог бы слушать музыку. А сегодня - за каким лешим что-то делать? Почти даром отдают готовое. Но есть люди, которым хочется что-то делать своими руками. Это может быть иррациональным, но хочется именно сделать, а не купить. В этом плане я не вижу никакой деградации, сейчас самодельщиков не меньше, чем во времена тотального дефицита. Но что они делают? На Youtube есть видео, где с задействованием множества станков и материалов делают модель двигателя на электромагнитах. Есть еще одно видео, где тоже куча станков задействована и в итоге появляется пафосное устройство, служащее кондуктором для сверления отверстий для шкантов. Чувствуется, что из пальца уже высосано всё, скоро придется сосать голые кости.

Радиолюбители - для многих это слово ругательное, так как на выходе они часто выдают чудовищные вещи. Фотография радиолюбительского устройства часто вызывает лишь одну мысль - "Как это развидеть?" Некоторые возражают - хорош сам факт, что человек что-то сделал сам. Но хорош ли? Если родилось чудовище, это плюс или минус?

Среди всех групп радиолюбителей могу выделить аудиофилов. У них чаще других попадаются красивые корпуса, красивые печатные платы. Само по себе конструирование аудио является абсурдным, все можно дешево купить в готовом виде. Но если есть жажда творчества - почему бы и нет? Творят обычно в области аналогового аудио, что с точки зрения электроники является примитивным и все это описано в книге Дугласа Сэлфа. Конечно, можно найти укромные уголки, типа входных каскадов УВ, но обычно до этого дело не доходит.

Интересен и другой факт. На форумах по аудио часто перетираются темы по каким-то промышленным аппаратам. В том числе, отечественной разработки. Куча мифов, домыслов. Где люди, которые это всё проектировали? Им что, сложно рассказать? Но они молчат. Это их выбор, конечно. Но что надо сделать, чтобы заставить их говорить?

С другой стороны, может им и нечего сказать. Николай Сухов на своем Youtube-канале (Nick Twobiker) выложил несколько интервью с разработчиками аппаратуры магнитной записи. Извините, но такое впечатление, что или они впали в старческий маразм, или их подменили. Путаются в элементарных терминах, ходят вокруг да около, несут всякую чушь. Не удивительно, что отечественная техника была такой отстойной. Или умеют делать, но не умеют говорить?

Но все это отклонение от темы. Я хотел рассказать про mysku. Один человек там делает обзоры каких-то реле напряжения, типа при перенапряжении они должны вырубать нагрузку, защищая ее. Есть замечания по делу, а есть наезды на пустом месте. Любимая тема электронщиков, считающих себя крутыми - гнобить других по поводу надежности и помехоустойчивости. Если разобраться, эти два качества нужны лишь в редких случаях. Но считается, что ты не крутой перец, если не принял 100500 мер по надежности. И не взвинтил цену на столько же, но об этом промолчим.

Если построить график зависимости прибыльности выпуска какого-то электронного изделия от его надежности, то он будет иметь четко выраженный максимум. Дальше сильно растут затраты, а излишняя надежность остается невостребованной. Разве что разработчик может радоваться, что после морального устаревания все его изделия попадают на свалку исключительно в рабочем состоянии.

Так вот, наезд состоялся на схемотехническое решение, когда на базу транзистора BC817 через большое сопротивление подается переменка. Типа не защитили от обратного напряжения Б-Э. Мотивируя тем, что в даташит прописано максимально допустимое обратное напряжение. Действительно, там есть строчка «Emitter - Base Breakdown Voltage (Ie = 100 uA) MIN 5.0V». Но это всего лишь означает, что обратный ток перехода Б-Э достигает значения 100 uA при обратном напряжении 5 V или выше. Максимальный обратный ток это никак не регламентирует.



Дальше - еще веселее. Начинают писать, что старые транзисторы типа КТ315 допускали использование в режиме обратного пробоя перехода Б-Э, а новые — не допускают.

Любой p-n переход испытывает обратный пробой, когда превышено некоторое напряжение. В условиях такого пробоя постоянно работают стабилитроны. Электрический пробой - явление обратимое. Оно не приводит к разрушению структуры. Достаточно напряжение снять, все вернется на свои места. И только если величину тока не контролировать, электрический пробой может перетечь в тепловой. Тогда структура разрушается. Поскольку напряжение обратного пробоя достаточно велико, опасная мощность может выделиться при относительно малых токах, за этим надо следить.

Использование перехода Б-Э транзистора в качестве стабилитрона - обычная практика. Правда, разброс напряжения стабилизации может быть большим, так как производитель транзисторов этот параметр никак не контролирует. Внутри старых микросхем, до эпохи band gap, опорные источники были сделаны именно на обратносмещенных переходах Б-Э транзисторов.

Здравый смысл говорит, что ничего плохого в применении перехода транзистора в режиме обратного пробоя нет, если не превышать мощность рассеяния. Но в воздухе витает миф, что обратный пробой перехода Б-Э как-то вредит транзистору. Произвел поиск и нарыл вот такой документ (http://downloads.hindawi.com/journals/apec/2001/053209.pdf), где исследуется деградация транзистора при наличии обратного тока Б-Э. Но там значение это тока — целых 60 мА для транзистора 2N2222A. Такое большое значение обратного тока вызовет деградацию, так как плотность обратного тока распределяется по переходу очень неравномерно. В результате возникают так называемые «горячие точки». Допустимая мощность рассеяния в таком режиме будет гораздо меньше, чем в обычном режиме, особенно большой разница будет для мощных транзисторов. К сожалению, допустимая мощность или допустимый ток для обратного включения не приводится в даташитах, но очевидно, что этот ток выше того, который указан в условиях измерения.

Через sci-hub находится еще одна интересная статейка «Degradation of silicon bipolar junction transistors at high forward current densities». И еще две:
D. R. Collins (1969). Hfe Degradation Due to Reverse Bias Emitter-Base Junction Stress.
D. R. Collins (1968). Excess current generation due to reverse bias p-n junction stress.

Пишут, что деградация все-таки есть даже при малых обратных токах порядка единиц мкА. Более того, пишут, что нет никакого нижнего порога для обратного тока, который не вызывал бы деградацию. Деградация заключается в уменьшении коэффициента передачи hFE. Хотя, судя по приведенным данным, эта деградация не такая заметная для токов порядка 10 мкА. Но все же есть. Механизм описан в следующей статье: Verwey, J. F. (1970). On the mechanism of hFE degradation by emitter-base reverse current stress.

Тут сказано, что деградация происходит и при обратных напряжениях ниже пробоя, даже при 2.4 В. Правда, эти данные относятся к транзисторам с малыми проектными нормами: Neugroschel, A., Chih-Tang Sah, & Carroll, M. S. (1996). Degradation of bipolar transistor current gain by hot holes during reverse emitter-base bias stress.

Если попробовать резюмировать:

1. Деградация при работе транзистора с обратным смещением Б-Э есть.
2. Эта деградация заключается в уменьшении hFE.
3. Это касается любых транзисторов.
4. Деградация не такая сильная, если ток не превышает десятков мкА. Поэтому использовать транзисторы в таком режиме можно.
5. В datasheet не приводят никаких данных по этому поводу, там есть только напряжение обратного пробоя и условия, в которых оно измерено.
6. Если транзистор используется в роли стабилитрона, значение hFE не играет роли, поэтому так можно использовать любые транзисторы. Только такой стабилитрон будет не очень хорошим: большой начальный разброс напряжения стабилизации, высокая температурная зависимость, высокие шумы. Внутри ИС стабилитроны раньше так и делали — на обратно-смещенных переходах база-эмиттер.
7. В режиме обратного пробоя рассеиваемая мощность гораздо ниже, чем для нормального режима работы транзистора. Связано это с очень неравномерным распределением тока по площади перехода. Впрочем, тут ничего необычного, так будет и для коллекторного перехода: есть Forward-Bias Safe Operating Area (FBSOA, чаще просто SOA), а есть Reverse-Bias Safe Operating Area (RBSOA), которая в datasheet обычно не приводится.
8. Если «дуть на воду» и сильно заботиться о транзисторе (в критичных ситуациях, например, в малошумящих усилителях), то надо ограничить обратное напряжение Б-Э на уровне гораздо ниже напряжения пробоя.

Tags: electronics
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 93 comments

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…