Notfalls muss man die geeigneten Transistoren, die abgekündigt sind und von den "1. Klasse Distributoren" nicht mehr erhältlich sind, aus anderen Quellen beschaffen, die man sonst lieber meiden würde.
Die Transistoren, die z.Zt. noch bei Ebay zu bekommen sind und das Toshiba-T zeigen sind m.M.n. OK. Die 2SA1930 gibt es noch bei DARISUS.
Neues Simulationsfile:
Hallo Reinhard,
erwartungsgemäß liefert dein file gute Ergebnisse. Allerdings sehe ich die Originaltransistoren und nicht die MJ1500x und die Berechnung dauert um Welten länger, als bei meinen bisherigen files.
Daraus leite ich die Hypothese ab: Damit die Endstufe nicht schwingt, müssen die Treiber schnell sein (hohe Transitfrequenz, ca. >150 MHz, kleine Sperrschichtkapazität, ca. < 30 pF).
NSDU57 / NSDU07 und BD419 / BD 420 sind nicht schnell genug, bzw. grenzwertig.
Mit dem vorhandenen Kühlblech sind daher die von HaJo empfohlenen 2SA1930 / 2SC5171 erste Wahl.
Dem schließe ich mich in der Einschätzung ein (dass in der Kette irgend etrwas zu langsam ist), spiegelt es doch eigene Erfahrungen wieder und das, was ich vor langer Zeit in der Regelungstechnik-Vorlesung gehört habe.
Ob die NSDUxx nun zu langsam sind oder was auch immer, werde ich dann sehen, wenn ich die schnelleren, kapazitätsarmen Transistoren gefunden und erhalten habe.
Woher hast du all die Transistormodelle? Und woher weißt du, dass sie die realen Transistoren gut beschreiben?
Ich werde mich mal auf die Suche machen, was es in seriösen Quellen zu kaufen gibt...
aus anderen Quellen beschaffen, die man sonst lieber meiden würde.
Oh nein! Wenn die Teile Mist sind, stimmen die Daten und damit die Transitfrequenz nicht oder sie sterben im Betrieb und reißen die guten und leider teuren MJ mit in den Abgrund.
Dann suche ich lieber aktuelle, passende Transistoren oder schau nach, ob aus dem Bereich der erprobten Transistoren etwas zu holen ist.
Dann die Transistordaten:
BD139: UCe max: 80V / 1,5A / Keine ft-Angabe / keine Cout-Angabe / PTot @Tc=25° = 12,5W - Scheidet aus.
NSDUxx: UCe max: 100V / 1A /ft: typ. 200MHZ / COB: 30p / PTot @Tc=25° = 1,8W - Somit sollte er schnell genug sein(Quelle: Semiconductor Data Book und National 1978 )
Später (Process39) gilt für den Prozess: Ft typ: 120MHz, COBO= 12p max. ft ist stark stromabhängig, liegt bei 10mA aber bei ca. 100MHz.
So, für heute reicht es.
Hallo Norbert,
sehe ich die Originaltransistoren und nicht die MJ1500x
Es sind meine MJ15003/MJ15004 Modelle (Motorola), wie vorher. Ich habe sie nur nach Schaltplantypen umbenannt - weil ich nicht weiss, welche Default Modelle die Simulation bei Dir lädt, wenn ich den Originalnamen lasse. Du kannst ja andere Modelle unter gleichem Modellnamen in deiner Library gespeichert haben. Dann würdest Du zwar annehmen, Du lässt meine Simulation laufen, aber in Wirklichkeit würde sich das Programm Deine Modelle aus Deiner Bibliothek fischen und es könnte evtl. was ganz anderes rauskommen.
Die Modelldefinition ist im "schematics" Simulations-File File in der .MODEL Directive von mir deshalb mit eingefügt. So kannst Du die mit den bei Dir gespeicherten Modellen vergleichen.
Berechnung dauert um Welten länger
Ich habe wahrscheinlich das .tran Kommando für meine Prüfungen anders eingestellt, als Du es hattest. Ändere die Simulationsdauer- und Startzeit und die Schrittgrösse auf Werte, die Du bevorzugst, und es geht wieder so schnell, wie Du es kennst.
Sonst prüfen, dass Du die neueste Version LTSpice XVII hast.
Woher hast du all die Transistormodelle? Und woher weißt du, dass sie die realen Transistoren gut beschreiben?
Transistormodelle (wie auch andere Modelle) sind nicht exklusiv an ein Simulationsprogramm gebunden. Analog Devices macht zwar für LTSpice ständig Updates und Erweiterungen und Fehlerkorrekturen, aber nicht mehr für die alten Halbleitermodelle, bzw. die alten Transistoren u.a., was wir hier brauchen. Die Modelle (ausser denen, die AD selbst bereitstellt) kommen ja nicht von Analog Devices, sondern von hunderten Entwicklern bei Halbleiter-und Bauteile- Herstellern, Universitäten usw., die diese Modelle zu einem großen Teil frei im Web zugänglich machen. Wenn ich ein Modell benötige, das standardmässig nicht in der Bibliothek vorhanden ist oder was "merkwürdige" oder falsche Ergebnisse liefert, suche ich im Netz danach, und wenn nötig, nach alternativen / besseren Modellen für das betreffende Bauteil. Es gibt auch kommerzielle Modell-Bibliotheken, aber auf die habe ich keinen Zugriff.
Es ist also nicht so, dass LTSpice nur mit "seinen eigenen" Modellen arbeiten würde und z.B MicroCap auch nur mit "seinen". Es gibt zwar spezielle Fälle, in denen die Modellstruktur programmspezifisch ist. Das ist aber eher selten. Meist kann man ein Spice1, Spice2 oder Spice3 Modell oder eins, das man aus der Library von MicroCap oder anderen zieht, oder aus Foren bekommt, einfach zur eigenen Modellbibliothek hinzufügen und die Simulation läuft damit in LTSpice. Sonst gibt es eine Fehlermeldung. Man ist also relativ frei, welches Modell man aus dem offen verfügbaren Angebot verwenden möchte.
Woher weiss ich, wann die Modelle die realen Transistoren gut beschreiben?
Das weiss man vorher nie. Es hat hier ja auch etwas Probieren gebraucht.
Bleiben wir bei unserem konkreten Fall. Da treten mit den Modellen, die ich jetzt zum Schluss verwendet habe, nicht mehr solche Effekte auf, die Du auf dem Scope unter gleichen Testbedingungen nicht hattest (wie z. B. Spikes nur in der negativen Halbwelle). Es treten nur noch die Effekte auf, die Du in der realen Messung auch so beobachtest.
Die CV 1600 Endstufe kann und wird meist unter nicht besonders fordernden Betriebsbedingungen schwingungsfrei laufen (sonst wäre sie wohl gar nicht verkäuflich gewesen). Also ist das eine auch eine Bedingung, die von den Transistormodellen ohne Änderung der Originalschaltung weitestgehend (nicht notwendigerweise perfekt, denn CV 1600 hat da durchaus ein Problem) erfüllt werden sollte. Also bis zur Nennleistungsgrenze mit sauberem Sinus laufen. Das war mit den anfänglich verwendeten "schlechten" Modellen nicht möglich. Mit den jetzigen schon.
Ruhestrom und Offset sollten sich in der Simulation auch im vorgesehenen Bereich einstellen lassen.
Wenn man dafür ausgerüstet ist, kann man natürlich auch die Transistoren ausmessen (z.B. Kennlinienschar) und mit schnellen Rechtecksignalen deren Schaltverhalten ausmessen oder das Herstellerdatenblatt heranziehen und dann mit der Simulation mit verschiedenen Modellen vergleichen.
Hier für verschiedene Treibermodelle
Q1 = BD139ST Modell (fail)
Q2 = BD139 Modell (pass)
Q3 = BD441 Modell
Es wird an die Basis ein Rechteck-Schaltsignal (schnelle Anstiegszeit) von -/+ 1,2 V angelegt und an den Kollektor über einen 1 Ohm Vorwiderstand 2 V DC.
Der Kollektorstrom wird über die Zeit aufgezeichnet (Schaltzeit des Transistors).
Bei 1 µs und 11 µs schaltet die Rechteckflanke.
Lt Datenblatt sollte der Kollektorstrom auf 1 A schalten:
Nur das BD139 Modell schaltet schnell (20 ns) auf den nach Datenblatt zu erwartenden Kollektorstrom.
Das Modell BD139ST versagt dabei, schaltet zu langsam und nur auf den halben Strom, der nach Datenblatt erreicht werden sollte.
Modell BD441 schaltet auch sehr langsam, was in diesem Fall aber an der tatsächlich vorhandenen hohen Sperrschichtkapazität und kleinen Transitfrequenz des Typs BD441 liegt, die das BD441 Modell zutreffend modelliert (nach ST Datenblatt Schaltzeit ca. 2,2 µs, aus Simulation: 2,5 µs).
Höhere Zeitauflösung:
"Gute Modelle" sind also die, die in der Simulation möglichst die realen oder die notwendigerweise zu erwartenden Messergebnisse (im Rahmen von abschätzbaren Toleranzen) vernünftig reproduzieren können.
"Schlechte Modelle" sind solche, die reale Messergebnisse unzureichend oder nicht reproduzieren oder Artefakte produzieren, die real nicht vorhanden sind.
Manchmal muss man auch einzelne Modellparameter (z.B. beta) von Hand nachkorrigieren.
Je mehr Simulationserfahrung auf einem bestimmten Gebiet gesammelt hat, umso einfacher wird es ja. Wechselt man das Gebiet, geht es also plötzlich z.B. um Operationsverstärker, fängt man dort wieder klein an. Das gilt auch für anderes. Wer würde z.B. erwarten, dass ein weit verbreitetes Simulationsmodell für eine Diode 1N4001 und 1N4004 bei der reverse recovery time ein falsches, für 1N4007 aber einigermassen richtiges Ergebnis liefert?
Solche Erfahrungen gelten nicht nur für LTSpice, sondern genauso für MicroCap und andere Simulationsprogramme.
Es gibt viele Modelle, die ganz bewusst bestimmte Eigenschaften nicht reproduzieren können, weil der erforderliche (Zusatz-)Aufwand für das Modell als zu groß erachtet wurde oder die Rechenzeit zu lang wird. Manchmal stehen solche Hinweise in der Modellbeschreibung. Z.B. ob die Gegenkopplungseigenschaften in einem bestimmten Operationsverstärker explizit modelliert sind, oder bestimmte Rauscheigenschaften richtig wiedergegeben werden. Sperrschichtkapazitäten und Schaltzeiten sind gelegentlich in Modellen falsch, weil die Modellentwickler die gar nicht beachtet hatten, usw. Das weiss man oft vorher nicht. Dann muss man sich da mühsam durcharbeiten oder jemand, der es weiss, sagt es einem.
Dann die Transistordaten:
BD139: UCe max: 80V / 1,5A / Keine ft-Angabe / keine Cout-Angabe / PTot @Tc=25° = 12,5W - Scheidet aus.
BD139 hat fT von typisch 190 MHz. Im Datenblatt von NXP (ehem. Philips) steht es. Die anderen Hersteller schweigen dazu.
Übrigens kannst Du in der Simulation in meinem letzten Simulationsmodell für die Treiber auch die Modelle für die von HaJo empfohlenen Treiber 2SA1930/2SC5171 verwenden. Die habe ich auch getestet und sie funktionieren, sind allerdings im erfassten Parameterumfang recht "abgespeckt": Wirklich gute Modelle für diese Transistoren sind das nicht, sie haben einige Defizite.
.MODEL Q2SA1930 PNP(IS=10f BF=210 VAF=78 IKF=10.000m XTB=1.5 BR=.1001 VAR=100 IKR=10.000m ISC=10.000f CJE=3.252p CJC=63.196p MJC=.33333 TF=83.239p XTF=10 VTF=10 ITF=1)
.MODEL Q2SC5171 NPN(IS=10f BF=210 VAF=100 IKF=10.000m XTB=1.5 BR=.1001 VAR=100 IKR=10.000m ISC=10.000f CJE=2.0000p CJC=38.866p MJC=.33333 TF=83.239p XTF=10 VTF=10 ITF=1)
Viel besser arbeitet dies Modell für 2SC5171:
.MODEL 2SC5171_ NPN (BF=200 BR=122.6733m CJC=48p CJE=500p FC=0.5 IKF=10 IKR=10m IS=10f ISC=0.0026757f ISE=200f ITF=2 MJC=0.36 MJE=0.33 NE=1.4 NF=859m RB=1.8 RC=35.72m RE=0.11 TF=600p TR=10n VAF=100 VAR=20 VJC=0.5 VJE=0.67 VTF=10 XTF=10)
Ein gleichwertig gutes Modell für 2SA1930 habe ich aber noch nicht gefunden. Da muss ich noch weiter suchen.
Noch zur Funktion Deines zusätzlichen Zobel-Glieds 100R - 1µ, das die Spikes (Querstrompulse) bei weit aufgedrehter Lautstärke verhindert, wenn die Lautsprecher abgeschaltet oder abgezogen sind (also Betriebsbedingungen, wie sie die 5-jährgige technikaffine Tochter einstellt):
Bei hohem Ausgangspegel und höherer Frequenz muss die am Halbleiterübergang (Sperrschicht) gespeicherte Ladung im AB-Betrieb beim Übergang zwischen den Halbwellen (beim Nulldurchgang des Treiber Kollektorstroms) schnell abgebaut werden. Ist eine ausreichende resistive Last vorhanden, so erfolgt die Entladung der Ausgangs-Signal-Halbwellen über die angeschlossene Last, was indirekt auch den Abbau der Ladungen in der Sperrschicht beschleunigt (Sperrschichtkapazität ändert sich dabei). Ist allerdings keine ausreichende resistive Last vorhanden, wird dieser Abbau verzögert und es kommt dadurch zu den Querstrompulsen bei der Entladung. Das zusätzliche Zobelglied stellt auch bei abgezogenem/abgeschaltetem Lautsprecher/Kopfhörer wieder eine ausreichende resistive Last zur Verfügung, ohne dass die zulässige Mindestimpedanz der anschliessbaren Lautspreche am Endstufenausgang dadurch verändert wird. Dadurch werden auch ohne angeschlossene Lautsprecher (oder abgeschaltet) der Querstrom bei weit aufgedrehter Lautstärke und hoher Frequenz vermieden.
Kann man das so beschreiben?
Gruß
Reinhard
Dann werde ich eben ein paar der ISCs aus Wilhelmshaven kaufen und einen opfern.
So, die ISCSEMI-Transistoren sind gerade mit der Post angekommen.
Ich bin überrascht. Da sind innen 2 DIEs der alten Größe parallel geschaltet. Sowas habe ich bisher noch nicht gesehen.
Hier sind die Bilder:
Und das machen die einfach so, ohne Stromausgleichswiderstände in den Emitterleitungen?
Beste Grüße, Uwe
Ich weiß auch nicht was ich davon halten soll. Demnach müssten sich ja die technischen Daten komplett geändert haben.
Bislang kenne ich das Double-Die-Design lediglich von MOSFETs und LATFETs des Herstellers Exicon, wobei insbesondere letztere wegen ihres positiven Temperaturkoeffizienten tatsächlich keine Ausgleichswiderstände in den Sourceleitungen benötigen.
Beste Grüße, Uwe
Und das machen die einfach so, ohne Stromausgleichswiderstände in den Emitterleitungen?
Beste Grüße, Uwe
Hätten die denn mit reingepaßt? 
Für mich ist das schlussendlich auch ein Beweis für minderwertige Produktqualität. 2 DIEs je Transistor bedeutet halt "nur" halbe Produktionsmenge und eben nicht gänzlich Ausschuß.
Ingo
Eben drum. BJT-Leistungshalbleiter erfordern bei der Parallelschaltung zweier oder mehrerer Dies/Chips zwingend Stromausgleichswiderstände in den Emitterleitungen, da selbst auf demselben Wafer niemals zwei Dies exakt identischer Parameter zu finden sind.
Beste Grüße, Uwe
Hallo HaJo,
da war ich offensichtlich zu optimistisch und Deine Zweifel haben sich bestätigt.
Das ist natürlich gemurkst, auch wenn die Dinger beim Nachmessen sogar die Spezifikation einhalten sollten.
Gruß
Reinhard
da war ich offensichtlich zu optimistisch und Deine Zweifel haben sich bestätigt.
Tja, sowas als MJ15004 zu bezeichnen ist schon mutig.
Ich habe die - als günstige TO-3 - vor 1-2 Jahren in einem meiner meinem alten Verstärker von 1968 als Ersatz für AD166 (Ge) in einer dafür extra umgebauten Schaltung verwendet. Dort sind sie überdimensioniert, weil die Verstärker-Nennleistung in dem Fall nur 10 W/Kanal ist. Da mache ich mir keine Sorgen, dass sie mir durchgehen, wurden auch schon bei bis 16 W an 4 Ohm ordentlich gequält - ohne Ausfall.
Aber sonst...wenn ordentlich Leistung gefordert wird (wie CV 1600) sieht es ja anders aus. Da kommen sie nach HaJo' s Foto nicht mehr infrage.
ISC tut sich selbst damit keinen Gefallen! Die Inder von CDIL (CDI, Continental Devices India, Limited) stehen schon in den Startlöchern. Machen die es jetzt besser als noch vor ein paar Jahren?
Von CDIL gibt es ja jetzt auch MJ15003 / MJ15004
Käse ist auch, das inzwischen ON gestempelte (ONS) und M gestempelte (Motorola) - und auch Toshiba, Sanken, usw. äusserlich immer perfekter gefälscht werden, so dass man meist die Fälschungen per Augenschein nicht mehr erkennt, wenn man das Gehäuse nicht öffnet.
Gruß
Reinhard
Käse ist auch, das inzwischen ON gestempelte (ONS) und M gestempelte (Motorola) - und auch Toshiba, Sanken, usw. äusserlich immer perfekter gefälscht werden, so dass man meist die Fälschungen per Augenschein nicht mehr erkennt, wenn man das Gehäuse nicht öffnet.
Darum ist Inchange bei mir nach wie vor gesperrt - und Quellen, die solchen Mist verkaufen, sind für mich keine Halbleiterbezugsquellen.
Ich habe die Inchange Transistoren BD317 und BD318 vor Jahre gekauft. Damals hatte ich den BD317 aufgesägt und ein meiner Meinung nach ausreichend großes Die vorgefunden.
Der Emitter mit 3, die Basis mit 2 Drähten gebondet.
Guten Mutes hatte ich das Paar eingebaut, gestestet (Pmax out, Ptot max, Übersteuerung, Leerlauf). Kein Schwingen und alles bestens. Dann, am Lautsprecher betrieben und bei geringer Lautstärke
geht die Endstufe spektakulär durch in Verbindung mit einer Lichtbogenbildung zwischen Basis und Emitterwiderstand. Beide habe jetzt jeweil 1 Bein verloren.
Um der Sache auf den Grund zu gehen, habe ich beide Transistoren aufgesägt mit einer sehr enrüchternden Erkanntnis:
Der 317 war "OK" mit ca. 4,2x4,2mm , der 318 aber hatte am Emitter 2 Bonddrähte, an der Basis 1 und das Die ist ca.2,5x2,5mm groß. Das ist ca. 1/3 der Fläche das 317.
@ Reinhard: Danke für die Infos. 
Ansosten bin ich die nächsten Tage auf Reisen und muß das interessante CV1600-Thema pausieren. Außerdem muß ich Treibertransistoren finden und testen.
Der Pelz auf den Kuppen muß schließlich noch weg.
Gruß
Norbert
könnte man die Dinger nach dem Aufsägen noch verwenden? Oder besser röntgen lassen? Oder ein Inspectionsloch da rein bohren.
könnte man die Dinger nach dem Aufsägen noch verwenden?
Natürlich. Wenn du vorsichtig die Kappe abgetrennt hast. Dafür war mein Dremel mit kleiner Trennscheibe zuständig.
Nach dem Foto habe ich die Kappe wieder aufgesetzt, an zwei Stellen verlötet und dann den Rand mit Zweikomponentenkleber dicht gemacht. Weiter löten wollte ich wegen der hohen Hitze nicht. Die Diodenprüfung war OK. Bei nächster Gelegenheit kommen diese Transistoren auf meinen Testkühlkörper wie auf dem Bild bei der Prüfung einer CV1700-Endsstufe mit Lastwiderständen zu sehen.
Ich habe die Inchange Transistoren BD317 und BD318 vor Jahre gekauft.
Hallo Norbert,
wo denn? In Sande vielleicht? Da scheint mir ja noch was bevorzustehen. Auch ich kaufte vor zwei, drei Jahren dort einige BD317/318, um die beiden Endstufenmodule eines K+H ES 707 von Quasi- auch echten Komplementärbetrieb umzubauen. Diese Projekt ist noch nicht vollendet.
Grund für die Transistorwahl war, dass es keinen PNP-Komplementärtyp zu den originalen, inzwischen längst obsoleten und für die damalige Zeit geradezu spektakuläre Eigenschaften zeigenden BDY56 von Sescosem gab und gibt, und dass K+H andererseits in den robusten Profiverstärkern MB 140 und SB 280 mit dem Grunde nach identischen Endverstärkermodulen, alle direkt aus den Handbüchern von RCA abgekupfert, NPN-Transistoren entweder des Typs 2N4348 oder eben BD317 verbaute.
Beste Grüße, Uwe
Auch eine bekannte Firma aus Kerpen verkauft solche Transistoren.
K.E.?
Beste Grüße, Uwe
Ja. Leider.
Schon merkwürdig. Früher kaufte ich alles Mögliche bei beiden besagten Firmen, völlig problemlos. Ich war stets zufrieden mit der erhaltenen Ware. Der Markt mit Counterfeits scheint sich erst in den letzten jahren aufgetan zu haben.
Das Dreisteste übrigens, erstanden vor Jahren via ePay (deshalb meine nie aufhörenden Warnungen!), waren Elkos 10.000 µF/63 V von Panasonic. Sie kamen mir trotz plausibler Kapazitäts-Messwerte reichlich leicht vor. Also öffnete ich einen Becher - und fand darin einen 10.000 µF/16 V vor!!!
Beste Grüße, Uwe
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