В процессе работы над силовым блоком новой электронной нагрузки возникла мысль использовать правильные транзисторы для утилизации "лишней" энергии и заинтересовали меня IXTK90N25L2 производства IXYS. Но так как новые и в правильном месте они стоят ну совсем серьезных денег, то в процессе сбора очередной посылки с Тао решил купить и их.
В общем подробнее под катом.


Дня начала наверное стоит пояснить, почему именно эти транзисторы, а не привычные IRFP250-260.
Кроме просто хороших характеристик данные транзисторы имеют в своем даташите указание на такую вроде непонятную вещь как FBSOA и особенно Guaranteed FBSOA at 75.


Что такое SOA (Safe Operation Area) можно почитать в Вики, правда на английском языке, ну а я попробую пересказать простым языком.

У многих силовых полевых транзисторов в даташите есть такая вот табличка, обозначенная как Safe Operation Area или на русском - Зона Безопасной Работы. Это область, в которой производитель гарантирует стабильную работу их компонента. Но область DC есть далеко не у всех полевых транзисторов, и уж тем более если она и есть, то чаще она очень узкая.
На график SOA при 25 градусов смотреть особо смысла нет, так как для создания подобных рабочих условий реальному транзистору придется городить криогенную установку чтобы обеспечить эти самые 25 градусов при большой отдаваемой мощности, потому смотрим на правый график, который немного скромнее, зато показан для температуры в 75 градусов, что более реально. Я в своих нагрузках поддерживаю температуру не более 90 градусов.
По нижней зоне отделенной на графике как зона DC, можно увидеть что транзистор теоретически рассчитан работать в линейном режиме (DC) при напряжении в 100 Вольт и токе 10 Ампер (1000 Ватт), или 200 Вольт и токе 3 Ампера (600 Ватт), или 30 Вольт 20 Ампер (600 Ватт).


А теперь посмотрим на зону SOA транзистора IRFP250. И что мы видим? Да здесь вообще нет такой зоны для режима DC, только для ключевого режима, и всё!
Его конечно можно использовать в линейном режиме, для электронных нагрузок и его часто так и используют, но в данном случае просто ограничивают мощность на уровне 50 Ватт для корпуса TO247 или 30 Ватт для TO220.


Почему же так происходит?
Ниже я попробовал "на пальцах" пояснить внутреннее устройство биполярного и мощного полевого транзистора.
Внутри мощного биполярного все точно также как и маломощного, но "больше", потому биполярные транзисторы обычно имеют одинаковую рассеиваемую мощность что для ключевого, что для линейного режима. Строго говоря ключевой режим биполярного это режим работы с насыщением и для него он хуже чем линейный, потому как в активном режиме (без насыщения) биполярный работает быстрее. Но это уже совсем другая тема, у нас же разговор об отличиях.
Внутри мощного полевого все совсем по другому, там условно куча мелких транзисторов, соединенных параллельно. Хотим получить больше ток и меньше сопротивление, соединяем побольше таких транзисторов, благо соединять полевые транзисторы параллельно очень просто, в отличии от биполярных.
Это все работает, работает классно, но... для ключевого режима, т.е. открылся или закрылся, но такой способ почти не работает в линейном режиме, как в электронных нагрузках и линейных стабилизаторах напряжения/тока. А не работает он из-за того, что транзисторы на кристалле хоть и очень похожи, так как изготавливаются на одной пластине в ходе одного техпроцесса, но немного разные. В итоге существует некий разброс характеристик и одни транзисторы могут открываться чуть раньше чем другие и на них ложится основная тепловая нагрузка.

Это все совсем не означает что если вы примените те же IRFP250 при мощности в 100 Ватт, то он сразу умрет, совсем нет, просто у него сначала пробьет один самый мелкий, но самый "активный" транзистор, потом второй, потом вы снизите мощность, нагрузка будет опять какое-то время работать. Потом вы опять поднимете мощность выше относительно безопасного уровня, пробьется еще несколько транзисторов, благо их там ну очень много. Но рано или поздно процесс перерастет в лавинообразный и вы получите пробитый накоротко транзистор. Потому чтобы снизить шанс этого, не следует превышать указанные выше значения.
В ключевом же режиме все проще, нагрузка более равномерно распределяется между элементами и все работает отлично.


Дальше я расскажу как о самих транзисторах, так и о нюансах покупки и проблемах, которые в итоге получил, хотя старался сделать все правильно.

Почему Тао? Да все просто, там бывают транзисторы с распайки, стоит заметно дешевле новых фирменных. В заголовке указана цена в 1.5 доллара, это копейки на фоне 25 долларов на Маусере/Диджикее или 30 в оффлайне


Если бы речь шла о 1-2 штуках, я бы просто купил в оффлайне, но в моих планах делать мощную нагрузку, и надо было 12-16 штук (4х3 или 4х4), потому решил купить на Тао.
Зная что покупать в Китае новые якобы фирменные компоненты шанс получить подделку равен примерно 99.(9)%, то сходу искал БУ, т.е. выпаянные из плат.
К посреднику вопросов не было вообще, а вот продавец упаковал их в такой потертый пакет, что его даже страшно было взять в руки.


Помимо транзисторов в пакете был еще какой-то мусор, т.е. на вид реально БУ. Заказывал 17 штук, 12-16 в нагрузку, может 12, а 4 "про запас" или "на брак", ну а один чтобы разломать и посмотреть внутренности.


Состояние - сильно БУ, выводы гнутые, некоторые обломаны почти под корень, на части есть остатки металлизации от плат, но мне их не на выставку, потому наплевать, за 10-20 кратную разницу в цене я это готов пережить.


Кроме того транзисторы были очень грязные, выше я попробовал спиртом отмыть несколько штук, ватка мгновенно стала черной, но почему-то маркировка одного из транзисторов стала читаться даже хуже, но не важно.
В основном выводы транзисторов просто сломанные и короткие, но у одного была напаяна проволока, а у другой имел почти целые выводы, но такой попался один :)
Снизу большая подошва, все как в даташите, но об том чуть позже.


Пара транзисторов пришла даже с поврежденными корпусами, судя по всему "изымали" их из плат при помощи лома.


Корпус совпадает с оригиналом, выше видны даже отверстия со стороны пластины, которые также указаны в даташите.


Транзисторы конечно выглядят мощно, здесь они в сравнении с более распространенными.


Весят также примерно как оригиналы, там заявлено 10 грамм, но выводы в данном случае чуть короче.


Вроде все отлично, транзисторы реально БУ, внешние признаки показывают что они оригинальные, но после первого же теста на измерение сопротивления в открытом состоянии они разделились на две четкие группы плюс две дополнительных.
1шт - 0.1 Ома.
9шт - 0.18 Ома
2шт - 0.4-0.5 Ома
5шт - 1.9 Ома

Культурных слов у меня на этом этапе не было, только непечатные...


Дело в том, что сопротивление исправных транзисторов около 0.036 Ома или 36 мОм.


При этом что интересно, в пределах двух больших групп, сопротивление было стабильным, ну с небольшими флуктуациями, типа 0.178-0.182 и 1.85-1.95 Ома, т.е. группы выражены очень явно. Ниже фото четырех групп согласно порядку показанному выше.


Емкость затвора должна быть около 2140 пФ, в реальности примерно такое значение было у только у транзисторов с сопротивлением 0.18 и 0.4 Ома.


Следующий тест я провел скорее ради интереса, так как транзисторы оказались довольно чувствительными и спокойно приоткрываются даже от напряжения прозвонки мультиметра.
Сопротивление (слева вверху милиоометра) в зависимости от напряжения на затворе (на экране мультиметра).

Сначала те что имеют 0.18 Ома.


Теперь те, у которых 1.9 Ома.


В виде таблички, слева транзисторы с сопротивлением 0.18 Ома, справа 1.8 Ома.


График получился несколько некрасивым, начало с 3 Вольт, сетка внизу кратна 0.5 Вольта.


Как вы понимаете, мне стало любопытно - что это вообще за ерунда, и я решил вскрыть один из транзисторов, ну а чтобы "без шуму и пыли", то сделал это при помощи мелких тисочков, возможно у кого-то тоже такие были, мегаудобная вещь :)

Первым шел транзистор с сопротивлением 1.8 Ома, все равно выбрасывать.


Внутри пластина с кристаллом, к сожалению большей частью она осталась в пластике, а так хотелось посмотреть на нее в микроскоп, как я делал с чипами флеш памяти.


Место на подошве, где она была приклеена.


И в пластике


Подошва реально медь, она не только не магнитится, а и выглядит как медь. Толщина 2мм.


При попытке аккуратно разделить корпус или как-то выковырять пластину, он просто разломался пополам.


В микроскоп думаю смотреть нет смысла, просто макрофото.


Со вторым транзистором я решил действовать по другому, зная размеры кристалла я сначала выделил его зону, затем вулканитом вырезал квадртатик, поддел его отверткой и получил в итоге то же самое что и раньше.
Размеры кристалла в обоих случаях 6х6мм.


Ладно думаю, вскрою третий транзистор, то что 0.1 Ома, все равно был один.
Хм..., а здесь все по другому.


Для начала здесь другой размер кристалла, первые два с сопротивлением 1.8 Ома, третий с 0.1 Ома.


Но кроме того есть еще разница. не заметили? У него совсем другой вид выштамповки пластины, как в зоне кристалла, так и в зоне фланца.


Так, берем четвертый транзистор, с сопротивлением 0.4 Ома (которых было два), вскрываем.
Опа, здесь третья картина...


После вскрытия я получил три типа внутренностей, отличающихся как размером кристалла (5х5 и 6х6мм), так и типом выштамповки.
Слева направо - 0.4 Ома, 0.1 Ома, 1.8 Ома


И так друзья, что же мы имеем по итогам. Транзисторы конечно классные, но имеем мы... полную фигню.
Чтобы купить не подделку (ну кроме варианта купить задорого, да и то не гарантия) я сделал все что мог. Нашел лот с БУ транзисторами, внешне они точно БУ ибо так заморачиваться с подделками.... ну не знаю.
Вариантов есть несколько
1. Транзисторы подделка, как-то не верится, на вид реально БУ.
2. Транзисторы оригиналы, но тогда что с параметрами?
3. Транзисторы - битые оригиналы, работали где нибудь в мощном блоке, который постепенно сдыхал, потом его списали и разобрали.
4. Транзисторы подделка, но демонтированы с какого-то устройства. Сценарий - один хитрый китаец продал куда-то партию левых транзисторов, там их запаяли в блок, убедились что они левые, блок списали, другой китаец его купил и продал по частям.

Ваши мысли, господа?
Судя по моему печальному опыту оказалось, что БУ и даже наличие остатков металлизации на выводах совсем не говорит о оригинальности компонентов, и стоит мне этот эксперимент примерно 26 за транзисторы, 1.88 за доставку к посреднику и 4 доллара за саму доставку или всего около 32 доллара.
Уже потом заметил, что транзисторов в заказе стоит 16, хотя хотел я 17 и получил 17, как так, загадка...


На этом все, надеюсь что обзор был полезен.