Używane tranzystory FDA59N30 i porównanie z nowymi

Temat zakupu używanych komponentów na AliExpress/Taobao poruszałem na blogu już kilka razy, ale znów postanowiłem zagrać w ruletkę i wygląda na to, że tym razem miałem szczęście.

Żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mnie na Instagramie. Będę tam publikować powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisać po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog


Dzisiejszy przegląd zacznę jednak nie od otrzymanego produktu, lecz cofnę się o jakieś dwa lata. Ależ to dawno było — jakby w poprzednim życiu...
Otóż kupiłem wtedy tranzystory do nowego obciążenia elektronicznego w charkowskim Kosmodromie. Samego obciążenia do tej pory nie zbudowałem: raz chorowałem, raz praca, potem pojechaliśmy nad morze, a później zaczęła się wojna. Krótko mówiąc, nic z tego nie wyszło.



Tranzystory FDA59N30 — zasadniczo nie ma w nich niczego nadzwyczajnego, ale mają kilka cech, dzięki którym można bezpiecznie stosować je w obciążeniach elektronicznych.
Po pierwsze, deklarowana moc strat wynosi 500 W, choć nie należy się nią sugerować — osiągniecie ją tylko wtedy, gdy uda się utrzymać temperaturę na poziomie 25 stopni. Jest jednak zastrzeżenie, że powyżej 25 stopni moc trzeba zmniejszać o 4 W na każdy dodatkowy stopień.
Zakładam, że temperatura tranzystorów może spokojnie wynieść 100 stopni, więc można rozpraszać około 500-300=200 W. W praktyce myślę, że uda się uzyskać raczej około 150 W, bo nawet utrzymanie 100 stopni nie jest takie proste.


Druga sprawa, o której często zapominają młodzi blogerzy budujący coś na pierwszych lepszych komponentach, to obszar bezpiecznej pracy. Najczęściej tranzystor jest przeznaczony do pracy impulsowej, ale w przypadku niektórych na wykresie SoA znajduje się też krzywa pracy w trybie DC.
Tutaj praca w trybie DC jest dozwolona w całym zakresie mocy, oczywiście z uwzględnieniem koniecznego ograniczenia, o którym pisałem wyżej.


Właśnie dlatego zainteresowały mnie wtedy tranzystory FDA59N30: 300 V, 59 A, 47 mΩ, praca w trybie DC, duża moc — piękna sprawa. Kupiłem ich 13 sztuk.
Pewnie zapytacie, skąd taka dziwna liczba. Po prostu od początku planowałem rozebrać jeden z nich.


Wyglądają na nowe i zakładam, że są oryginalne. Rozmawiałem kiedyś na ten temat z kierownictwem sklepu; zapewnili mnie, że takie komponenty zamawiają w dużych partiach, nie z Chin.


Na początek pomiar pojemności bramki. Wielu kupujących popełnia tu poważny błąd: mierzy ją multimetrem albo super-mega-giga testerem, po prostu przykładając sondy do bramki.
Zgodnie z kartą katalogową typowa pojemność bramki tych tranzystorów wynosi 3590 pF, a maksymalna 4670 pF. Na ekranie miernika widać jednak, że wskazuje 5978 pF.


Często jednak nie zwraca się uwagi na warunki, w jakich wykonano pomiar. Tak, podano tam częstotliwość 1 MHz. Niestety nie mogę wykonać pomiaru przy takiej częstotliwości, ale w rzeczywistości nie ma to aż tak dużego wpływu. Znaczenie ma natomiast napięcie między drenem a źródłem tranzystora — w tym przypadku powinno wynosić 25 V.
Podajemy napięcie i ponownie mierzymy pojemność. Dla statystyki sprawdziłem tu sześć tranzystorów i w każdym mieści się ona w deklarowanym zakresie.


Drugi test, który również się wykonuje, to pomiar rezystancji włączonego kanału. Najpierw sprawdzę jednak zależność rezystancji od napięcia na bramce.


Test przeprowadziłem w sześciu trybach, przy napięciach na bramce 4, 5, 6, 7, 8 i 15 V. Widać, że już przy 6 V rezystancja praktycznie nie różni się od wyników pomiarów przy 15 V, kiedy tranzystor jest na pewno całkowicie otwarty.




Jest tu jednak jeszcze jeden niuans dotyczący pomiaru: w nocie katalogowej podano, że rezystancję należy mierzyć przy napięciu na bramce 10 V i prądzie 29,5 A, czyli 50% maksymalnego prądu.
Nie było mi wygodnie przepuszczać prądu bliskiego 30 A — musiałbym kombinować z akumulatorem i obciążeniem elektronicznym. Dlatego pomiar wykonałem przy prądzie 18 A, czyli 30% maksymalnego prądu.
Jest jeszcze jeden niuans: parametry podano dla temperatury 25 stopni, ale po podaniu prądu temperatura oczywiście zaczyna rosnąć, a wskazania „pływają”.
Z grubsza przyjmujemy, że spadek napięcia wynosi 0,805 V. Oznacza to, że rezystancja włączonego kanału wynosi 0,805/18=0,045 Ω, czyli 45 mΩ, co w pełni odpowiada deklarowanym parametrom.


I oto znalazłem na AliExpress te same tranzystory, ale w cenie około 10 dolarów za 10 sztuk z dostawą — link.
Chociaż nie, przy zamówieniu 10 sztuk wyjdzie ponad 10 dolarów. Cena za 10 sztuk wychodziła poniżej 10 dolarów przy zamówieniu 20 sztuk, bo u tego sprzedawcy koszt dostawy rośnie nieproporcjonalnie.
Jest dużo dobrych opinii, zarówno o tej ofercie, jak i o innych. Sprzedawca deklaruje, że komponenty są oryginalne, ale pochodzą z demontażu; w przypadku niektórych ofert pokazano nawet strukturę tranzystorów. Kupujący piszą, że sprzedawca jest rzetelny. Ktoś dostał kilka uszkodzonych sztuk, ale bez problemu zrekompensowano mu różnicę.

W zasadzie to powszechna praktyka — rzeczywiście czasem można kupić komponenty z demontażu, które są całkiem markowe.

Zamówiłem 20 sztuk. Nieco ponad miesiąc później, w zbiorczej przesyłce, dostałem małą paczuszkę.


Z wyglądu rzeczywiście są używane. Na niektórych widać ślady mocowania, lakieru, demontażu itp.


Tranzystory pochodzą od różnych producentów: część od Fairchild, część od Onsemi. Co ciekawe, mają tę samą notę katalogową, ale w nocie Onsemi wymieniono obu producentów, a w nocie Fairchild tylko jednego.
Poza tym większość komponentów pochodzi z różnych partii. Na zdjęciu pogrupowałem je według oznaczeń.


Czcionka na niektórych egzemplarzach nieco się różni, ale z tyłu wszystkie wyglądają identycznie. Powierzchnia z oznaczeniami jest błyszcząca i nie wygląda na zeszlifowaną. Zachowało się też oznaczenie w małym, okrągłym zagłębieniu pośrodku.
Z ciekawości porównałem kilka egzemplarzy Onsemi z oryginalnym tranzystorem (na dolnych zdjęciach jest pośrodku). Widać niewielkie różnice, ale one też nieco zmieniają się między egzemplarzami. Myślę, że gdyby zmieniano im oznaczenia, robiono by to według jednego wzoru.


Spróbujmy sprawdzić je tą samą metodą. Wstępną selekcję przeprowadziłem zwykłym multimetrem: sprawdziłem, czy nie ma przebicia, pojemność bramki i czy tranzystor się otwiera po podaniu napięcia na bramkę z tych samych sond. Były niewielkie różnice, ale wszystkie tranzystory są sprawne.

Na początek pomiar pojemności bramki, również bez napięcia. W praktyce mamy te same 5900 pF co w oryginałach.


Najpierw sprawdziłem trzy sztuki Fairchild — zasadniczo wszystkie są zgodne z notą katalogową.


Jako drugie sprawdziłem trzy sztuki Onsemi. Bez zasilania mają te same 5900 pF.


Po podłączeniu zasilania pojemność jest nieco mniejsza niż w oryginałach, ale nadal mieści się w normie.


Z czystej ciekawości sprawdziłem w tych samych warunkach jeden tranzystor kupiony w sklepie stacjonarnym. Różnica mieści się raczej w granicach naturalnego rozrzutu parametrów.


W przypadku niektórych tranzystorów sprawdziłem zależność rezystancji włączonego kanału od napięcia na bramce. Nie brałem tu przypadkowych sztuk. Chodzi o to, że podczas wstępnego sprawdzania mierzyłem rezystancję kanału, otwierając tranzystor napięciem pomiarowym multimetru. To znaczy, że W praktyce w trybie testu diody dotykałem sondami najpierw bramki, a potem mierzyłem spadek napięcia na otwartym tranzystorze. W większości przypadków wynosił on około 1,9 V, ale dosłownie kilka sztuk odstawało od reszty: w jednej było 2,4 V, a w innej 1,6 V. Do testu wybrałem więc tę parę oraz jedną ze standardowym wynikiem 1,9 V.


Wyniki zestawię później w tabeli, a to zdjęcie z tego etapu pomiarów jednego z egzemplarzy, chyba od Fairchild. W tabeli podam też producenta i numer partii. Widać tu, że rezystancja jest większa niż w oryginalnym egzemplarzu kupionym stacjonarnie.


Tabela czterech przetestowanych tranzystorów z numerami partii. Zastanawia wyraźna różnica między wynikami Fairchild i Onsemi, które są bardzo podobne do wyników tranzystorów kupionych stacjonarnie.


Oczywiście sprawdziłem je też przy prądzie 18 A, tak samo jak te kupione w Kosmodromie. Można było podać 24 A, ale nawet przy 18 A przewody miały ciężko.


Wyniki tych samych czterech egzemplarzy, które mierzyłem wyżej, w tej samej kolejności — można to sprawdzić po numerach partii.

U góry dwa egzemplarze Fairchild, na dole dwa Onsemi. Tu również widać różnicę, przy czym w obrębie każdego producenta wyniki są takie same.
Policzmy.
Załóżmy, że w pierwszych dwóch spadek wynosi 1 V. Otrzymujemy więc rezystancję 1/18=0,055 Ω, czyli 55 mΩ.
W drugiej parze spadek wynosi około 0,85 V, a zatem 0,85/18=0,047 Ω, czyli 47 mΩ.

W nocie katalogowej podano rezystancję typową 47 mΩ i maksymalną 56 mΩ. W przypadku drugiej pary wszystko się zgadza, natomiast pierwsza jest na górnej granicy, co jest dość nieprzyjemne.


Już raczej z czystej ciekawości sprawdziłem też wszystkie pozostałe tranzystory. Większość wyprodukował Fairchild, ale na końcu są zdjęcia trzech sztuk Onsemi.
Czyli z 20 sztuk 15 było od Fairchild, a 5 od Onsemi.
Ale nie o to chodzi. Jeśli przyjrzeć się pierwszym 13 zdjęciom, czyli wynikom pomiarów tranzystorów Fairchild, widać, że prawie wszystkie mają mniej więcej takie same wyniki. Dwa wyraźnie się jednak różnią i pokrywają się z wynikami egzemplarzy Onsemi (trzy ostatnie).



Te dwa egzemplarze Fairchild różnią się także wyglądem zewnętrznym: mają ślady lakieru na obudowie, kołnierzu i wyprowadzeniach, a do tego pochodzą z tej samej partii.


Jak pisałem, początkowo chciałem rozebrać jeden z tranzystorów kupionych stacjonarnie, ale gdy zobaczyłem jego aktualną cenę, trochę mnie zatkało. Kiedy je kupowałem, kosztowały 51,44 — o ile dobrze pamiętam, była to cena z drugiej kolumny i wynosiła około 1,9 dolara.
Teraz w drugiej kolumnie kosztują 141,21, czyli już około 3,8 dolara — dwa razy więcej. Nie wiem, może jednak go rozbiorę; i tak jeden tranzystor można wykorzystać tylko na wymianę.


Może rozbiorę te, które dostałem, ale być może dopiero po otrzymaniu drugiej partii. Na razie wpadł mi do głowy inny sposób oceny powierzchni struktury.
Jak pisałem wcześniej, podczas nagrzewania rezystancja tranzystora rośnie i jest to normalne. Jeśli jednak rezystancja zależy od temperatury, a temperatura od skuteczności odprowadzania ciepła, która z kolei jest bezpośrednio związana z powierzchnią struktury, można spróbować sprawdzić różnicę po pewnym czasie od podania prądu.
Im większa struktura, tym skuteczniej przekazuje ciepło do kołnierza, a ten do radiatora. Oczywiście metoda nadaje się tylko do porównywania elementów tego samego typu, bo w przypadku innych zależność może wyglądać inaczej.

A więc wziąłem trzy tranzystory: jeden kupiony stacjonarnie i dwa z AliExpress — odpowiednio Onsemi i Fairchild.
Następnie starałem się zapewnić im takie same warunki. Jedynym wyjątkiem był tranzystor Fairchild, zamontowany na ciepłym radiatorze, co wpłynęło na wynik początkowy, ale nie powinno mieć wpływu na pomiary względne.

Test trwał mniej więcej 4–5 minut na cykl. Ponieważ pod koniec wzrost był bardzo niewielki, można ocenić wyniki na podstawie wartości skrajnych.

1. Tranzystor kupiony stacjonarnie: początkowo 0,84 V, na końcu 1 V, różnica 0,16 V, czyli +19%
2. Onsemi z AliExpress: początkowo 0,82 V, na końcu 0,976 V, różnica 0,156 V, czyli również +19%
3. Fairchild: początkowo 1,055 V, na końcu 1,3 V, różnica 0,245 V, czyli +23%

Wyniki Onsemi są identyczne jak w przypadku takiego samego egzemplarza kupionego stacjonarnie. W przypadku Fairchild są wyższe, ale trzeba uwzględnić poprawkę: pod koniec testu jego temperatura była proporcjonalnie wyższa, ponieważ w dwóch pierwszych tranzystorach wydzielało się wtedy około 18 W, a w Fairchild — 23,4 W.


A teraz wnioski.
Subiektywnie uważam, że tranzystory Fairchild i Onsemi są oryginalne. Świadczy o tym pomiar pojemności bramki oraz fakt, że mieszczą się w parametrach podanych w nocie katalogowej. Co do Onsemi nie mam żadnych wątpliwości, podobnie jak co do dwóch Fairchild pokrytych lakierem. Niestety, w przypadku pozostałych nie mogę być już tak pewien. Szczególnie wyraźnie widać różnicę w zależności rezystancji od napięcia na bramce i trochę mnie to niepokoi.
Raczej nie wyglądają na przerabiane ani podrabiane, choć oczywiście wszystko jest możliwe. Planuję później sprawdzić, jak zachowują się przy dużej mocy rozpraszanej w trybie liniowym.

Na razie zamówiłem jeszcze tranzystory — po 20 sztuk z trzech typów, takich jak w recenzji, HY3708 i SPA20N60C3. Cena jest stosunkowo niewielka, a do tego udało się zaoszczędzić na kosztach dostawy. Chciałem zamówić jeszcze kilka typów, ale na razie zmieniłem zdanie. Poczekam, co przyjdzie, może przy okazji je rozbiorę.

A jak wy uważacie — oryginały czy podróbki? Chętnie poznam oczywiście argumenty za i przeciw.

Na dziś to wszystko. Mam nadzieję, że było przydatne. Wszystkiego najlepszego z okazji 9 maja. Szkoda, że mój dziadek nie dożył tego dnia, choć biorąc pod uwagę obecną sytuację, może to i dobrze — nie chciałbym, żeby to widział.