Вживані транзистори FDA59N30 і порівняння з новими

Тема купівлі вживаних компонентів на AliExpress/Таобао вже кілька разів порушувалася в моєму блозі, але я знову спробував зіграти в рулетку — і, схоже, цього разу пощастило.

Нагадую: щоб постійно бути в курсі нових тем у блозі, рекомендую підписатися на мій інстаграм, де я публікуватиму сповіщення про всі нові теми й, можливо, писатиму просто про щось цікаве — посилання на акаунт

Також підписатися на оновлення та нові статті можна в телеграм-каналі — https://t.me/KirichBlog


Але сьогоднішній огляд я почну не з отриманого товару, а повернуся приблизно на пару років назад. Як же давно це було — відчуття, ніби в минулому житті...
Отже, тоді я купив транзистори для нового електронного навантаження в харківському Космодромі. Щоправда, навантаження так і не зібрав: то прихворів, то робота, то поїхали на море, то почалася війна. Коротше, не склалося.



Транзистори FDA59N30, загалом нічого видатного в них немає, але є деякі нюанси, які дають змогу безпечно використовувати їх в електронних навантаженнях.
По-перше, заявлена потужність розсіювання — 500 Вт, хоча на неї не варто зважати: ви отримаєте її, лише якщо зможете підтримувати температуру на рівні 25 градусів. Але є уточнення: за температури вище 25 градусів потужність треба знижувати на 4 Вт на кожен градус перевищення.
Я розраховую, що температура транзисторів цілком може становити 100 градусів, відповідно, можна розсіювати приблизно 500-300=200 Вт. Реально, думаю, вийде радше близько 150, бо навіть 100 градусів утримати не так просто.


Друге, про що часто забувають юні блогери, які будують щось своє на перших-ліпших компонентах, — це зона безпечної роботи. Найчастіше транзистор розрахований на імпульсний режим, але в деяких на графіку SoA є також крива роботи в режимі DC.
Тут режим DC дозволений у всьому діапазоні потужності, звісно, з урахуванням необхідного зниження, про яке я написав вище.


Так от, тоді мене зацікавили транзистори FDA59N30: 300 вольт, 59 ампер, 47 мОм, режим DC, потужні — краса! І я купив їх 13 штук.
Ви, звісно, запитаєте: чому така дивна кількість? Та просто спочатку був план розкрити один із них.


Зовні нові, і передбачається, що це оригінал. Я якось спілкувався з керівництвом магазину з цього приводу — запевнили, що такі компоненти замовляють великими партіями й не з Китаю.


Спочатку перевірка ємності затвора. Тут багато покупців припускаються грубої помилки: вимірюють її мультиметром або супер-мега-гіга-тестером, просто торкаючись щупами затвора.
Згідно з даташитом, типова ємність затвора цих транзисторів становить 3590 пФ, максимальна — 4670 пФ. Вище на екрані приладу видно, що він показує 5978 пФ.


Але часто не звертають уваги, за яких параметрів її виміряно. Так, там указана частота 1МГц. К сожалению, я не могу виміряти на такій частоті, але насправді це не так сильно впливає. А от те, що точно впливає, — це напруга між стоком і витоком транзистора, і в цьому випадку вона має становити 25 вольт.
Подаємо напругу й вимірюємо ємність знову. Тут для статистики я перевірив шість транзисторів, і в усіх вона відповідає заявленому значенню.


Друга перевірка, яку також проводять, — вимірювання опору відкритого каналу. Але спочатку я перевірю залежність опору від напруги на затворі.


Перевірку проводили в шести режимах, за напруги на затворі 4, 5, 6, 7, 8 і 15 вольт. Видно, що вже за 6 вольт опір практично не відрізняється від результатів вимірювань за 15 вольт, коли транзистор гарантовано повністю відкритий.




Але тут також є нюанс вимірювання: у даташиті зазначено, що вимірювати треба опір за напруги на затворі 10 вольт і струму 29.5А, що становить 50% від максимального струму.
Пропускати струм майже 30А мені було незручно, довелося б городити акумулятор і електронне навантаження, тому я перевіряв за струму 18А, що становить 30% від максимального струму.
Тут є ще один нюанс: параметри наведено для температури 25 градусів, але після подавання струму температура, звісно, починає зростати, і показання «пливуть».
Грубо рахуємо, що падає 0.805 вольта. Це означає, що опір відкритого каналу становить 0.805/18=0.045 Ома, або 45мОм, що повністю відповідає заявленим характеристикам.


І ось побачив я на AliExpress ці самі транзистори, але за ціною близько 10 доларів за 10шт з урахуванням доставки — посилання.
Хоча ні, якщо замовляти 10шт, то вийде дорожче за 10 доларів: 10 виходило за десяток, якщо замовляти 20 штук, там у продавця ціна доставки зростає непропорційно.
Багато хороших відгуків як про цей лот, так і про інші. Заявлено, що компоненти оригінальні, але з розбирання; до того ж у деяких лотах показано й кристал транзисторів. Пишуть, що продавець відповідальний, хтось отримав кілька несправних — без зайвих питань компенсували різницю.

Загалом така практика поширена: справді, іноді можна купити компоненти з розбирання, цілком собі фірмові.

Замовив 20 штук, трохи більше ніж за місяць отримав невеликий пакетик у складі збірної посилки.


На вигляд справді вживані: на деяких є сліди кріплення, лаку, демонтажу тощо.


При цьому транзистори від різних виробників: частина Fairchild, частина Onsemi, хоча даташит у них, до речі, один і той самий. Але в Onsemi зазначено обох виробників, а у Fairchild — одного.
Крім того, компоненти здебільшого з різних партій, на фото я згрупував їх за маркуванням.


Шрифт у деяких екземплярів трохи відрізняється, але ззаду всі мають абсолютно однаковий вигляд. Поверхня, на яку нанесено маркування, глянцева, не схоже, що її шліфували; крім того, збереглося й маркування в невеликому круглому заглибленні посередині.
Заради цікавості порівняв пару екземплярів від Onsemi з оригінальним транзистором (він посередині на нижніх фото). Невелика різниця є, але вона також трохи варіюється від екземпляра до екземпляра. Думаю, якби їх перемаркували, то за одним шаблоном.


Спробуємо перевірити за тією самою методикою. Хоча первинне відбракування я провів звичайним мультиметром: перевірив на пробій, ємність затвора й відкривання транзистора подаванням напруги на затвор від тих самих щупів. Були невеликі відмінності, але всі транзистори справні.

Спочатку вимірюємо ємність затвора, також без напруги. Фактично маємо ті самі 5900пФ, що й в оригіналів.


Спочатку перевірив три штуки від Fairchild — загалом усі відповідають даташиту.


Другими перевірив три штуки від Onsemi, без живлення ті самі 5900пФ


З живленням ємність трохи нижча, ніж в оригіналів, але цілком у межах норми.


Просто заради цікавості перевірив в тих самих умовах один транзистор, куплений офлайн. Різниця, найімовірніше, у межах природного розкиду характеристик.


У деяких транзисторів перевірив залежність опору відкритого каналу від напруги на затворі, і тут я брав не всі підряд. Річ у тім, що під час первинної перевірки я вимірював опір каналу, відкриваючи транзистор вимірювальною напругою мультиметра. Тобто фактично в режимі перевірки діодів спочатку торкався щупами затвора, а потім на відкритому транзисторі вимірював падіння напруги. У більшості воно становило близько 1.9 вольта, але буквально кілька штук вирізнялися: в одного було 2.4, а в іншого 1.6. Для тесту я взяв цю пару й один зі звичайними 1.9 вольта.


Результати зведу потім у таблицю, а це фото цього етапу для одного з екземплярів, здається, від Fairchild. Потім у таблиці вкажу і виробника, і партію. Тут видно, що опір вищий, ніж в оригіналу, купленого офлайн.


Таблиця чотирьох протестованих транзисторів із зазначенням номера партії. Бентежить помітна відмінність результатів Fairchild від Onsemi, які дуже схожі на результати транзисторів, куплених офлайн.


Звісно, перевірив і за струму 18А. Як і з тими, що купив у Космодромі, можна було подати 24А, але навіть за 18А кабелям було важко.


Результати тих самих чотирьох екземплярів, які вимірював вище, і в тому самому порядку — це видно за номером партії.

Угорі пара екземплярів від Fairchild, унизу пара від Onsemi. Тут теж помітна різниця, причому виходить, що в межах одного виробника вона однакова.
Порахуємо.
У перших двох падіння нехай буде 1 вольт, отже, опір становить 1/18=0.055 Ома, або 55мОм.
У другої пари падіння близько 0.85 вольта, відповідно, 0.85/18=0.047 Ома, або 47мОм.

У даташиті зазначено: типове значення опору — 47мОм, максимальне — 56мОм. Із другою парою все чудово, а от перша на верхній межі, що дуже неприємно.


Уже радше зі спортивного інтересу перевірив усі інші транзистори. Більшість виробництва Fairchild, але наприкінці є фото трьох штук Onsemi.
Тобто виходить, що загалом із 20шт було 15 штук Fairchild і 5шт Onsemi.
Але суть не в цьому: якщо подивитися на перші 13 фото, тобто результати вимірювання транзисторів Fairchild, то можна помітити, що майже в усіх результати плюс-мінус однакові, але у двох вони явно відрізняються й збігаються з результатами екземплярів від Onsemi (останні три)



Так от, ці два екземпляри від Fairchild мають і зовнішні відмінності: на корпусі, фланці й виводах у них є сліди лаку, а ще вони з однієї партії.


Як я писав, спочатку думав розкрити один із транзисторів, куплених офлайн, але, побачивши його поточну ціну, трохи офігів. Коли купував, вони коштували 51.44, здається, це була ціна за другою колонкою і становила приблизно 1.9 долара.
Зараз за другою колонкою вони коштують 141.21, а це вже близько 3.8 долара, тобто вдвічі дорожче. Не знаю, може, все-таки розкрию: один транзистор усе одно можна використати лише на заміну.


Можливо, розкрию ті, що отримав, але, ймовірно, вже після отримання другої партії. А поки мені спала на думку інша методика оцінювання площі кристала.
Як я писав раніше, під час нагрівання опір транзистора зростає, і це нормально. Але якщо опір залежить від температури, а температура — від якості відведення тепла, яка, своєю чергою, безпосередньо пов’язана з площею кристала, то можна спробувати перевірити різницю через деякий час після подавання струму.
Тобто що більший кристал, то ефективніше він передає тепло фланцю, а той — радіатору. Звісно, це підходить лише для однотипних компонентів, бо в інших може бути інша крива залежності.

Отже, я взяв три транзистори: один куплений офлайн і пару з AliExpress — від Onsemi та Fairchild відповідно.
Після цього постарався створити для них однакові умови. Єдине: транзистор від Fairchild встановлювався на теплий радіатор, що внесло похибку в початковий результат, але не мало вплинути на відносні вимірювання.

Тест був приблизно прив’язаний до часу: близько 4-5 хвилин на один цикл. А оскільки наприкінці зростання було дуже незначним, можна оцінити за крайніми значеннями.

1. Транзистор, куплений офлайн: початкове значення 0.84 вольта, кінцеве 1 вольт, різниця 0.16 вольта, або +19%
2. Onsemi з AliExpress: початкове 0.82, кінцеве 0.976, різниця 0.156 вольта, або ті самі +19%
3. Fairchild: початкове 1.055, кінцеве 1.3, різниця 0.245 вольта, або +23%

Результати Onsemi повністю збігаються з такими самими в екземпляра, купленого офлайн. У Fairchild показник вищий, але тут треба зробити поправку: температура в них наприкінці тесту теж була пропорційно вищою, адже якщо на перших двох наприкінці тесту розсіювалося близько 18Вт, то у Fairchild було 23.4 Вт.


Тепер висновки.
Суб’єктивно, транзистори оригінальні — і Fairchild, і Onsemi. Про це свідчать вимірювання ємності затвора й те, що вони все-таки вкладаються в параметри з даташита. Але якщо щодо Onsemi в мене взагалі немає сумнівів, як і щодо пари Fairchild із лаком, то в решті випадків я, на жаль, не можу бути таким упевненим. Особливо помітна різниця в залежності опору від напруги на затворі, і це мене непокоїть.
На перепиляні чи підробки схожі мало, хоча, звісно, можливо все. Планую трохи згодом перевірити їхню поведінку за великої розсіюваної потужності в лінійному режимі.

Наразі я замовив ще транзисторів — три типи по 20 шт. кожного, такі, як в огляді, HY3708 і SPA20N60C3. Ціна відносно невелика, до того ж вдалося заощадити на доставці. Хотів замовити ще пару типів, але поки передумав — почекаю, що прийде, може, заодно й розкрию.

А як ви вважаєте, це оригінал чи підробка? І, звісно, хотілося б почути аргументи за і проти.

На сьогодні все. Сподіваюся, було корисно, і вітаю з 9 травня. Шкода, мій дід не дожив до цього дня, хоча з огляду на нинішню ситуацію, може, й на краще — не хотів би, щоб він це бачив.