Sperrbetrieb der Basis-Emitter-Diode

M

Michael Roth

Guest
Hallo NG,

ich habe zwei Fragen zum Sperrbetrieb bzw. dem "Durchbruch-Betrieb" der
Basis-Emitter-Diode in einem bipolaren Transistor:

1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer? (mit Strombegrenzung, z.B. einige Milliampere bei
einem BC547)

2.) Wenn sich Basis-Emitter im Durchbruch befindet, was passiert
eigentlich mit dem Kollektor? Sperrt der Kollektor oder fängt er an zu
leiten oder bricht der Kollektor dann auch durch? Wird die Sperrspannung
des Kollektors gegenüber der Basis reduziert? Oder ist der Kollektor
unbeeindruckt vom Durchbroch der Basis-Emitter-Diode?

Konkret geht es um einen Transistor in Basis-Schaltung, der in einem
Level-Shifter sitzt.

Vielen Dank schonmal für die Antworten...
 
1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer?
Er erhöht laut Motchenbacher zumindest das Rauschen
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sofort und irreversibel.
Ob er die Lebensdauer senkt weiß man wohl nicht, da
der Hersteller ja angibt man soll die Grenzspannung
typ -5V für NPN nicht überschreiten.

Umgekehrt gabs aber in alten ( 70er Jahre ) bipolar-ICs
oft Z-Dioden die anscheinend so realisiert wurden.

MfG JRD
 
Rafael Deliano wrote:
1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer?

Er erhöht laut Motchenbacher zumindest das Rauschen
sofort und irreversibel.
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Ok, das ist schon mal etwas.

Wenn ich dann eine Kleinsignaldiode in den Emitter einbaue, z.B. 1N4148
oder so, hat der (sehr kleine) Sperrstrom auch diesen irreversiblen
Effekt, oder macht der nichts aus?


Ob er die Lebensdauer senkt weiß man wohl nicht, da
der Hersteller ja angibt man soll die Grenzspannung
typ -5V für NPN nicht überschreiten.
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Hmm. Ja, irgendwie findet man dazu keine Informationen. Hmm.

Allerdings, wenn sich das Rauschen wegen eines Durchbruches irreversibel
erhöht, muss ja eine Veränderung im Transistor stattgefunden haben. Ob
diese Veränderung nun die Lebensdauer beeinflusst und noch andere
Parameter verändert? Hmm...


Umgekehrt gabs aber in alten ( 70er Jahre ) bipolar-ICs
oft Z-Dioden die anscheinend so realisiert wurden.
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Ja, oder in irgendwelchen Rauschgeneratoren war das auch so. Aber da
störte das Rauschen ja nicht, ganz im Gegenteil, es konnte nicht genug
rauschen.
 
Rafael Deliano <Rafael_Deliano@t-online.de> wrote:

1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer?
Er erhöht laut Motchenbacher zumindest das Rauschen
sofort und irreversibel.
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Auf welchem Effekt beruht das?
Es muss ja irgendwas im Kristallgitter passieren wenn es irreversibel
ist.

Tschüss
Martin L.
 
Rafael Deliano schrieb:
1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer?

Er erhöht laut Motchenbacher zumindest das Rauschen
sofort und irreversibel.
Ob er die Lebensdauer senkt weiß man wohl nicht, da
der Hersteller ja angibt man soll die Grenzspannung
typ -5V für NPN nicht überschreiten.
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Mit einem, in Sperrichtung betriebenen HF-Transistor oder Diode kann
man sich einen Rauschgenerator bauen. Brauchbar wohl bis über 2 GHz.

--
gruß horst-dieter
 
Michael Roth wrote:
ich habe zwei Fragen zum Sperrbetrieb bzw. dem "Durchbruch-Betrieb" der
Basis-Emitter-Diode in einem bipolaren Transistor:

1.) Schadet der Durchbruch-Betrieb der Basis-Emitter-Diode dem
Transistor auf Dauer? (mit Strombegrenzung, z.B. einige Milliampere bei
einem BC547)
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Angeblich ja. Stromverstärkung und Rauschen sollen leiden.

2.) Wenn sich Basis-Emitter im Durchbruch befindet, was passiert
eigentlich mit dem Kollektor? Sperrt der Kollektor oder fängt er an zu
leiten oder bricht der Kollektor dann auch durch? Wird die Sperrspannung
des Kollektors gegenüber der Basis reduziert? Oder ist der Kollektor
unbeeindruckt vom Durchbroch der Basis-Emitter-Diode?
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Am Kollektor entsteht durch einen reichlich bizarren Effekt eine
Spannung von -0.2 V oder so. Wahrscheinlich emittiert die "Z-Diode"
etwas Infrarotlicht durch Rekombination schneller Ladungsträger
und die Kollektor-Basis-Diode spielt Solarzelle.
Konkret geht es um einen Transistor in Basis-Schaltung, der in einem
Level-Shifter sitzt.
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Da wird's auf die Daten nicht so ankommen. PNP hält iirc mehr aus.
Saubere Sache wär halt eine CE-Diode, wie sie oft in ICs zu genau
diesem Zweck eingebaut ist.

--
mfg Rolf Bombach
 
1N4148 ... auch diesen irreversiblen
Effekt,
Z-Dioden und normale Dioden sind nicht betroffen.
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Allerdings, wenn sich das Rauschen wegen eines
Durchbruches irreversibel erhöht, muss ja eine Veränderung
im Transistor stattgefunden haben. Ob diese Veränderung
nun die Lebensdauer beeinflusst
Der Zusammenhang Rauschen und Frühausfall des Transistors
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wurde auch schon untersucht:
van der Ziel, Tong "Low-frequency noise predicts when Transistor
will fail" Electronics Nov 1966 ( 3 Seiten bei Bedarf scanbar )
In dem Fall wurde der Frühausfall durch Belastung/Aging provoziert.
Unmittelbar vor Ausfall ging 1/f-Rauschen hoch.
Allerdings muß man bei excess noise bei alten Transistoren
vorsichtig sein: Fertigungsverfahren haben sich seit den 60er
Jahren verbessert.

Ja, oder in irgendwelchen Rauschgeneratoren war das auch so.
Man kann sich dazu Transistoren aus 70er Jahren
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( Fernsehchassis ) anzuschauen: rauschen deutlich mehr
in Z-Diode Betriebsart als aktuelle Transistoren. Es ist
allerdings kein "schönes" Rauschen, bei vielen Exemplaren
eher popcorn-Rauschen.

MfG JRD
 
Hallo Michael,

Ob er die Lebensdauer senkt weiß man wohl nicht, da
der Hersteller ja angibt man soll die Grenzspannung
typ -5V für NPN nicht überschreiten.

Hmm. Ja, irgendwie findet man dazu keine Informationen. Hmm.
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Das steht in jedem vernuenftigen Datenblatt unter "Absolute Maximum".
Manchmal 5v, 6V oder auch mal 10V.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Rafael Deliano wrote:
1N4148 ... auch diesen irreversiblen
Effekt,

Z-Dioden und normale Dioden sind nicht betroffen.
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Das ist mir klar. Ich meinte ja auch, ob der sehr geringe Leckstrom
einer Diode, der im Sperrbetrieb (nicht im Durchbruch-Betrieb) noch
ließt, der Basis-Emitter-Strecke etwas antun könnte.

Aber bei einer entsprechenden Diode dürfte dieser Strom wohl so gering
sein, dass der über den hochohmigen, parasitären Widerstand der
Leiterplatte nach Masse abgeleitet wird, oder so, denke ich mir mal...
 
Joerg wrote:

Ob er die Lebensdauer senkt weiß man wohl nicht, da der Hersteller ja
angibt man soll die Grenzspannung typ -5V für NPN nicht überschreiten.


Hmm. Ja, irgendwie findet man dazu keine Informationen. Hmm.


Das steht in jedem vernuenftigen Datenblatt unter "Absolute Maximum".
Manchmal 5v, 6V oder auch mal 10V.
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Ja, das ist schon klar. Ich meinte mit "keine Informationen", wie sich
ein Überschreiten dieser Grenzwerte auf den Transistor auswirkt, bzw.
welche Ströme da noch tollerierbar sind, ob z.B. einige Pico-Amperes
schon Probleme machen oder es schon einige Mikro-Amperes sein müssen,
bis sich die Transistoreigenschaften verändern.
 
Hallo Michael,

Ja, das ist schon klar. Ich meinte mit "keine Informationen", wie sich
ein Überschreiten dieser Grenzwerte auf den Transistor auswirkt, bzw.
welche Ströme da noch tollerierbar sind, ob z.B. einige Pico-Amperes
schon Probleme machen oder es schon einige Mikro-Amperes sein müssen,
bis sich die Transistoreigenschaften verändern.
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Dazu gibt es nicht viel an Publikationen. Vielleicht einmal etwas von
einem Halbleiterinstitut. Vermutlich wird die Sperrschicht nach und nach
zerstoert, sozusagen "aufgegessen".

Ich wurde einmal zu einem Kunden gerufen, weil ein Pulsempfaenger zu
hohe Fehlerraten hatte. Diese Defekte traten aber erst nach Monaten auf.
Die einzelnen Kanaele fielen nicht komplett aus, sondern verloren der
Reihe nach an Empfindlichkeit. Er hatte T/R Switches, die ein Eindringen
der Sendepulse in die erste Transistorstufe verhinderten. Oder im
Nachhinein gesagt, "verhindern sollten". Selbst auf dem schnellen Scope
sah alles sauber aus. Grosses Kopfkratzen. Ich baute Messwiderstaende
ein, um zu sehen, ob nicht doch ein wenig reverse Vbe zu Tage tritt. Nichts.

Dann habe ich die ganze Chose in Spice eingegeben und das Aha-Erlebnis
kam postwendend. Eine der Dioden war so gerade eben nicht schnell genug
und der erste Transistor bekam eine winzige Ueberdosis reverse Vbe. So
winzig und schnell, dass man es nicht sehen konnte. Wir aenderten die
Schaltung ab und die Ausfaelle im Feldbetrieb verschwanden.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
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