Transistor parameters meten

Tijdens de ontwikkeling van de CO2, een 2 meter transceiver die we in jongensradio op Circuits Online aan het maken zijn bleken de nieuw bestelde 2n3688’s van een van de leden niet goed te zijn. De glimmende deden weinig. Hij had ook een oude in matte behuizing. Wat metingen bij leden leverde een zelfde soort resultaat.

Ik had ook wat glimmende nieuwe en nog een oude nos matte. Eerst had ik een 2n3019 in een testschakeling gebouwd zoals in het datasheet stond. Dat leverde onderstaand plaatje op. Ik meet dus keurig 50 ohm in en uit. De gain is S21. Dit zegt meer wat over de aanpassing dan over gain bij werkfrequentie of Hfe. Maar als je meerdere torren zo test kun je wel een vergelijk maken.
Zoals gebruikelijk heb ik eerst een en ander gesimuleerd dus ik had het kunnen weten :wink:

En hieronder de echte meting:
Op de scope gaf dit geen versterking. Er is ook geen DC bias en de vna maakt niet veel vermogen. Maar met +10dBm uit de meetzender was dat hetzelfde.

Daarna een andere set up geprobeerd naar ontwerp van Roeland, PH1NE, eerst de simultatie (simetrix kent geen 2n3866 dus een 2n3019 gebruikt) zo’n 30dB gain:

Hieronder de opstelling, op de scope had ik hier een behoorlijke versterking.

Daarna de meting met VNA:
Dit is de echte 2n3688.

Dit is zijn twee nepperts:


Voor de duidelijkheid een compilatie:

De in en uitgangs impedanties zijn niet gelijk maar de gain is nagenoeg gelijk. Heb ik dan misschien geen nepperts. Laten we ook eens naar de HFE kijken, de stroomversterking voor DC.

Eerst de “echte” de instelling is 10mA/div en iedere trace is 0,1mA meer basistroom. Dit komt aardig overeen met de datasheets. De traces lopen hier zelfs uit beeld. Door de camerazie je ze bijna niet. Ze worden namelijk alle 10 sequentieel geschreven.

Nu de “nep” torren. Beide hadden precies het zelfde beeld. Dit is toch wel een behoorlijk verschil.
De Philips tortester bevestigde dit beeld. De schaalverdeling heb ik hier gelijk gehouden zodat je het verschil goed ziet.

Ik heb nog 10 torren gekregen. 5x de 2n3866 en 5x de 2n3553. Deze waren van Oosterse herkomst. Er staat geen fabrikant nummer op. Ik heb deze op diverse manieren doorgemeten.

2N3866: De hFE was gemiddeld 200. Dat is dus netjes
2N3553: hier varieerde dat: 25, 27, 100, 150, 350 Het zit binnen wat de datasheet opgeeft

Maar nu het belangrijkste:

Eerst de VNA test. De rode smith trace en de blauwe S21 zijn van de “originele” tor
2n3866:

De meting vertekend wat qua smith omdat de oude tor kortere pootjes had. Die is dus minder inductief. Het ohmse deel is min of meer gelijk.
De gain verschilt echter behoorlijk. 7,18dB gain tov 0,7dB gemiddeld. Er is hier natuurlijk geen optimale power overdracht want de in en uitgang zijn niet aangepast. Maar het gaat hier om het relatieve verschil.

Dan de 2n3553:
Deze leken in de DC test de mindere broeders:

Hier zie je een grotere spreiding net als bij de hFE maar het verschil met een merk 2n3553 is kleiner. Dit was overigens niet mijn beste originele want die deed 6dB maar die kon ik niet meer vinden. Die info staat in de eerdere metingen hierboven wel. Het verschil met de originele is hier dus 1,2 tot 3,5dB minder gain (dat is de helft minder)

Daarna een tweetal circuits gebruikt en daarbij op verschillende manieren gemeten. Let op, er is hier nergens sprake van optimale vermogensaanpassing dus dat de gain soms erg laag is wil niet zeggen dat de tor hier schuldig aan is. De originele en merkloze torren hebben echter de zelfde handicap dus daarom is het niet zo erg. De originele 2n36866 had ik meerdere en deze waren ongeveer gelijk. Statistisch wil dit natuurlijk niet alles zeggen. Ik kan net een paar heel goede hebben gehad. De eerder gemeten glimmende “imitaties” hebben wel een fabrikant opdruk en die deden het ook minder dan de oude mat-aluminium huisjes. Voor de 2n3553 geldt het zelfde alleen waren de merktorren daar ook glimmend.
De merkloze 2n3866 torren hebben bijna 10dB minder gain in de ene en 13,5dB minder in de andere schakeling.
De merkloze 2n3553’s doen het een stuk beter. Het vreemde is dat ze aan de bovenkant glimmen als een spiegel maar dat de onderkant er heel anders, mat en vlekkerig, uit ziet. Ik heb daar nog wat meer testen mee gedaan maar ze presteren vergelijkbaar met de originele.
Bij alle testen liep er 40 tot 60mA door de schakeling en ze werden aardig warm. Je kon ze nog net vastpakken en ik schat een graad of 60 (ik heb redelijk vuurvaste vingers dus het kan meer zijn)

This entry was posted in Experimental measurements. Bookmark the permalink.

Comments are closed.