Endstufe durch - warum?

[Detsi Bell]

Hallo zusammen!

Unter dem zugegebenermaßen etwas dämlichen Betreff erhoffe ich mir Aufklärung über einen eigentlich als normal angesehenen Vorgang, nämlich das "Durchgehen" der Leistungstranistoren in einer Endstufe.

Meine Kentnisse über Schaltungstechnik sind nur grundlegend, basieren auf einigen Lehrbüchern in den 70ern und aus Elektor und Elrad, ca. 1977-82. Damals mußte man noch geeignete Transistoren finden, die den "hohen" Spannungen und Strömen standhielten, parallelschalten von Endstufentransistoren war unüblich. Nachbauprojekte hatten 40-100W, bei den späteren engagierten Projekten mit deutlich höheren Leistungen hab ich schon nicht mehr mitgelesen.

Aus dieser dürftigen Situation heraus habe ich einige wenige Reparaturen an kaputten Verstärkerendstufen gemacht, die sich im wesentlichen auf das Auswechseln der jeweiligen Transistoren beschränkten. Das war normal, das kannte man so, das passierte halt. Eine richtige Erklärung, was denn nun die eigentliche Ursache dafür ist, kenne ich nicht.

Ausgelöst von meinen Reparaturversuchen an einem kleinen Verstärkerchen, einem Saba CI300, stellt sich mir nach einigen Jahren der Lötabstinenz die Frage: Was passiert da eigentlich, wenn's passiert?

Wer weiß Bescheid und kann mich erleuchten?

Gruß: Detsi

[Armin777]

Also der Vorgang ist im Inneren des Transistors, durch zuviel Wärme ausgelöst, ein Durchbrechen der Halbleiterebenen, so dass diese dann miteinander verschmelzen.

[fmmech_24]

..leider in Englisch (Deutsch, wer braucht schon Deutsch?) aber, liest selbst: http://sound.westhost.com/soa.htm ..speziell Punkt 4.

Zum Nachschlag eine, recht gute Abhandlung über: selber lesen!

[Lippi]

Das .PDF ist sehr interessant
Mal was, mit vielen Formeln zusammengefasst

[Detsi Bell]

Ich habe die Links jetzt noch nicht besucht, aber ich lese da SOA, das ist wohl die Safe Operating Area. Davon hab ich schon gehört...

Soll wohl heißen, das in jedem Fall dieses "Sichere Gebiet" verlassen wurde? Auch wenn die Transen an sich phantastische Werte für Ströme und Spannungen haben, gibt es eine Kombination davon, die schnell zum Tode führt.

Fragt sich nur, warum dann der Betrieb meistens über viele Jahre gutgeht. Und was sich denn die Entwickler gedacht haben, was man alles mit ihren Schaltungen nicht machen darf...

Ich werd nachher noch'n bisschen schmökern...

[Lippi]

Hinzu kommt, dass jedes Bauelement eine statistische Ausfallwahrscheinlichkeit hat, die exponentiell mit der Betriebstemperatur steigt.
Anders herum ist Kühlung also immer gut, da jede starke Erhitzung, auch wenns dieses mal gut ging, die Lebensdauer verkürzt.

[Gorm]

Die Ausfallwarscheinlichkeit eines Bauelementes ist auch von der Lebensdauer abhängig und steigt nach lange gleichbleibender Warscheinlichkeit exponentiell an. Das ergibt mit der gehäuften Frühausfallwarscheinlichkeit die sogenannte "Badewannenkurve" der Ausfallwarscheinlichkeit. Temperaturerhöhung wirkt für BE lebensdauerverkürzend, weshab Bewertungen der BE-Lebensdauer unter "verschärften Umgebungsbedingungen", d.h. u.a. erhöhter Temperatur in kürzerer Zeit durchgeführt werden können.
Betrieb von BE unter hoher Spannung und damit höherem Strom hat höhere Verlustleistung und folglich höherer Temperatur zur Folge. Bessere Kühlung heißt niedrigere Betriebstemperatur und auch längere Lebensdauer!
Was den BE-Tod und auch die Reihenfolge des Absterbens der BE verursacht, ist von der Dimensionierung der Schaltung und den eingesetzten BE abhängig. Oft werden die Möglichkeiten von temperaturstabilierender Maßnahmen und damit der Grenztemperaturen des Betriebs überschritten.
Wie oben angedeutet, kann es aber auch nach mehreren 10Jahren seit Inbetriebnahme einfach das Erreichen des Lebensdauerendes sein, und das wird bei gleicher Betriebszeit unter hoher Last schneller erreicht als unter geringer Belastung. Davon sind neben aktiven BE auch verschiedene passive betroffen, wenn auch durch andere Ausfallursachen.
Wesentlich ist auch, dass viele Aussagen zur Betriebszeit. wie z.B. die MTBF, d.h. die mittlere fehlerfreie Betriebszeit, statistische Werte sind und nur wenig über das einzelne BE aussagen können. Anders wird es, wenn relativ viele BE betrachtet werden.