Ｐａｇｅ 189 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 通常モードに戻る ┃ ＩＮＤＥＸ ┃ ≪前へ │ 次へ≫ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ▼トランジスタの劣化 トッタン 06/12/26(火) 0:35 ┣Re:トランジスタの劣化 Kenzo 06/12/26(火) 22:43 ┃ ┣Re:トランジスタの劣化 トッタン 06/12/27(水) 1:06 ┃ ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 Kenzo 06/12/28(木) 9:20 ┃ ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 06/12/29(金) 0:48 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 KOBA 06/12/27(水) 19:40 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 Kenzo 06/12/28(木) 11:07 ┣Re:トランジスタの劣化 通りかかり 06/12/29(金) 11:30 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 06/12/29(金) 21:52 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 通りかかり 06/12/30(土) 19:32 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 06/12/30(土) 22:38 ┣Re:トランジスタの劣化 初心A 06/12/30(土) 11:50 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 06/12/30(土) 22:43 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 生録趣味 07/1/2(火) 22:21 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 07/1/3(水) 0:57 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 通りかかり 07/1/3(水) 17:41 ┃ ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 07/1/3(水) 23:55 ┗Re:トランジスタの劣化 mint 07/1/11(木) 2:50 ┗Re:トランジスタの劣化 トッタン 07/1/11(木) 14:21 ┗Re:トランジスタの劣化 通りかかり 07/1/13(土) 9:26 ─────────────────────────────────────── ■題名 ： トランジスタの劣化 ■名前 ： トッタン ■日付 ： 06/12/26(火) 0:35 -------------------------------------------------------------------------
| 昔、某メーカーのプリアンプを修理に出したら「トランジスタの劣化によりトランジスタ交換」と修理伝票に記載されてました。半導体の物理特性が劣化するというのは私のつたない知識では考えにくいのですが、そのような事例をご存知の方、ご教授いただけますでしょうか？ <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： 半導体の専門ではありませんが、回路の立場から無理している設計でなくてもたまに半導体の劣化によるトラブルに遭遇します。大手メーカーの半導体は厳密な信頼性に基づいて生産納品されますので規格内の動作で劣化を招くことは考え難いのですが、まれに初期状態では問題なくても、時間が経つと故障モードに入る事例があります。同じようにつくられた半導体でも一枚のシリコン基板に多数の素子がつくられ、切り出されて一つの半導体に加工されますので厳密には同じ物は二つとないわけす。組み立ての際にモールドと足の間やペレットから足までの接続に僅かに不純物が残っていたり、拡散の過程でムラがあったのか定かではありませんが、動作状態の発熱、停止状態での冷却が繰り返されることや静電気ショックにより劣化が進行するといった偶発的な故障の発生は零ではないようです。 設計上余裕が少ないための傾向的ではなく部品個別の偶発的な不良の場合、同じ箇所が再び劣化することは殆ど起きないと思います。 <Mozilla/5.0 (Macintosh; U; PPC Mac OS X Mach-O; ja-JP; rv:1.4) Gecko/20030624 ...> |
| kenzoさん レスありがとうございます。 なるほど、製造過程でのちょっとした事が劣化につながり、故障モードになることがあるのですね。具体的には例えばhfeの低下とか、cobが増えたりといったことなのでしょうか？ 実はその某社の修理伝票はよくネットでも見かけるのですが実に頻繁に「トランジスタの劣化により交換」と言う文字を見かけるのです。ごくまれにならkenzoさんのご指摘のこともあろうかとは思いますが私個人の感想としては某社の修理の理由は「ほんまかいな？」という気持ちがぬぐえないのです。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： 修理の現場でどのように作業が行われているか仔細には知りませんが、不調の機器を目の前にして一通りチェックして原因が分からない場合、受動素子よりは能動素子の方が不良を起こし易いので疑いの目は自然とそちらに向きます。手元に代替可能な半導体があれば、取合えず付け替えて変化を観るとなって行きます。そんな作業を繰り返し怪しい部分を絞り込んで行きます。こうやっているうちに原因までたどり着いていませんが何かのパラメーターが変化して直ったように見えることもあります。設計ですと重大な問題を抱えているのか、試作時点の人的偶発故障かの見極めをしなければなりませんが、修理ではしばらく動作させて症状が再現しなければ取合えず完了として様子を見るということになるのではと思います。 ▼KOBAさん： 故障のモードは多種多様で一概にこんな感じとは言えませんが、アナログ回路の場合は徐々に症状が進むように見え、デジタル回路の場合は症状が出た途端に出力が無くなったり、何の前触れも無く沈黙する0か1となるようです。 <Mozilla/5.0 (Macintosh; U; PPC Mac OS X Mach-O; ja-JP; rv:1.4) Gecko/20030624 ...> |
| ▼Kenzoさん： >修理の現場でどのように作業が行われているか仔細には知りませんが、不調の機器を目の前にして一通りチェックして原因が分からない場合、受動素子よりは能動素子の方が不良を起こし易いので疑いの目は自然とそちらに向きます。手元に代替可能な半導体があれば、取合えず付け替えて変化を観るとなって行きます。そんな作業を繰り返し怪しい部分を絞り込んで行きます。こうやっているうちに原因までたどり着いていませんが何かのパラメーターが変化して直ったように見えることもあります。設計ですと重大な問題を抱えているのか、試作時点の人的偶発故障かの見極めをしなければなりませんが、修理ではしばらく動作させて症状が再現しなければ取合えず完了として様子を見るということになるのではと思います。 なるほど、確かに自分の少ない経験でも修理の手順は場所を絞り込んで部品を交換し、様子を見る・・って感じですからね。と、考えていくとあの「トランジスタの劣化」という記載は「たぶんそうなんじゃないの？」ぐらいのレベルの話なのかもしれませんね。ありがとうございました。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼Kenzoさん： 参考までにお教え下さい。 このモールドの不良化は徐々になのでしょうか。突然壊れるのでしょうか？ これまでトランジスターは０ー１０のようなものでだんだんおかしくなった ことがありません。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼KOBAさん： 同じ枝に繋がるかと思いましたが、返事は一本上の枝になってしまいました。 >▼Kenzoさん： >参考までにお教え下さい。 >このモールドの不良化は徐々になのでしょうか。突然壊れるのでしょうか？ >これまでトランジスターは０ー１０のようなものでだんだんおかしくなった >ことがありません。 <Mozilla/5.0 (Macintosh; U; PPC Mac OS X Mach-O; ja-JP; rv:1.4) Gecko/20030624 ...> |
| ▼トッタンさん： >昔、某メーカーのプリアンプを修理に出したら「トランジスタの劣化によりトランジスタ交換」と修理伝票に記載されてました。半導体の物理特性が劣化するというのは私のつたない知識では考えにくいのですが、そのような事例をご存知の方、ご教授いただけますでしょうか？ トランジスタといえども、劣化、故障はします。 これはどういう機器のデータかは不明ですが、 http://www.copleycontrols.com/motion/downloads/pdf/MTBF-7225x.pdf 故障率は抵抗や、コンデンサよりは非常に低いです。 故障や劣化の原因はいろいろありますので、不良になったといわれたトランジスタを解析しないと判りません。 <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.1) Gecko/20061204 Fir...> |
| ▼通りかかりさん： > >トランジスタといえども、劣化、故障はします。 トランジスタの故障（トランジスタのパンク)というのはよく聞きますし私も見たことはあるのでわかるのですが「劣化」となると私の周りのハードをかじった人間に聞いても「？？？」でしたので、いったいなにがどう劣化するのか知りたかったのです。例えば電解コンデンサならドライアップなどで徐々に容量が減少したりすることは知られていますし、抵抗なども年月と共に抵抗値が変化するそうです。が、トランジスタとなるとその経年変化（物理特性変化）に関しての正体は不明に思えましたので知りたかったのです。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： >トランジスタの故障（トランジスタのパンク)というのはよく聞きますし私も見たことはあるのでわかるのですが「劣化」となると私の周りのハードをかじった人間に聞いても「？？？」でしたので、いったいなにがどう劣化するのか知りたかったのです。例えば電解コンデンサならドライアップなどで徐々に容量が減少したりすることは知られていますし、抵抗なども年月と共に抵抗値が変化するそうです。が、トランジスタとなるとその経年変化（物理特性変化）に関しての正体は不明に思えましたので知りたかったのです。 抵抗でもそうですが、半導体製品でも設計で狙った各特性値に対してある分布をしますね。 出荷検査では、仕様値より厳しい値で検査して合格した物を良品として出す訳です。 初心Ａさんが書かれたように加速寿命試験をしますと、特性が動く物も統計的にあります。良いほうに動くのも悪い方に動くもあるわけです（動かないのも勿論あります）。 ですから、検査ギリギリで合格した物は時間と共に特性が変化して、規格を割る物もゼロではないです。 前出の例では、バイポーラ・トランジスタは100万時間当りの故障率が0.00015、 FET(多分ＭＯＳ型）は0.014で何かの原因で紛れ込む半導体に良くない不純物に敏感なＦＥＴの方が故障率が高いと解釈できます（それでも他の部品に比べて低い方です）。 経年変化の正体は、多くの種類の材料を使い、数多くのステップ（プロセス）を経て作られる半導体ですから、故障の症状もいろいろですし、故障した物を解析しないと特定出来ないです。 判りやすい例えばの話ですが、樹脂モールド封止工程で何かの拍子に２本のピンの間に細かいヘア・クラックが入ったとしますと長時間かかって空気中の水分が入り込む可能性があります。この水文が何かのイオンをこれまた時間をかけて溶かし込むとするとピン間のリーク電流がいつか規格をオーバーする事もありうる訳です。あくまでこれは例えばの話です、念の為。 <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.1) Gecko/20061204 Fir...> |
| ▼通りかかりさん： 詳しい解説ありがとうございます。何らかの原因で（お示しいただいたヘアクラックの例など）特性の変化はありうるということですね。勉強になりました。ありがとうございました。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： 今日は。 年末の大掃除をしていましたら、少しは参考になりそうなデータがでてきましたので 紹介します。 部品種別 ダーリントン・トランジスタ 高温保存 １５０度Ｃ 低温保存 −６５度Ｃ 耐湿性 ８０度Ｃ ９０−９５％ＲＨ 温度サイクル、熱衝撃、以下略 時間系は初期、１００時間、５００時間、１０００時間で 測定。 サンプル数 ２０個 測定項目 hfe Vce（sat）・・他 変化はしていますが、劣化（スペックから外れる）は見られません。 プリアンプの環境は、自動車などの電装品から比べれば、天国 なのでしょうから、そこでトランジスタが劣化することは、私も理解できません。 （偶発故障の発生はあります。また、適切な設計がなされているのが条件です。） 交換されたトランジスタを頂いて、ハードに詳しい友人に見てもらえば、 何か分かるかも知れません。 >昔、某メーカーのプリアンプを修理に出したら「トランジスタの劣化によりトランジスタ交換」と修理伝票に記載されてました。半導体の物理特性が劣化するというのは私のつたない知識では考えにくいのですが、そのような事例をご存知の方、ご教授いただけますでしょうか？ <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows 98)> |
| ▼初心Aさん： > プリアンプの環境は、自動車などの電装品から比べれば、天国 > なのでしょうから、そこでトランジスタが劣化することは、私も理解できません。 > （偶発故障の発生はあります。また、適切な設計がなされているのが条件です。） > 交換されたトランジスタを頂いて、ハードに詳しい友人に見てもらえば、 > 何か分かるかも知れません。 そうですね。昔のことなので交換された部品は処分してしまいました。とっておけば何かわかったかもしれません。この次の機会がもしありましたら詳しく調べてみようと思います。ありがとうございました。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ペレットの酸化、つまり金属珪素が酸化して二酸化珪素になるのが原因のようです。 トランジスターが出始めたころ、ヒーターがないので半永久と言われていましたが、 電力用のトランジスターが出現し始めたらそのようなことはいわなくなりました。 原因が熱による酸化ということが判明しました。 また、初期の2SA627,2SD188は、振るとコロコロと音がしますが、 当時は除湿が難しく、中に乾燥剤を入れたとのことです。 音がするのはその乾燥剤の音。 金属珪素は水分があると酸化が進むとは知りませんが、 金属鉄は水分の存在で酸化が進むので、充分考えられるでしょう。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows 98; DigExt; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼生録趣味さん： >ペレットの酸化、つまり金属珪素が酸化して二酸化珪素になるのが原因のようです。 > >トランジスターが出始めたころ、ヒーターがないので半永久と言われていましたが、 >電力用のトランジスターが出現し始めたらそのようなことはいわなくなりました。 >原因が熱による酸化ということが判明しました。 > >また、初期の2SA627,2SD188は、振るとコロコロと音がしますが、 >当時は除湿が難しく、中に乾燥剤を入れたとのことです。 >音がするのはその乾燥剤の音。 >金属珪素は水分があると酸化が進むとは知りませんが、 >金属鉄は水分の存在で酸化が進むので、充分考えられるでしょう。 いろいろなことがトランジスターにも起きるのですね。勉強になります。 そこで質問ですが、金属珪素が酸化して二酸化珪素になるとトランジスターの特性の何がどのように変化すると考えられるのでしょうか？ <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： >いろいろなことがトランジスターにも起きるのですね。勉強になります。 >そこで質問ですが、金属珪素が酸化して二酸化珪素になるとトランジスターの特性の何がどのように変化すると考えられるのでしょうか？ 初期のメサ型シリコン・トランジスタでは、ＰＮ接合の外周が周りの環境に晒され、水分などが付くとＰＮ接合の特性が劣化して、耐圧などの特性が悪くなります。動作温度が高いと劣化が加速されます。 プレーナ型になってからは、ＰＮ接合は強固なシリコン酸化膜（二酸化珪素＝安定な物質です）で覆われてますから安定度は格段に良くなってます。但し、このシリコン酸化膜に好ましくない不純物が入り込む可能性はゼロではありませんから、１００万時間に0.00015位の故障率がある訳です。 シリコンは普通の温度（動作温度）くらいでは、滅多な事では酸化しませんです。 <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.1) Gecko/20061204 Fir...> |
| ▼通りかかりさん： >初期のメサ型シリコン・トランジスタでは、ＰＮ接合の外周が周りの環境に晒され、水分などが付くとＰＮ接合の特性が劣化して、耐圧などの特性が悪くなります。動作温度が高いと劣化が加速されます。 >プレーナ型になってからは、ＰＮ接合は強固なシリコン酸化膜（二酸化珪素＝安定な物質です）で覆われてますから安定度は格段に良くなってます。但し、このシリコン酸化膜に好ましくない不純物が入り込む可能性はゼロではありませんから、１００万時間に0.00015位の故障率がある訳です。 >シリコンは普通の温度（動作温度）くらいでは、滅多な事では酸化しませんです。 １００万時間に0.00015位の故障率というと相当に故障率としては低いといえるのでしょうが、ありえないことではないということでしょうね。ご教示ありがとうございます。勉強になりました。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)> |
| 今までの経験では、その機器に使われていた同じ型番のトランジスタが 半数以上故障していて、外見も割れたり、真っ二つになっていた事がありました。 他にも外見上は何も問題は無く、外して増幅率を測ると正常なのに 組み込むと、無音時は問題無いのに、音声を入れるとノイズが出るとか 特定のトランジスタのみ足の酸化が激しく、内部まで侵食して破壊されるとか まぁいろいろありました。 メーカー修理では、故障したトランジスタのみの交換になってしまいますが 出来る事なら、壊れたトランジスタと同じ型番のトランジスタを 全交換した方が良いとは思いますけど、貼り紙等で指定しておいても 無視される事が多かったりして、左右の基盤でトランジスタが違ってしまい 精神衛生上宜しくない思いをする事が何度かありましたね。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1)> |
| ▼mintさん： >今までの経験では、その機器に使われていた同じ型番のトランジスタが >半数以上故障していて、外見も割れたり、真っ二つになっていた事がありました。 あまり聞いたことがない話でかなり「異常」といっていいでしょうね。 >他にも外見上は何も問題は無く、外して増幅率を測ると正常なのに >組み込むと、無音時は問題無いのに、音声を入れるとノイズが出るとか >特定のトランジスタのみ足の酸化が激しく、内部まで侵食して破壊されるとか >まぁいろいろありました。 そのあたりは通りかかりさんがおっしゃってたヘアクラックや水分の浸透によるリークなのかもしれません。やっぱりいろいろあるんですね。 >メーカー修理では、故障したトランジスタのみの交換になってしまいますが >出来る事なら、壊れたトランジスタと同じ型番のトランジスタを >全交換した方が良いとは思いますけど、貼り紙等で指定しておいても >無視される事が多かったりして、左右の基盤でトランジスタが違ってしまい >精神衛生上宜しくない思いをする事が何度かありましたね。 私も同様の経験があります。おそらく担当した修理の方は「ただの家電製品」としてしか認識してなかったのでしょう。なんと無神経な！と怒って電話で怒鳴りつけたことがありました。現在はそのメーカーは事実上消滅しました。 <Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows 98; Win 9x 4.90; .NET CLR 1.1.4322)> |
| ▼トッタンさん： >そのあたりは通りかかりさんがおっしゃってたヘアクラックや水分の浸透によるリークなのかもしれません。やっぱりいろいろあるんですね。 過電圧がかかったり、リード線に過大な力がかかったりすると壊れます。 ご参考まで。 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1628-D.PDF <Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; en-US; rv:1.8.1.1) Gecko/20061204 Fir...> |