Стоит ли покупать мощные транзисторы на AliExpress?

Собираете или ремонтируете устройство, вам вдруг понадобились транзисторы и вы нашли их на AliExpress по привлекательной цене? Лучше посмотрите в локальном магазине или хотя бы не в Китае. «Почему?», спросите вы, ведь заказов много, а рейтинг товара практически 5 звезд, не может же столько человек ошибаться? Если одним словом – то часто это подделка. Если хотите подробностей, добро пожаловать под кат.

Некоторое время назад я читал статью, где автор жаловался на то, что не может купить микросхем УНЧ в интернете – все время попадаются подделки. Причем могут быть настолько откровенные, что вместо микросхемы идет «кирпичик» — кусочек пластика оригинальной формы с выводами, металлической подложкой и правильной маркировкой, только вот… кристалла в этом кирпичике нет от слова «совсем». Тогда я сильно удивился – «Как это возможно? Вроде столько всего уже купил на AliExpress, но ни разу такого не встречал». Кажется, речь тогда шла об LM3886, и автор заказал порядка 25 микросхем из разных источников, из которых рабочих оказалось ни одной.

И вот месяца 4 назад решил я собрать лабораторный источник питания достаточно приличной (200 Вт) мощности. Да не просто стабилизатор, а с «предрегулятором» — устройством, работающем в ключевом режиме и останавливающим заряд накопительного конденсатора в нужный момент, если максимальное напряжение на нем сейчас не требуется. Стал разрабатывать схему, заряжающую конденсатор, а в качестве ключевого элемента выбрал транзистор IRF4905 (P-Channel, 70 A, 55 V, 200 W). В процессе разработки случайно ввел транзистор в линейный режим (коснувшись пальцем затвора), и… тот сгорел. Я очень удивился, т.к. питал тестовую конструкцию от достаточно маломощного трансформатора, и по ощущениям транзистор с таким трансформатором сгореть вообще никак не должен был (на затворе стоял стабилитрон, так что пробой затвора тоже исключается). Но ощущения при разработке – далеко не главное, поэтому я полез в документацию на транзистор, посмотрел график SOA (Safe Operating Area), после чего померил ток КЗ трансформатора, посчитал его эквивалентное сопротивление и снова пришел к выводу, что транзистор сгореть не может, т.к. ни одна точка, которую может обеспечить данный трансформатор не выходит за пределы SOA транзистора. В принципе, в линейном режиме эксплуатировать транзистор в реальной схеме я не планировал, но вопрос, почему он сгорел, настолько заинтересовал меня, что я даже создал тему на весьма известном форуме.

К сожалению, как оказалось, на данном форуме присутствует тенденция «закидования» вопрошающего «камнями» вместо реальной помощи, поэтому ответ пришлось искать в интернете дальше. Хотя определенный толчок в данном направлении (а также много полезной информации и обсуждения по другим вопросам) форум мне все же дал, за что ему спасибо.

В результате где-то на просторах интернета была найдена информация, что из Китая могут прийти поддельные транзисторы, размер кристалла в которых в несколько раз меньше нужного. Это меня настолько заинтересовало, что я решил распилить сгоревший IRF4905, чтобы увидеть, какой у него внутри кристалл. Сказано – сделано, я взял «микроболгарку» (дремель на самом деле) и начал пилить гирю IRF4905. Через пару минут моему взору предстала следующая картина:

Какого размера должен быть кристалл в таком транзисторе, я не знал, однако увиденное явно казалось маленьким для заявленных 200 ватт. Да, куплен IRF4905 был здесь. Как видите, у товара большое количество заказов и отличный рейтинг:

Если включить фильтр на негативные оценки, можно, конечно, найти и реальные отзывы, где основной упор делается на уменьшенную емкость затвор-исток по сравнению с документацией (что как бы косвенно говорит о кристалле меньшей площади) или на завышенное сопротивление канала в открытом состоянии:

Но это сейчас идут такие транзисторы, мои (купленные еще в 2016-м году) показывают как ёмкость, так и сопротивление в пределах нормы! Только что перепроверил — емкость (по транзистор-тестеру) — 3.81 нФ, падение напряжения при токе 1.9 А — 49 мВ, то есть сопротивление канала 26 мОм, что практически соответствует документации. Из этого можно сделать интересный вывод – оценивать подлинность полевого транзистора только по ёмкости затвора или сопротивлению канала нельзя. Каким уж образом китайцы умудрились в моем случае сделать подделку с низким сопротивлением канала – отдельная загадка, возможно, применяются какие-то более новые технологии для старых транзисторов.

А каким должен быть вообще кристалл у полевого транзистора? Может быть показанных размеров достаточно? Чуть позже у меня сгорел IRFZ44 (94 W, то есть в два раза меньше, чем у IRF4905), купленный лет пять назад в локальном магазине. Ниже фото его кристалла:

Явно видно, что кристалл в разы больше. Его размер примерно 3х2.5 мм, что дает площадь в 7.5 мм². К сожалению, фото с линейной у IRF4905 я тогда не сделал, а сам транзистор выкинул. Но из пропорций относительно корпуса видно, что кристалл там 2-3 мм².

Далее я столкнулся с тем, что купленные здесь TIP142T и TIP147T (100 V, 15 A, 90 W) даже не в состоянии управлять лампочкой 24 В 42 Вт в линейном режиме – сразу перегорают, не успевая при этом хотя бы как-то нагреть радиатор. Но теперь я знал, что делать:

Итого, что мы тут имеем? Кристалл размером 1.2х1.2 мм. То есть 1.44 мм². А каким он вообще должен быть-то, может быть с транзисторами все в порядке? Чтобы ответить на этот вопрос, я решил «открыть» отечественный КТ818Г, который только что сгорел по моей вине от перегрева:

Также на фото кристаллы отечественных КТ805АМ и КТ815Г. КТ818Г (90 V, 10 A, 60 W) и КТ805АМ (60 V, 5 A, 30 W) имеют кристаллы размером 2.6х2.6 мм = 6.76 мм². Странно, максимальная мощность различается в два раза, а кристалл – одинаковый. Предположу, что вот тут дело в более новой технологии (так как 805-й — весьма старый транзистор), и современным транзисторам необходим примерно 1 мм² кристалла на каждые 10 Вт рассеиваемой мощности (оценка взята «с потолка», но все же). И КТ815Г (100 V, 1.5 A, 10 W), имеющий кристалл 1х1 мм = 1 мм² это подтверждает.

Но это отечественные транзисторы, может быть, наше производство просто сильно отстает, и в Китае давно научились использовать кремний гораздо эффективней? Чуть позже у меня сгорел TIP142T, купленный в локальном магазине, не доверять которому (транзистору) повода не было – нагрузку он держал отлично, а сгорел по моей вине (я ошибочно замкнул цепь защиты по току). Да и в магазине заверили, что транзисторы они получают не из Китая. Это позволило посмотреть, какой кристалл находится внутри оригинального (будем считать так) TIP142T:

Как видите, почему-то кристалл в нем стоит под углом и имеет размер 3.17х3.17 мм = 10 мм². То есть предположение, что биполярному транзистору надо примерно 1 мм² на 10 Вт сходится и тут.

Далее мне пришли TIP41C и TIP42C (100 V, 6 A, 65 W), купленные там же. Но теперь я сразу знал, что делать. Нет, я не стал ломать рабочие транзисторы, а собрал тестовую схему с переменным резистором в базовой цепи и подключил её к блоку питания на 20 В. Один транзистор (на радиаторе с термопастой) сгорел при 20 В 1.2 А, другой – при 1.3 А. Это 24 и 26 Вт соответственно. После этого я заглянул «внутрь»:

Кристалл оказался площадью 1.1 мм², то есть на 11 Вт по моей приблизительной оценке. Транзисторы же сгорели при в два раза большей мощности – то есть либо оригинальные транзисторы имеют приличный запас, либо китайцы действительно научились использовать кремний более эффективно. Я склоняюсь скорее к первому варианту, т.к. оригинальные транзисторы «на убой» не тестировал, плюс все мои тесты проходят при низкой температуре, возможно, при более высокой ситуация будет иной (а ведь в реальной жизни мощные транзисторы очень редко работают при 25 градусах на радиаторе).

Затем у меня вдруг сгорел стабилизатор 7815, купленный в том же магазине. Да не просто сгорел – от него отлетел кусок пластика с такой скоростью, что если бы он попал в лицо, все могло бы закончиться печально! Отсюда еще один важный вывод – не рассматривайте что-либо во включенной силовой аппаратуре с небольшого расстояния! А получилось все так – на плате перервалась дорожка, подключающая общий провод стабилизатора к схеме, вход и выход остались подключенными. Я это заметил (по возросшему напряжению в цепи +15 В), выключил устройство, исправил дорожку и включил снова. Сначала от 7815 пошел небольшой дымок, а через буквально секунду он «выстрелил» пластиком. Это стало поводом для его разборки:

Кристалл тут имеет размер 0.8х0.8 мм, то есть 0.64 мм². Не знаю, насколько это мало, но по вышеописанному предположению это примерно на 6 ватт. Явно маловато. Кстати говоря, это второй 7815 из партии, который сгорел – первый просто не выдержал очередного КЗ, но ушел гораздо более спокойней. Вывод – не только транзисторы, но и силовые микросхемы могут оказаться подделкой. Вот интересно, как это делается? На банальную перемаркировку не похоже, значит есть какой-то завод, который намеренно производит транзисторы и интегральные схемы с уменьшенными кристаллами?

Далее в нашей эстафете идут BD237/BD238 (100 V, 2 A, 25 W), купленные тут:

Как видно, кристалл тут вообще 0.35х0.35 мм = 0.12 мм². При какой мощности сгорит такой транзистор – страшно представить (надо будет проверить). Хотя, конечно, обычно они стоят в предвыходных цепях и больших мощностей не рассеивают. То есть о покупке таких транзисторов еще можно задуматься, если заранее учесть данную «особенность».

Теперь очередь MJL4281A/MJL4302A, купленных тут. По документации – это превосходные транзисторы в корпусе TO-264, рассчитанные на 350 V, 15 A и 230 W. Это – одни из самых мощных биполярных транзисторов в пластиковом корпусе. Нашел я их по справочнику Farnell, а купить уже решил на AliExpress, т.к. там было значительно дешевле (5 пар на момент покупки обошлись около $10), а про подделки я тогда даже не задумывался. На эти транзисторы я возлагал большие надежды использования их в качестве основных транзисторов для стабилизатора – ведь при паспортной мощности в 230 W при 25 градусах, в реальном устройстве (с учетом нагрева) вполне можно рассеивать на таком транзисторе половину, а это 115 ватт! То есть, обойтись только одним транзистором в регуляторе, а не парой.

Но реальность оказалась печальней – при мощности около 75 Вт транзистор сгорел. Правда, радиатор в этот момент был нагрет где-то до 80 градусов, то есть в пересчете это дает порядка 130 Вт «на холодную». Транзистор был отправлен в мусорку, а позже извлечен оттуда и «открыт»:

Что оказалось внутри – кристалл размером 2.9х2.9 мм = 8.4 мм², что по приблизительной оценке соответствует мощности в 84 ватта. Сгорел же он при 130 (будем считать, с учетом нагрева). Не так уж плохо! Такой транзистор, зная его реальную мощность, вполне можно использовать в схеме. Однако, это все равно почти в два раза меньше документации, то есть подделка. Приобретать такой транзистор или нет – решать вам, отзыв фотографией кристалла на Али я дополнил (к сожалению, изначально пошел по стандартному пути, проверил детали транзистор-тестером и поставил 5 звезд).

Справедливости ради скажу, что в этот момент я задумался, а какого же размера должен быть кристалл у таких транзисторов?

Это MJ15003 (140 V, 20 A, 250 W) в металлическом корпусе. Зная, что расстояние между выводами эмиттера и базы у него 10.92 мм, можно приблизительно оценить размер кристалла – 4.2х5 мм = 21 мм². То есть, 210 Вт из предположения 1 мм² = 10 Вт. Учитывая, что тепловое сопротивление кристалл-корпус в металлическом корпусе меньше, вполне возможно, что 21 мм² в данном случае вполне хватит на 250 Вт. Это еще раз говорит, что в китайском MJL4281A кристалл маленький.

Ну и напоследок несколько разных полевых транзисторов, купленных на Али. Все они были опробованы в тестовой схеме (в линейном режиме) и сгорели при значительно меньшей мощности, чем должны были (по документации, с учетом SOA):

Слева направо: IRF3205 (200 W), 1x1.5 мм = 1.5 мм², IRF1407 (330 W), 1.7х2.3 мм = 3.9 мм², IRF3205 (купленный в другом месте), 1х1.4 мм = 1.4 мм², IRF1405 (330 W), 1.6х2.6 = 4.2 мм². Здесь можно вспомнить, что кристалл оригинального IRFZ44 (94 W) имел размер 3х2.5 мм = 7.5 мм², то есть больше, чем кристалл любого из этих.

Внимательный читатель может заметить, что многие поддельные полупроводники были приобретены в одном и том же магазине «Fantasy Electronics CO., Ltd». Да, раньше мне нравился этот магазин своим ассортиментом и ценами, поэтому я часто покупал там. За все время в нем было приобретено много других радиодеталей – операционные усилители, резисторы, конденсаторы, разъемы и т.д., и с ними проблем замечено не было (предполагаю, что ОУ могут быть поддельными, но в работе отличий с документацией пока не встречал). Также после этого случая я пробовал искать мощные полупроводники у других продавцов, и обычно там, где большое количество отзывов всегда находится один-два с одной или двумя звездами, где указывается, что транзисторы – поддельные и иногда даже приводится фото кристалла. То есть, это не проблема конкретно данного магазина, это проблема AliExpress в целом.

Не знаю, будете ли вы после прочтения данного обзора покупать мощные полупроводники на Али, но я для себя решил брать их только в локальных магазинах. Стоят они тут в разы дороже, но это вполне окупится качественной работой собираемых изделий. Да, можно найти на Али более дорогие лоты, но разве есть гарантия, что там не окажутся те же самые подделки? Более того, теперь я прихожу к выводу, что и купленные в других местах полупроводники надо тестировать перед установкой в схему, потому что не известно, откуда они могут быть «родом».

Спасибо за потраченное на прочтение время, всем удачи и качественных деталей!

P.P.S. Если кто-либо покупал на Али мощные транзисторы и они оказались не подделкой (если есть достаточные основания быть в этом уверенным — например, фото кристалла или реальный опыт использования транзистора на мощностях, близких к предельной), просьба скидывать в комментарии модели и ссылки на магазины.