Der 2N3878 ist ein schneller NPN-Leistungstransistor im TO-66 Gehäuse. Er sperrt bis zu 50V, wobei die Kollektor-Basis-Sperrspannung mit 120V deutlich höher liegt. Der Kollektorstrom darf dauerhaft 4A und kurzzeitig 10A betragen. Bei einem Kollektorstrom von 4A beträgt der Verstärkungsfaktor noch mindestens 20. Über das Gehäuse können bis zu 35W abgeführt werden. Die Grenzfrequenz ist mit 40MHz spezifiziert. Der 2N3878 ermöglicht bei 4A Schaltimpulse mit einer Dauer von 1µs.
Die hier zu sehende Anzeige stammt aus der Zeitschrift Electronics aus dem Jahr 1965.
Der Transistor ist auf einem ungewöhnlichen Heatspreader platziert. Die Kontaktierung erfolgt mit Blechelementen, die auf die Anschlusspins aufgeschoben und damit verlötet wurden.
Der Heatspreader scheint mit dem Gehäuse verlötet worden zu sein.
Die Kontaktbleche sind direkt mit dem Die verlötet. Das Basispotential (rechts) wird über die Metalllage in die Emitterfläche geführt. Diese Leiterbahnen sind etwas dünner als die des Emitters. Der ganze Aufbau ist mit einem klaren Schutzlack überzogen.
Der Transistor besitzt eine MESA-Struktur mit nicht ganz geraden Kanten. Die Oberfläche des Transistors ist teilweise unregelmäßig. Eine schwach erkennbare Kante grenzt den Emitterbereich vom Basisbereich ab.
In einem Bereich ist die Oberfläche beschädigt. Anscheinend handelt es sich um einen Kratzer, der sich von der oberen Leitung des Emitterbereichs über die untere Leitung des Basisbereichs erstreckt. Im unteren Bereich ist neben der Metallisierung auch das Silizium beschädigt. Der Schaden erstreckt sich aber nicht bis zur Sperrschicht.
Die Basis-Emitter-Strecke bricht bei -9V durch. Der Lawinendurchbruch erzeugt den bekannten Leuchteffekt. Der Strom steigt hier folgenermaßen an: 10mA / 20mA / 30mA / 40mA / 50mA / 100mA / 200mA / 300mA / 400mA / 500mA
Die Leuchterscheinung entwickelt sich sehr gleichmäßig. Der Kratzer scheint sich allerdings auf die elektrischen Felder auszuwirken. Unterhalb dieses Artefakts breitet sich der Leuchteffekt erst spät aus. In der unteren linken Ecke zeigen sich kaum leuchtende Inseln. Da sich die Metalllage mit dem Basispotential nicht in diesen Bereich erstreckt, ist der Widerstand der Basis-Emitter-Strecke dort höher und die Durchbrüche in den niederohmiger angebundenen Flächen bleiben dominant.
In der Infrarotaufnahme zeigen sich die Zusammenhänge, die im Rahmen des SF137 genauer beschrieben sind. In diesem Bild beträgt der Basisstrom 1A, während der Kollektorstrom folgendermaßen ansteigt: 1A / 2A / 3A / 4A / 5A / 6A / 7A. Die Leuchterscheinung zeigt sich zuerst nur unter dem Basisbereich. Erst mit steigendem Kollektorstrom wandert der Leuchteffekt in Richtung Emitter.
In diesem Bild beträgt der Basisstrom nur 0,5A. Während der Kollektorstrom bis auf 8A ansteigt, verlässt der Transistor den Sättigungsbereich. Die damit einhergehende hohe thermische Belastung zerstört letztlich die Strukturen, was sich durch ein Aufleuchten am Emitterkontakt zeigt.
Der beschädigte Bereich ist lediglich durch eine kleine Verfärbung zu erahnen. Der Schutzlack, der am Emitterkontakt aufgerissen ist, stört den Blick auf die Oberfläche des Transistors.
