Toshiba 2SJ 200/201 und 2SK1529/1530 nicht mehr erhältlich, Ersatz?

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Hifihoppie
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 13. Aug 2021, 09:16

Kennwood KA-5050R,7050R,
Sony TA-F808ES, 870ES und eine ganze Menge anderer Verstärker und Endstufen, haben eine Gemeinsamkeit:

Dort sind die oben erwähnten Transistoren von Toshiba verbaut worden, MOS-FET Transistoren, die bis ca 2014 problemlos erhältlich waren.
Mittlerweile ist das anders, die 2SJ201/2SK1530 sind nur noch aus zweifelhaften Quellen, Fakes oder zu Horrorpreisen erhältlich.
Auch die 2SJ200/2SK1529 sind kaum noch zu bekommen.

Auch ich hatte von meinem großen Zulieferer Fälschungen bekommen.
Da ich gerade einen Kenwood KA-5050R hier habe, dachte ich, ich nehme ihn als "Testobjekt" für Ersatztypen.
Als erstes stehen die IRFP240/IRFP9240 Vishay auf der Liste.
Ich habe mit Transistoren von Vishay/Intetrnational Rectifier bisher in Schaltanwendungen gute Erfahrungen gemacht.
Sollte das nicht funktionieren, werde ich mich bei Renesas (ehem. Hitachi) umsehen.

Valenzband
Inventar

#2 erstellt: 13. Aug 2021, 13:52

Evtl. lässt sich der Ruehestrom nicht so gut einstellen und ist auch weniger stabil. Probier es aus.

Elektronator
Stammgast

#3 erstellt: 13. Aug 2021, 16:56

Bei MOSFETS für analoge Audio-Endstufen sind allerdings andere Eigenschaften wichtig, als bei MOSFETs für Schaltnetzteile.

Bei analogen Audio-Endstufen treten hohe Verlustleistungen auf im ms-Bereich, bei Schaltnetzteilen im µs-Bereich, also viel kürzer.
Die "Robustheit" kann man besonders am Diagramm der "Safe Operating Area" (SOA) ablesen. Eine große SOA erreicht man beispielsweise durch große Chipfläche. Und hier "lohnt" sich das Fälschen besonders, denn Chipfläche kostet Geld.
Das gleiche gilt bei bipolaren Transistoren.

Beispielsweise der 2SK1530 verträgt 10 ms lang 10 A * 50 V = 500 W.

Ein kleineres Chip merkt man erst mal nicht, bis die ersten großen Bass-Impulse das Chip stark aufheizen.
Bei 10 ms hilft der Kühlkörper noch nicht, das muss der Transistor selbst verkraften.

MOSFETS für Schaltnetzteile sind dagegen auf kurze Schaltzeiten, kleine Kapazitäten und kleinen Rdson optimiert.

Hifihoppie
Ist häufiger hier

#4 erstellt: 15. Aug 2021, 20:42

Das ist vollkommen korrekt, es handelt sich im Audio-Bereich um eine ganz andere Betriebsumgebung als in einem Schaltnetzteil oder Frequenzumrichter..
Daher möchte ich ja zunächst mal bei diesem "kleinen" Kenwood ein wenig Erfahungen sammeln.
Beim größeren KA-7050R werden die Kühlkörper mit korrekt eingestelltem Ruhestrom meines Erachtens nach sehr warm.

Ich erinnere mich an den PMA-2000AE von Denon, bei dem in den Endstufen zwei "dicke" MOS-FET von Toshiba eigesetzt wurden, die sonst auch eher in Schaltnetzteilen zu finden waren.
Bei jenem, den ich auf dem Tisch hatte, waren besagte Transistoren defekt....

Valenzband
Inventar

#5 erstellt: 15. Aug 2021, 21:07

Elektronator (Beitrag #3) schrieb:

Bei MOSFETS für analoge Audio-Endstufen sind allerdings andere Eigenschaften wichtig, als bei MOSFETs für Schaltnetzteile.

Die unterschiedlichen Anforderungen werden von MOSFETs grundsätzlich besser erfüllt als von bipolaren Transistoren.
Im Gegensatz zu bipolaren Transistoren vertragen MOSFETs spannungsunabhängig so gut wie immer 100% der Nennverlustleistung (Ptot @ Tc=25°C), die SOA ist maximal.

Allerdings ist die Ruhestromeinstellung und deren Stabilität sehr verschieden, auch zwischen unterschiedlichen Generationen von MOSFETs.
Dazu kommen relativ große Streuungen der Thresholdspannung Vgsth selbst innerhalb einer Typenreihe (ggf. ist dann eine Selektion erforderlich).
Verschiedene Typen können im Durchschnitt mehrere Volt unterschiedliche Vgsth haben, was beim Ersatz oft Schaltungsmodifikationen verlangt.

[Beitrag von Valenzband am 15. Aug 2021, 21:09 bearbeitet]

Elektronator
Stammgast

#6 erstellt: 16. Aug 2021, 00:10

Relativ günstige Leistungs-MOSFETs, auch für Audio-Endstufen, hat auch Fairchild (heute: onsemi) im Programm. Ob onsemi die Paarung n- und p-Kanal fertig anbietet, weiß ich aber nicht. Notfalls muss man selbst aussuchen.

Im kleineren Leistungsbereich ist auch STMicroelectronics noch aktiv. Soweit ich mich erinnere, ist das größte Gehäuse TO-220.

p-leitendes Silizium ist hochohmiger als n-leitendes. Deshalb enthalten p-Kanal-MOSFETs größere Kristalle, haben größere Kapazitäten, vertragen etwas höhere Leistung und sie kosten etwas mehr. Das muss man beim Aussuchen des komplementären Typs wissen.

Bei Komplementärpaaren werden beim p-Kanal-Typ einfach die kleineren Werte der Leistung des n-Kanal-Typs angegeben.

Hifihoppie
Ist häufiger hier

#7 erstellt: 18. Aug 2021, 10:44

Danke, Elektronator, für die Infos.

Der Ruhestromeinstellung für die Kombination IRFP240/IRFP9240 muss tatsächlich wesentlich höher eingestellt werden, als für die Originaltypen, um überhaupt einen Ruhestrom zu bekommen.
Die Endstufe zeigt keine Schwingneigung, zu weiteren Messungen bin ich ich noch nicht gekommen.
Thermisches Verhalten, Klang und Verhalten unter Last muss ich noch feststellen.

Der ursprüngliche Fehler war ja der, dass das Gerät mit den "neuen", offenbar gefakten ,Transistoren ca 3 Ampere aus dem Trenntrafo zog und sofort der Automat am Trenntrafo kam.
Ich vermutete zunächst einen weiteren Defekt in der Endstufe, den ich nun immerhin ausschließen konnte.

Hifihoppie
Ist häufiger hier

#8 erstellt: 19. Aug 2021, 09:32

Also klanglich bin ich doch ziemlich angetan von den Transistoren.
Thermisch bisher auch problemlos, seiht also nach einem guten ersatz aus.
Und da ich ja auch beiden Kanälen getauscht hatte, steht mit jetzt ein kompletter Satz 2SJ200/2SK1529 zur Verfügung.

ach, und zum Thema N- bzw P-FET Paarung:
Denon setzt im PMA 2000AE zwei N-Mos-FET in Quasi-Komplementärschaltung ein, da zu dem verwendeten Typen keinen P-Typen gibt.

Valenzband
Inventar

#9 erstellt: 19. Aug 2021, 10:10

Hifihoppie (Beitrag #8) schrieb:

Thermisch bisher auch problemlos, sieht also nach einem guten ersatz aus.

Zu Testzwecken kann man den Kühlkörper mit einem Fön vorheizen und den Ruhestrom beobachten. Er sollte nach dem Heizende auf jeden Fall wieder absinken.

zum Thema N- bzw P-FET Paarung:Denon setzt im PMA 2000AE zwei N-Mos-FET in Quasi-Komplementärschaltung ein, da zu dem verwendeten Typen keinen P-Typen gibt.

Wichtig is v.A. dass bei parallel geschalteten MOSFETs die Parameter Vgsth und S halbwegs gleich sind.

[Beitrag von Valenzband am 19. Aug 2021, 11:18 bearbeitet]

Hifihoppie
Ist häufiger hier

#10 erstellt: 19. Aug 2021, 11:12

[quote] zum Thema N- bzw P-FET Paarung:Denon setzt im PMA 2000AE zwei N-Mos-FET in Quasi-Komplementärschaltung ein, da zu dem verwendeten Typen keinen P-Typen gibt.[/quote]
Wichtig is v.A. dass bei parallel geschalteten MOSFETs die Parameter Vgsth und S halbwegs gleich sind.[/quote]

Womit wir bei der Parallelschaltung sind.
Nochmal PMA-2000AE: Es ist dort keine Parallelschaltung verbaut worden, das wurde in der Werbung herausgestellt: "Single high-Power Push-Pull-Circuitry..." den Rest habe ich vergessen.

Valenzband
Inventar

#11 erstellt: 19. Aug 2021, 12:23

Hifihoppie (Beitrag #10) schrieb:

Womit wir bei der Parallelschaltung sind.
Nochmal PMA-2000AE: Es ist dort keine Parallelschaltung verbaut worden, das wurde in der Werbung herausgestellt: "Single high-Power Push-Pull-Circuitry..." den Rest habe ich vergessen.

Eine Parallelschaltung ist beim Denon nicht vorhanden, weil es die spezifizierte Ausgangsleistung gerade noch so erlaubt. (Ptot=150W bei 25°C je MOSFET, nur halbphasige SOA Absicherung). 160W an 4 Ohm sind aber ziemlich optimistisch, v.A. wenn man das länger als wenige Minuten erwartet.
8 Ohm Last sind da angemessener. Ist aber ohnehin ein HiFi Amp und keine PA, auch wenn manche Zeitgenossen den Unterschied in der vielerseits beschworenen "Praxis" unbedingt austesten wollen...

[Beitrag von Valenzband am 19. Aug 2021, 12:23 bearbeitet]

Hifihoppie
Ist häufiger hier

#12 erstellt: 28. Aug 2021, 09:40

Ich denke auch, dass ich aus genau diesem Grunde schon drei PMA-2000AE auf dem tisch hatte, alle mit defekten Endstufentransistoren.

Ich habe bei meinem KA-5050R beide Kanäle mit den neuen Transistoren bestückt, den Ruhestrom auf 50mA eingestellt, und bisher keine Probleme gehabt.
Er klingt damit sehr offen und hat eine etwas bessere Auflösung, aber das kann durchaus eine Form von Autosuggestion sein.
Jedenfalls funktioniert es.

dadix
Schaut ab und zu mal vorbei

#13 erstellt: 10. Jan 2024, 19:13

Good evening, when writing this message. Thank you for the information provided.

I replaced in a Sony ta-f333esj (Sony ta f707es) all transistors 2SJ200/2SK1529 with IRFP9240/IRFP240 Vishay. The amplifier works ok and heats up very little, it doesn't seem at all. But I find the sound more pleasant after this change.

I am so pleased with the sound change, that now I am thinking of replacing all the original Mosfet transistors with their equivalents from Vishay.
It's good that I don't know what the equivalents are, so I stay calm and I'm not tempted to spend money.