Hallo Michael,

den 40408 sehe ich als NTE-Nachbau bei Grieder (Schweiz), aber leider teuer. Als Equivalenztypen spuckt mir die Datenbasis aus: BC141, BC300...301, 2N1990, 2N2405.

Für 2N5232 finde ich als Equivalenztypen: 2SC1775(A), 2SC2240, 2SC2389, 2SC2459, BC184L, 2N5210, KT3102D
Achtung, 2N5232 gibt es wohl mit zwei unterschiedlichen Pin-outs.

Mit Kühlwanne meinst Du die...?


RCA hat damals einige Transistoren komplett mit diesem Kühler (H-1468) verkauft, z.B. RCA 40628L oder 40628L. Steht jedenfalls so im alten RCA Datenblatt.
Habe ich noch hier gefunden:
surplussales.com/items/141780/…ss-steel-heat-sink-114qu/

und auch aktuell bei ebay Art.-Nr. 274466639663 (ebay.de/sch/i.html?kw=274466639663&toolid=20004)

Würde mich aber sehr wundern, wenn der aus Stahl wäre, denn Stahl hätte schlechte Wärmeleitung, nicht üblich bei Kühlkörpern. Vermutlich hat der Anbieter nicht so den Blick dafür. Vermutlich Kupfer, verzinnt oder aus Alu.

Die Kontaktierung des Transistorgehäuses mit diesen Kühlern geht nur über einen Teil der relativ kleinen unteren Transistorfläche, ist also ziemlich schlecht. Kühlsterne dürften für TO-5 eine sehr viel bessere Wärmeabfuhr gewährleisten, da sie den Transistor vollständig umfassen, besseren Kontakt haben und dazu noch schwarz sind (matte Schwärzung macht tatsächlich viel aus, halbiert fast den Wärmewiderstand).

Auch hier: gerardslikker.nl/hkcitation12.htm

Gruß
Reinhard

Diese alten RCA Wannenkühlkörper kann man mit allen alten TO-5 und TO-39 Transistoren verwenden, da die ein Ganzmetallgehäuse haben, das an der Unterseite auch aus Metall (oft vergoldet) und - wichtig - plan ist. Aber wie gesagt, mit schwarzen möglichst großen Kühlsternen wäre die Kühlung sehr viel besser.

Jetzt weiss ich nicht, was Du mit "alte Fassung" meinst. Die Wannenkühlkörper haben den Fotos nach - wie ich das sehe - gar keine Fassung, sondern der Transistor sitzt da nur lose drauf.


Bei den Treibern würde man also so oder so bei TO-5 Typen (40594) oder TO-39 ( RCA1A03, MM3007) bleiben, dafür gibt es ja auch die passenden Kühlsterne.

Gruß
Reinhard

Falls du sie brauchst, die RCA Transistordatenbücher von 1975 und 1978 hab ich als PDF da.

Hallo,

könnte möglicherweise doch aus Stahl sein, da der Kühlkörper offensichtlich eingelötet wird.

Die RCA-Leute hatten sich schon etwas bei dieser zunächst seltsam anmutenden Lösung gedacht, die Wärmeableitung über den Rand ist besser als über den aufgesetzten Gehäusedeckel. Der Wärmewiderstand vom Chip zu dieser Stelle ist niedriger. Mit einem entsprechend großen, schwarz eloxierten Kühlstern funktioniert es natürlich auch.

Gruß

Rolf

Michael, Du liegst richtig!

Im Bild ein TO5, der nicht auf einer Wanne sitzt, sondern auf einem dicken Blechflansch.
Im ersten Moment könnte man denken, ist was wie AD161, ist aber TO5 aufgesetzt.
Es handelt sich um einen alten HF-Transistor von NTE, früher bekannt unter ECG.
Zerrupft habe ich den noch nicht, müsste Kupferblech verlötet sein.
Das kleine Ding macht ernsthaft Leistung, min. 5 Watt Verlustleistung.
Das funktioniert nur, wenn unten der TO5 guten thermischen Kontakt hat.
Kühlstern seitlich ist weit weniger effektiv, zu weit vom Halbleiterplättchen entfernt.

Andreas

"40409/40410 morphed into 2n5320/5322 a couple of years later. TO5 versions have gone the way of the dodo bird but ST was producing some TO39 versions a few years ago."

diyaudio.com/community/threads…-what.367088/post-7032039

40409 und 40410 sind laut RCA-Datenbuch mit dem 40408 eng verwandt. Falls es um Ersatz geht, wäre also auch ein 2N5320 sicher ein guter Kandidat. Im Datenblatt findet sich auch ein Hinweis auf den Kühlkörper H-1468. Besagte Transistoren sind mit 50 K/W ausgewiesen, die Transistoren ohne angeschweißten KK haben 35 K/W Wärmewiderstand von der Junction zum Case --> Der Kühlkörper sollte also maximal die Differenz aus diesen Werten aufweisen, 15 K/W

Viele Grüße
Christian

Der Wärmewiderstand Junction-Case wird durch den Kühlkörper nicht beeinflusst. Hinzu kommt additiv der Wärmewiderstand der Wärmeableitung des Case gegen die Umgebungsluft. Ist die aus den Daten ersichtlich?

Es kann m.E. nicht sein, dass der Wärmewiderstand (für die Wärmeabfuhr gegen Luft) des Transistors mit Wannenkühlkörper größer ist als der des Transistors ohne angebrachten Kühlkörper. Wenn 50 K/W der Wärmewiderstand des Transistor-Case mit angebrachtem RCA-Wannenkühlkörper ist, aber 35 K/W der Junction-Case Wärmewiderstand des Transistors ohne Kühlkörper, lässt sich der Wärmewiderstand des Wannenkühlkörpers für dessen Kühlwirkung gegen Luft aber nicht aus der Differenz berechnen.

Die Berechnung des Gesamt Wärmewiderstands von zwei Kühlflächen (Case und Kühlkörper, je als eine Kühlfläche betrachtet) erfolgt analog zu parallelen elektrischen Widerständen, weil die gesamte Wärmeableitung bei angebrachtem Kühlkörper insgesamt ja zunehmen muss (der Gesamt-Wärmewiderstand des Transistorgehäuses mit Kühlkörper also kleiner werden muss als ohne zusätzlichen Kühlkörper):

1/R"_ges = 1/R"_{Transistorgehäuse} +1/R"<sub>Kühlkörper
(also nicht additiv)

Tatsächlich haben übliche Kühlsterne für TO-5 und TO-39 einen recht guten Wärmewiderstand z.B. 60 K/W (shop.griederbauteile.ch/product_info.php?products_id=4855),
bzw. 44 K/W (alutronic.de/de/products/pcb_montage/fe-37210al/),
48 K/W (de.rs-online.com/web/p/kuhlkorper/1696949)
oder sogar 33 K/W mit einem großen Kühlstern (picclick.de/K%C3%BChlstern-K%C…erstand-401477649942.html).

Gruß
Reinhard</sub>

Wärmewiderstände vom Chip bis zur Umgebung bilden einen Reihenwiderstand.

Reinhard, im Datenblatt ist der 40409/40410 nur mit Kühlkörper dargestellt, es gab ihn vermutlich damals nicht ohne. Folglich gibt es für diesen Typen auch nur die Angabe Rth-Junction-Ambient. Die ist allerdings deutlich niedriger als beim 40408, der ohne Kühlkörper 175 K/W für Rth-Junction to Ambient hat. Für Rth-Junction-Case sind es bei ihm 35 K/W. Meine Annahme ist nun, dass der 40409/40410 den selben Innenaufbau hat. Daher ergeben sich die 50 K/W aus 35 K/W Rthjc + x K/W Rthca, x = 15 K/W.

Das Datenblatt ist ziemlich unübersichtlich.

Christian, Danke für das jetzt noch hinzugefügte Datenblatt!

Du kannst nicht den Gesamtwärmewiderstand [Junction ->Air] des Transistors mit Kühlkörper gegen Luft nur aus der Summe des Wärmewiderstand zum Case [Junction -> Case] des Transistors ohne Kühlkörper und dem Wärmewiderstand des Kühlkörpers gegen Luft [ -> ambient air] bilden. Denn dabei unterschlägst Du den Wärmewiderstand des Transistors ohne Kühlkörper gegen Luft [Case - > free ambient air, C-FA], der im Datenblatt aber nicht direkt angegeben ist.

Man kann den Wärmewiderstand [C-FA] allerdings aus der Differenz von Wärmewiderstand [J-FA] und Wärmewiderstand [J-C] des Transistors ohne Kühlkörper aus den Datenblattwerten ausrechnen:
R"[C-FA] = R"[J-FA] - R"[J-C]
R"[C-FA] = 175 K/W - 35 K/W = 140 K/W

Das macht auch Sinn, denn der Flaschenhals der Kühlung ist nicht der Wärmeübergang von Junction zum Case (35 K/W), sondern der Wärmeübergang vom Case in die Luft (140 K/W).
Die Differenz aus diesen 140 K/W und den 15 K/W aus Deiner Rechnung ist der Wärmewiderstand des RCA Wannenkühlkörpers (125 K/W).

Man kann das aber einfacher rechnen:
Der Wärmewiderstand Junction gegen free ambient air (J-FA) ist hier der entscheidende Wert (nicht der Wärmewiderstand von 35 K für Junction gegen Case), wenn man den Wärmewiderstand mit und ohne Wannenkühlkörper vergleichen möchte.

Datenblatt, Wärmewiderstand Junction gegen ambient air:
ohne Wannenkühlkörper: 175 K/W (J-FA), Transistor 40406 oder 40407
mit Wannenkühlkörper: 50 K/W (J-FA), Transistor 40409 oder 40410

im Datenblatt rot umrandet:


Das heisst, der Wärmewiderstand des Wannenkühlkörpers ist (Differenz "ohne" - "mit Kühlkörper") 175 k/W - 50 K/W = 125 K/W.
Das ist ein Denkfehler, Korrektur erfolgt weiter unten.

Der Wärmewiderstand der o.g. Kühlsterne ist nur halb so groß oder sogar noch kleiner. Gründe für die schlechte Wärmeabfuhr des RCA-Kühlkörpers, verglichen mit Kühlstern (bei RCA Wannenkühlkörper sehr kleine Kontaktfläche, Edelstahl) s.o.

Ist das plausibel?
Theoretisch könnte ein Kühlkörper von der Größe und Konstruktion der RCA-Kühlwanne H-1468 einen viel besseren (kleineren) Wärmewiderstand haben, ggf. sogar besser als 10 K/W. Dafür wäre aber Vorraussetzung, dass ...

...der Transistor vollflächig mit seinem Boden aufliegen könnte, statt mit nur ca./höchstens 20 % der Fläche
...der Kühlkörper aus Aluminium (oder noch besser, Cu) wäre, statt aus Stahl. Die Wärmeleitung von Stahl ist nur 1/4 so groß wie von Stahl und nur 1/8 so groß wie von Kupfer
...der Kühlkörper geschwärzt wäre

Das sind die Voraussetzungen, unter denen ein schwarzer Alu-Profil Kühlkörper ähnlicher Größe (für TO-220) zu 6,8 K/W angegeben ist: de.rs-online.com/web/p/kuhlkorper/0402995

Aufgrund dieser beim RCA-Kühlkörper nicht erfüllten Voraussetzungen hat er eine um den Faktor von ca. 20x schlechtere Kühlwirkung (grösserer Wärmewiderstand).

Gruß
Reinhard

Reinhard schrieb:
"Das heisst, der Wärmewiderstand des Wannenkühlkörpers ist (Differenz "ohne" - "mit Kühlkörper") 175 k/W - 50 K/W = 125 K/W"

Hallo Reinhard,

das passt meines Erachtens nicht. Die 175 K/W Rth_j_a des nackten TO05 setzen sich aus dem inneren Teil Rth_j_c und dem Wärmewiderstand des Gehäuses zur Umgebung Rth_c_a zusammen. Dabei komme ich für diesen Fall auf 140 K/W.
Setzt man das in der Simulation um, kommt es tatsächlich bei einem Watt Verlustleistung zu einer Junction Temperatur von 200 °C, so wie im Datenblatt auch als max. zulässig vermerkt.

Wenn man am Gehäuse einen Kühlkörper befestigt, ist die übliche Betrachtungsweise, statt dem Widerstand des Gehäuses zur Umgebung nur noch den Wärmewiderstand des Kühlkörpers zu betrachten.
Das wäre das mittlere Bild.

Bei TO220 und ähnlichen Gehäusen ist das ohne Weiteres nachvollziehbar. Hier beim TO05 mit seinem Gehäusedeckel aus Metall und der unten freibleibenden Metallfläche gebe ich dir recht, kann man durchaus zwei Widerstände für den Übergang Gehäuse --> Luft parallel modellieren:

• Gehäuse --> Luft, nach wie vor mit 140 K/W angesetzt, in Wirklichkeit wird er höher sein, da die Flächen, die der Kühlkörper bedeckt, wegfallen.
• Kühlkörper --> Luft, meine errechneten 15 K/W

Das ist das rechte Bild. Der Unterschied ist nicht gewaltig.
In beiden Fällen erzeugt die im Datenblatt aufgeführte Verlustleistung von 3 Watt schon wieder recht hohe Chiptemperaturen, wenn auch keine 200 °C. Vielleicht wollte RCA keine Nachkommastellen bei der Leistung angeben. Wer weiß.
Vielleicht sollten wir die Diskussion im privaten Chat weiterführen, um Michaels Thread nicht zu sehr zu zerfasern. Wenn wir uns geeinigt haben, können wir das Ergebnis ja dann hier nochmals anhängen.

Viele Grüße,
Christian

Motorola Transistor 27722

Es gibt ihn, in Ungarn.


Aber Daten dazu habe ich nicht gefunden




Wenn ich mir die Schaltung so ansehe, gibt es am Spannungsverstärkertransistor einen relativ großen Millerkondensator von 150 pF. Von daher denke ich, dass moderne PNPs hier funktionieren dürften, ohne dass es schwingt. Die Spannungsfestigkeit von einem BC560 ist nicht reichlich, dürfte aber ausreichen. Es liegen ca. 39 Volt über Kollektor und Emitter und der gemeinsame Emitterwiderstand sorgt zur Not für eine Strombegrenzung.

Viele Grüße,
Christian

chriss_69 schrieb:

Die 175 K/W Rth_j_a des nackten TO05 setzen sich aus dem inneren Teil Rth_j_c und dem Wärmewiderstand des Gehäuses zur Umgebung Rth_c_a zusammen. Dabei komme ich für diesen Fall auf 140 K/W.

Hallo Christian,

Einverstanden, 140 K/W hatte ich für den Wärmewiderstand [case-Luft, C-FA] des Transistors ohne Kühlkörper auch ausgerechnet.

chriss_69 schrieb:

Wenn man am Gehäuse einen Kühlkörper befestigt, ist die übliche Betrachtungsweise, statt dem Widerstand des Gehäuses zur Umgebung nur noch den Wärmewiderstand des Kühlkörpers zu betrachten.

Es gibt auch noch einen Wärmewiderstand für den Übergang vom Case zum Kühlkörper. Üblicherweise wird der ja berücksichtigt. Dafür wird der Wärmewiderstand z.B. von Glimmerisolation, bzw. Silikonpad-Isolation usw. üblicherweise ebenfalls eingerechnet. Hier gibt es aber keine Isolationsteile, aber trotzdem besteht noch ein Wärmeübergangswiderstand zwischen Case und Kühler. Du gehst auch darauf ein, kann Dir in dem Punkt folgen. Ich denke, da sind wir ziemlich einig.

chriss_69 schrieb:

Kühlkörper --> Luft, meine errechneten 15 K/W

In dem Punkt (von Dir errechnete 15 K/W) habe ich bei mir den Fehler gefunden. Ich bin jetzt (fast) bei Dir.
Wenn ohne Kühlkörper 175 K/W [Junction - Luft] angegeben sind und mit Kühlkörper 50 K/W [Junction-Luft] dann ist die Differenz nicht der Kühlkörper-Wärmewiderstand - das war mein logischer Fehler.

Stattdessen geht die Rechnung so:
Wärmewiderstand [Junction-Case, J-C] = 35 K/W ist in beiden Fällen (mit und ohne Kühlkörper bei gleicher Transistorkonstruktion) gleich. In Serie zu den 35 K liegt der gesamte Case zu Luft, einschl. Kühler zu Luft Wärmewiderstand. Case zu Luft [C-FA] und Kühler zu Luft [KK-FA] sind parallel.

Das ergibt für den Wärmewiderstand mit Kühlkörper
[J-FA] = [J-C] + {[C-FA] parallel [KK-FA]}
50 K/W = 35 K/W + {140 K/W parallel [KK-FA]}
15 K/W = {(140 K/W) x [KK-FA]} / {140 K/W + [KK-FA]}
2100 (K/W)^2 = 125 K/W x [KK-FA]

--> [KK-FA] = 16,8 K/W als Wärmewiderstand des RCA-Kühlkörpers (gegen Luft)

Analog-Wärmeleitungs-Ersatzschaltbild für 3 W Verlustleistung. Die gezeigten Spannungen repräsentieren °C, die Widerstandswerte K/W:


Das ist fast wie bei Dir.
Danke, dass Du hartnäckig geblieben bist!

Damit der RCA-Kühlkörper diese Wärmeleitung erreicht, kann keine "lose" Auflage des Transistorgehäuses auf dem KK vorliegen, Da ist tatsächlich zirkulare Verschweissung der einzige Weg.Gibt mir aber wieder Zweifel, ob das Material Stahl ist. Nicht wegen der Verschweissung, sondern wegen der schlechten Wärmeleitung von Stahl. Andererseits...evtl. geht dieses Verschweissen nicht bei Al oder Cu, eben wegen deren zu guter Wärmeleitung?

Die Möglichkeit, einen anderen RCA-Transistor/Kühlkörper zu besorgen, und "einfach" den Transistor auszutauschen entfällt dadurch. Ich denke nicht, dass man den Transistor einfach vom Kühlkörper entfernen kann - und einen anderen auch nicht einfach mit dem Kühlkörper entsprechend wärmeleitend draufbekommt. Das ist sicher wie Punktschweissen gemacht, aber nicht punktförmig.

Gruß
Reinhard

Hallo Reinhard,

Ja, das kann ich nachvollziehen. Ich war bei der ersten Rechnung großzügig und habe den Parallelweg der Wärme, den das Gehäuse zur Umgebung auch mit einem Kühlkörper behält, unterschlagen. Deine letzte Rechnung passt.

Das Material wäre in der Tat interessant. Ich tippe auf Aluminium, das mit einer lötbaren Schicht plattiert wurde. Es gibt z. B. kupferplattiertes Aluminiumblech, CUPAL genannt. Das lässt sich dann auch verzinnen.

Viele Grüße
Christian