トランジスタの代替品の選択方法について

質問

トランジスタの代替品の選択方法についてです。

互換表のリストが一部の出版社から販売されていたり、トランジスタメーカーの廃番リストの横の代替品リストなどに代替品が記載されているので、それらから選択することになると思うのですが、オリジナルの規格と見比べてみると、必ずしも、数値がオリジナル以上ではなく、下廻っているものが記載されていたりします。

市販のアンプなどは最大規格ぎりぎりで設計されていないから、ちょっとぐらい下回っていても問題ないとのネット上の記載も多いですが、逆にすべての項目でオリジナルの規格を下回ってはいけないという記載も多いです。

みなさんそれぞれ、交換した経験から記述されていると思うのですが、そのなかで、

例えばｈｆｅなどの規格で、これだけはオリジナルのスペックを下回ってはいけない。もしくは、同じ値にしなければならない。などの、代替品を選択する上での最低限の基準としているものを教えてください。

回答No.5

qann · ベストアンサー

こんにちは。
トランジスタの代替選定は、それほど神経質にならなくても
いいんですが、では説明しろと言われるとこれがなかなか
うまく書けないものですね。
低周波で使うか、高周波で使うか、大電力を扱う部分か
そうでないのかで重要視するものが違ってきます。とりあえず
ここではオーディオアンプの終段及びドライバー段と限定して、
頭の中をまとめてみました。

まずだれでも一番目に考えるのは大きさ、つまりどの程度の
電力が扱えるのか?　ということでしょう。これはコレクタ損失、
記号ではPcで表示されています。オリジナルより大きい方が
無難ですが、では少しでも小さいと絶対まずいか、といえば
そんなことはありません。
Pc:60Wのところに50Wのトランジスタを持ってきてもほとんどの
場合は大丈夫です。これは質問者さんがおっしゃるようにもともと
設計上の余裕があるからですね。Pcについてはだいたい同じ
くらいの物ならOKと考えていいと思います。
(放熱の方法によって最大コレクタ損失も変化しますが、その
説明はここでは割愛します)

気をつけたいのはV-CE最大値(規格表によってはV-CBが記載
されている場合もあります)です。
コレクタ-エミッタ間がどの程度の電圧に耐えられるか、の限界
レベルなので厳密に守らなければなりません。もしオリジナルより
値の低い品種を使う場合は、電源電圧の確認が必要です。
例えばプラスマイナスで各々30Vの電源を使用しているアンプだと
フルスイング時で電位差は60V近くになりますので、80V以下の
物は使うべきではありません。

最後に最大コレクタ電流Icがありますけど、私自身はこの値は
あまり考慮に入れておりません。規格表のIc最大値まで流す
ことはほとんど無いはずだし、それに同じPc値のトランジスタを
比較した場合、一般にV-CE値が高い品種はIc最大値が低く、
反対にV-CE値が低い品種はIc最大値が大きくなっています。
ですので不必要に高耐圧の特殊トランジスタを持ってこない
かぎり、問題は起きないでしょう。
またこの最大コレクタ電流というのは、それを越えるとその
トランジスタがすぐさま破壊する、のではなく増幅ができなく
なる限界という意味で決定される、ということを聞いたことが
あります。

以上を簡単にまとめますと、先ずコレクタ損失を確認、次に
電源電圧に耐えられるかを確認、最後に外形と入手に関しての
費用を考慮ということになります。

追伸
#4さんのおっしゃるV-EB最大値の問題はベースとエミッタ間に
逆方向に電圧をかけていくと、この値から流れ始めて壊れるよ、
という意味です。通常の使い方では無視して差し支えありません。

お礼

ご回答していただき、本当に感謝いたします。

私のようなレベルにでも、電源電圧との関係やコレクタ・エミッタ間電圧などの指標の持つ意味を頭で理解したうえで、トランジスタの代替品の選定が可能になります。

これで安心して代替品を購入することが出来るようになりました。

またご質問をさせていただくことがあると思いますが、その際には、またぜひよろしくお願い致します。

この度は本当にどうもありがとうございました。

回答No.4

fcd7308

はじめまして

電子回路大好きな５０近いオヤジです
古いオーディオ機器が好きなので、自分で修理しながら使っています。

基本的にＮｏ．３回答者様の通り補修部品（トランジスタ）を選択して使っています。最重要項目はＮｏ．３の方が述べている通りです。

少し気になったので古い古い有名な会社が発行しているトランジスタ規格表を見て見ました。質問者様はＮｏ．３回答者様への補足にベースーエミッタ間電圧を疑問を呈してました。そこで、古いトランジスタ規格表を調べて見ました。
１９７９年発売の規格表にはVcbo（ベースーエミッタ間電圧）があって２～２０Ｖ程度の記載があります。ほとんどのトランジスタは４～７Ｖでした。
次に１９８９年の同じ出版社の企画表にはVoboの項目はありませんでした。
なぜなくなったのか？？？⇒⇒⇒必要なくなったからです。
細かく説明すると本が何冊も書けるほどなので省きますが、現在の半導体回路（トランジスタを使う回路）はＶｂｅ＝０，６Ｖ（０，６～０，７Ｖ　シリコン半導体）で回路を作ります。個別のトランジスタを測定するとほぼすべてのトランジスタのＶｂｏがこの値になることが確認できるハズです。
シリコンを使ったトランジスタは以前からこのようになっているのですが、たまに（Ｖｂｅに高い電圧をかけたらどうなるか？）を試す技術者がいたのです。（半導体メーカーにも）
これをやると本来のトランジスタのもつ特性と全く違ったことが起こり重宝された時代もあったようです。（また本がたくさん書けます）
いまはこれらの“重宝する”機能をもつ高性能な半導体は多数あるのでいまはそのような使い方をするトランジスタは作られていません。（造る必要がないし規格化する必要もない）

ですから、古い機器の修理にはＮｏ．３回答者様が述べている通り最大定格である耐圧（ＶCEO）と電流（ＩC）と電力（Ｐｃ）をクリアできれば低周波増幅回路では問題ないと考えられます。

あまりにもはしょって回答していまいましたので意味不明なところがたくさんあると思います。分からないところは補足にてお尋ねください。

お礼

ご回答本当にありがとうございます。

ベース・エミッタ間電圧という指標の歴史的な意義の経過や、通常低周波回路でのベース・エミッタ間電圧との関係にも触れていただき、理解を相当深めることができました。

甲乙付け難く、非常に迷ったのですが、今回はＮｏ．５の回答者様の回答をベストアンサーとさせていただきます。

本当に感謝します。ありがとうございました。ぜひまたよろしくお願い致します。

回答No.3

yosifuji20

最低注意するのは最大電圧と最大電流ですね。
これが下回ると電気を入れた瞬間にアウトと言うこともあります。

Hfe等の電気特性はこれに比べればまず判りません。
大体その特性自体がかなりの許容差を持った値です。

いずれにしてもNFB当の回路の工夫で多少の誤差は吸収します。
細かなことは気にしないことですね。

お礼

ご協力ありがとうございました。

最大電流と最大電圧のお話から、それ以後の回答者様の回答内容が、より私の知りたいことにぐっと近づいていきました。

先鞭をつけていただき、本当に感謝いたします。

yosifuji20様の説明にある最大電圧とはコレクタ・エミッタ間電圧のことなのですね。

本当にありがとうございました。

補足

メーカーの廃番品の互換表で見ると、たまたまかもしれませんが、エミッタ・ベース間電圧だけが、オリジナルより若干低いのが記載されていたりするので（ex.オリジナル10V、代替品7Vなど）、本当に大丈夫なのだろうかと心配していたのですが、

逆に、電圧と電流をオリジナル以上のものを選択するとすると、互換表に記載されているものだけでなく、大幅に利用可能な品番が出現することとなる（と思う）ので、選択の方針を自分自身で決めかねていたのです。

どのみち私自身は厳密なことは判断できないので（できないのなら止めとけという話もありますが、それは置いておいて。）、出回っている互換表やメーカーの廃番品の横に記載されている代替品をうのみにして、選択すれば、本当に間違いがないのかと、疑問に思ったのです。

回答No.2

kimamaoyaji

Hfeですか同じトランジスタでもHfeランクで分類されているので、名前が同じだからと使えるとは限りません、又現在のAMPはNFBが主流ですから、トータールゲインとNFB値で、ダンピングファクターが変わるので、何処までを許容するか計算による線引をしないと決められません、ただNFB量が多少落ちた所で音にはほとんど影響は無いです。
NFBアンプである限り極端に異なるトランジスタを使わない限り変化はないです、NonNFBの場合は増幅率がHfeだけでほぼ決まるのでシビアですが、ただ管球アンプでない限りNonNFBは使わないと思いますが。
最低限とは言えませんが、私としてはカタログ上誤差10％以内のものを目指します、回路電流や場所によっては20％以上でも平気な所も有るので、回路と定数次第です、例えばエミッタ、コレクター抵抗比が10約10倍にHfeが100だろうと50だろうとあまり問題では無い訳です温度などの環境変数で10を維持できれば良いわけですから、逆に必要以上に高すぎると最悪、発振など位相系の問題は有るので、その辺は考慮が必要です。

お礼

ご協力ありがとうございました。

hfeの説明は非常に参考になりました。

特にダンピングファクターとの関連については、一度自分でも勉強して、再度ご質問させていただくことがあるかもしれませんが、その時は、またぜひご回答をよろしくお願い致します。

本当にありがとうございました。

補足

説明不足ですみません。

hfeなど、データシートに並んでいる項目のうち、重要視している項目や、他は多少違っていても最低限これだけは守らなければならないと考えている項目を教えてくださいという質問です。

例えば、コレクタ損失、コレクタ・ベース間電圧、コレクタ・エミッタ間電圧、エミッタ・ベース間電圧、コレクタ電流、hfe（ランク）などの項目です。

また、厳密な回答でなくても、だいたいいつもこのようにしているといった内容で十分です。

回答No.1

nerimaok

回路をきちんと読まないとどういう代替えが可能か判断出来ません。
hfeなんてフィードバックかかってれば少しくらい違っていても問題になりません。

お礼

ご協力ありがとうございました。無事解決できました。

補足

説明不足ですみません。

hfeなど、データシートに並んでいる項目のうち、重要視している項目や、他は多少違っていても最低限これだけは守らなければならないと考えている項目を教えてくださいという質問です。

例えば、コレクタ損失、コレクタ・ベース間電圧、コレクタ・エミッタ間電圧、エミッタ・ベース間電圧、コレクタ電流、hfe（ランク）などの項目です。

また、厳密な回答でなくても、だいたいいつもこのようにしているといった内容で十分です。