¿Puedo asumir componentes falsificados?

Recientemente recibí una tirada de 10 PCB de un fabricante en China, y me preocupa que hayan comenzado a tomar atajos y obtener piezas falsificadas. He aquí por qué:

Les pedí que hicieran una producción completa llave en mano (fabricación de PCB, adquisición de componentes, ensamblaje). Los he usado en el pasado y han sido bastante buenos, aunque con algún error ocasional.

Noté en 4/10 tableros, el siguiente circuito no se comporta como se esperaba:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En las placas defectuosas, mientras que esperamos que los voltajes de puerta de Q3 + Q5 sean ~0 V (si la salida NOR = 1 (5 V)) o ~12 V (si la salida NOR = 0 (GND)), los voltajes de la puerta eran en cualquier lugar de 3-7 V...

He aquí por qué sospecho de las partes:

  1. Hemos usado este circuito exacto en iteraciones anteriores de la PCB, con el mismo fabricante, y no hemos visto este problema. Solo los cambios son una diferencia menor en el diseño de PCB.
  2. Después de quitar a mano Q1, Q3 y Q5, y reemplazarlos con piezas que tenía de Digikey, el circuito funciona como se esperaba. Hice esto en 3 tableros, y los 3 pasaron de no funcionar a funcionar.

Los números de pieza NPN + PMOS relevantes se proporcionan a continuación, aquí hay enlaces de hojas de datos: DMP3010 MBT2222

Alternativamente, si algo parece fundamentalmente mal con el circuito, soy todo oídos. Pero es un circuito bastante común y simple, y como mencioné, lo he usado en iteraciones anteriores sin ningún problema.

Hiciste mal al reemplazar los tres componentes. Sepa que no sabe cuál de los tres es el verdadero fallo. Suponiendo que incluso si usaron FET falsos y que todavía son dispositivos FET de puerta aislada, parece más probable que el Q1 sea su problema. Su valor de R1 es bastante alto (10k), por lo que me imagino que el problema más probable es que la fuga de Q1 sea alta. Esto podría deberse a un sobrecalentamiento durante la soldadura y tal vez tengan un problema de reflujo de PCB y estén soldando a mano como retoque/reparación.
Se pueden ensamblar a mano 10 placas dependiendo de la complejidad, puede ser solo un error humano en la colocación/soldadura
Es probable que ESD cause fugas en la compuerta en FET o en ambos. (Los transistores bipolares son bastante duros en comparación). En la siguiente placa defectuosa, aísle tanto la fuente como el drenaje de cualquier cosa (desenchufe el suministro, cargue) y mida las fugas de cada FET a la compuerta. Así que probablemente un ensamblaje deficiente en lugar de una compra deficiente, aunque ambos son posibles.
@JackCreasey gracias por la respuesta. Aunque no tengo muchos puntos de datos para usar, ayer intenté en el tablero reemplazar SOLO Q1 (BJT). La compuerta de Q3 + Q5, con el nuevo Q1 todavía era de aproximadamente 3,5 V. Luego, reemplacé solo Q3 (12V PMOS) y el voltaje de la compuerta todavía estaba atascado alrededor de 3,5 V. Por último, reemplacé Q5 (5V PMOS) y reemplacé Q1 (con otro BJT del mismo carrete de Digikey, para estar seguro) y todos los voltajes fueron los esperados.
@JackCreasey Supongo que antes de reemplazar Q1 (NPN) por segunda vez, debería haber probado con los nuevos Q1 Q3 y Q5, pero dado que tanto el primer como el segundo reemplazo de Q1 eran del mismo carrete, creo que se pueden considerar equivalente.
@sstobbe tiene alguna recomendación sobre cómo podría probar esto, ya sea visualmente, eléctricamente o con un medidor.
@BrianDrummond Haré esto en el próximo tablero en el que vea este efecto antes de realizar cualquier otro cambio, gracias.
¿Tiene algún tipo de dispositivo de prueba para generar gráficos de rendimiento de los componentes? Si puede encontrar constantemente desviaciones de las piezas obtenidas correctamente, son falsificaciones. Si simplemente se comportan como componentes rotos, son componentes rotos.
@Jim, sí visual/continuidad/resistencia, etc. Tenga en cuenta que su diseño tiene un requisito de secuencia de energía de 12 V antes de 5 V; de lo contrario, el voltaje de activación de la puerta no está definido y puede encender Q5 a la mitad y provocar que se queme
@Jim. La próxima vez que tenga una placa defectuosa con este tipo de falla... 1) Cortocircuite el colector Q1 a tierra... si los interruptores de salida se encienden, entonces están funcionando correctamente. 2) si el colector Q1 no sube a 12 v, retire Q1. Si el voltaje aumenta a 12 V, Q1 tiene fugas, si el voltaje en la vía del colector R1/Q1 no aumenta, entonces Q3 o Q5 están dañados. También le sugiero que cambie el valor de R1 a aproximadamente 1-3k Ohm en futuras versiones.
(1) A bordo con voltaje de compuerta "malo", retire Q1 o desconecte el colector. (a) Si Vgates sube a 12 V, el problema es con la unidad. (b) Si Vgates permanece sobre el mismo problema es con FETS. (2) Id 1b luego coloque 1K a través de R1 (a) Si el voltaje cambia mínimamente, puede tener una acción zener como sugiere Spehro. (b) ... (3) Mida la unión gs de Q3 Q5 para asegurarse de que sean FETS y no ahora bipolares. (4) Pruebe el zener de Spehro en la teoría de la puerta; si es así, verá un diodo de avance de alta V cuando Vgs es positivo (FET apagado) (digamos 1V-1V5) y un zener de ?V cuando Vgs es negativo (FET encendido).

Respuestas (3)

Tienes que probar que las piezas son malas. Pueden estar dañados por ESD.

Si solo hubiera extraído Q5 o Q3 y medido V (Q1-C), eso habría aislado la parte como el problema. Luego verifique que R1 sea 10k y no 10M u otra cosa.

La única debilidad del diseño es que el circuito se apaga lentamente y se desconoce la reactancia de carga.

Normalmente, cualquier FET (como este clasificado para 8mΩ @ VGS = -10V) es impulsado por una resistencia de controlador de puerta de aproximadamente 1000x (8Ω como se usa en la hoja de datos) , pero su relación R1/RdsOn es de aproximadamente 10 millones. Esto lo hace lento y propenso a oscilaciones con retroalimentación inductiva/capacitiva perdida al voltaje de la puerta dependiendo del diseño.

  • también está poniendo ~ (4V-0.7) / 1k = 3.3mA en la base y es capaz de conducir >> 100 mA en la capacitancia de la puerta Ciss, hasta que Vce esté saturado. Pero el pullup para apagar es solo 12V/10k = 1.2mA, lo que da como resultado un comportamiento de apagado falso. Más margen de diseño usaría 1k para R1 como máximo.

Conclusión:

Pruebe los FET en busca de daños por ESD, fugas en la puerta como se indicó anteriormente. Reducir R1.

No se supone si/cuándo ocurrió el daño por ESD.

Artículo sobre partes de clones.

http://www.sae.org/aaqg/audit_information/2010/Atlanta/Impact%20of%20Counterfeit%20Parts%20NASA.pdf

gracias Usé un R1 más alto para minimizar el consumo de energía y porque la velocidad de conmutación no es un requisito de rendimiento para nosotros; este es un interruptor de reinicio que se usa durante unos segundos cada pocas horas. Sin embargo, no consideré el aspecto de protección. Tendré que mirar más de cerca con el visor.

Sospecho que pueden haber sustituido un MOSFET que tiene zeners de protección de puerta de bajo voltaje para las partes DI. No hay motivación para sub Q1, son muy baratos en China y cualquier parte similar funcionaría también. Los MOSFET, por otro lado, son caros.

Su circuito se apaga lentamente, por lo que podría ejercer mucha presión sobre los MOSFET si las cargas son de baja impedancia, pero eso probablemente no causaría el efecto observado (aunque posiblemente podría hacerlo en algunas condiciones).

Si tiene otro tablero que se comporta mal, intente cambiar solo Q3 si quiere probar mi teoría. También puede ponerse en contacto con DI con una foto de alta calidad de las marcas de las piezas y preguntarles si coinciden con piezas fabricadas para la venta en cualquier parte del mundo. Por supuesto, puede compararlos visualmente con las piezas que compró a través de la distribución, pero a menudo se utilizan múltiples instalaciones de empaque y las marcas pueden variar un poco, especialmente (pero no exclusivamente) para códigos de fecha muy diferentes, por lo que la diferencia no es concluyente. Si se ven exactamente ( para un ojo crítico ) iguales, incluido el método de marcado, la fuente y las pequeñas características en el moldeado por transferencia, es una buena indicación de que las piezas salieron de la misma fábrica.

Por una cantidad tan pequeña, probablemente enviaron a alguien al mercado (en Shenzhen en Huaqiang bei lu) y obtuvieron las piezas disponibles de uno de los muchos vendedores minoristas. Si quiere estar 100% seguro, envíeles sus propias piezas, especialmente si las cantidades son modestas).

Buen consejo. Un par de preguntas de seguimiento: 1. ¿Qué consideraría baja impedancia en este contexto? El Fet de 5 V cambia entre 25 y 750 mA, el FET de 12 V entre 100 mA y 5 A... 2. Creo que seguiré con DI. 3. Buen pensamiento con respecto al envío de nuestras propias piezas; hemos hecho esto en el pasado y no hemos visto el problema.
Dado que aún no he llegado a la raíz del problema, ¿debería considerar este problema sin respuesta? Tanto tú como @Tony dieron excelentes consejos prácticos, pero no estoy seguro en este momento.
Si la disipación de potencia en el MOSFET es excesiva durante la conmutación. Por lo que dices, dudo que sea un problema. Puede seleccionar la respuesta que sea más útil o ninguna, o diferir y hacerlo más tarde. Tu decides.

Apuesto a que tiene un problema con las piezas. Sin embargo, es probable que el problema se deba a su MBT2222. Es probable que se cambie un transistor N2222a genérico ampliamente utilizado y que haya sido fabricado por cientos de fabricantes con quién sabe qué especificaciones.

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