Transistor 2n2222A che continua a saltare

[system]

Ciao a tutti!
E' la seconda volta che mi salta un transistor 2N2222A o meglio, credo che sia lui a saltare in quanto tutto il resto del circuito funziona, mentre quello che è collegato al collettore no.
Il transistor mi serve per pilotare un relè 12V (resistenza sulla bobina di 270 ohm) attraverso un PIN digitale di Arduino.
Preciso che il circuito funziona per qualche tempo, non è che salta subito appena collego l'alimentazione...Ma lo stesso transistor non è sempre alimentato, infatti da come potete vedere dallo schema allegato sull'alimentazione del relè vi è un interruttore.

Il tutto è già montato su basetta millefori, in quanto su breadboard non ha dato problemi, anche perchè il guasto è uscito dopo diverso tempo che era montato.
Quello che mi viene in mente è la resistenza di base: 470 ohm....Troppo bassa? Fa fluire sulla base una corrente troppo elevata?

In rete ho visto diversi tutorial per controllare se un transistor fosse guasto e si dice di mettere (per il tipo NPN) il puntale rosso sulla base e quello nero prima sul collettore e poi sull'emettitore (misurando con la modalità "diodo"). Premetto che non ho ancora dissaldato il transistor dal circuito, quindi le misure potrebbero essere influenzate (domani le rifarò) ma per ora sono queste:

Base - Collettore: 1.60
Base - Emettitore: 1.70 ma poi aumenta e segna 1 (infinito)

Da quello che ho capito, si è guastato.
Ora, prima di sostituirlo con un altro, vorrei cercare di capire se si guasta perchè lavora fuori specifiche....Anche perchè di cortocircuiti non ne vedo (testati attraverso il buzzer del tester) e poi sia l'Arduino che una scheda collegata ad asso (oltre che due LED) funzionano!! Il software non credo faccia particolari danni, anche perchè misurando l'uscita HIGH dell'Arduino ottengo circa 4.7V.
Secondo voi il circuito ha qualcosa di sbagliato??

Ps: il relè funziona, alimentandolo e portando a massa un capo della bobina esso si eccita.

[Lucailvec]

4.7 volt in uscita da una porta ? che tensione bassa strano... da cattivo elettronico ti dico che mi dispiace e che è per colpa dell'analogica che ho cambiato studi haha =(

[system]

Lucailvec:
4.7 volt in uscita da una porta ? che tensione bassa strano... da cattivo elettronico ti dico che mi dispiace e che è per colpa dell'analogica che ho cambiato studi haha =(

Perchè strana? Come tensione HIGH (alta) è normale...
Come uscita LOW ( bassa) ho circa 0.03 V

[system]

Ho staccato il transistor... Confermo i seguenti valori:

Base - Emettitore: 1 (infinito)
Base - Collettore: 1.170

Quindi c'è la giunzione Base - Emettitore che si è guastata....Ma non capisco il perchè....

[astrobeed]

DidyMond:
Ho staccato il transistor... Confermo i seguenti valori:

Il transistor va in avaria al momento dell'attivazione del relè oppure dopo un po di tempo che questo è attivo ?

[cyberhs]

Due considerazioni.

Il test che hai fatto con il multimetro è incompleto in quanto dovresti invertire i puntali e verificare se la misura ti fornisce infinito sia per Base - Collettore che per Base - Emettitore.

La seconda è che il 2N2222 ha il collettore sul contenitore metallico del transistor, cosa che aumenta la probabilità di cortocircuiti accidentali.

Perché non usi un NPN con contenitore plastico ad esempio BC547 o BC337?

[system]

Montando un transistor nuovo su breadboard e mettendo dei cavi che arrivano alla millefori (per non saldare il nuovo componente) ho effettuato un paio di misure:

Ib = 8.6mA, quindi non sono eccessivi per la base del transistor
Ic = 43mA, che sono nella norma per l'eccitamento del relè
Vbe = 0.8V

Dato che il transistor è vicino alla piedinatura del carico del relè (nei quali scorrono, quando eccitato, circa 9A) potrebbe influire creando una sorta di campo elettromagnetico con conseguente danneggiamento del transistor?

astrobeed:
Il transistor va in avaria al momento dell'attivazione del relè oppure dopo un po di tempo che questo è attivo ?

Individuare il momento esatto di quando va in avaria è difficile, ma ecco i passaggi che vengono eseguiti:

1. Accensione scheda
2. Lettura da parte dell'Arduino di una scheda con un codice
3. Se il codice è corretto viene alzata l'uscita digitale a cui è collegata la resistenza e la base del transistor (alta per circa 60 secondi)
4. Il relè viene eccitato tramite un secondo interruttore che, se Arduino presenta un'uscita alta allora si ecciterà immediatamente.

Ecco, quando il transistor è in avaria è il punto 4 a saltare, ovvero, quando si va per eccitare il relè esso non funziona perchè il transistor rimane interdetto (infatti si guasta).
Preciso inoltre che il relè quando eccitato (ovvero quando è chiuso il secondo interruttore di eccitamento) esso è in funzione per pochi attimi....dicimo 5/6 secondi, dopo di che il relè non viene più eccitato (apertura del secondo interruttore) quindi, cercando di limitare ad un arco di tempo il possibile guasto del transistor esso avviene:

1. o quando il circuito funziona e si va a diseccitare il relè e quindi il successivo avvio non funziona più
2. o quando il relè viene eccitato dal secondo interruttore
3. o eventuali cortocircuiti accidentali

cyberhs:
Il test che hai fatto con il multimetro è incompleto in quanto dovresti invertire i puntali e verificare se la misura ti fornisce infinito sia per Base - Collettore che per Base - Emettitore.

Si, invertendo i puntali, ovvero mettendo quello nero sulla base e quello rosso una volta su emettitore e una volta su collettore segna infinito in entrambi i casi.

cyberhs:
La seconda è che il 2N2222 ha il collettore sul contenitore metallico del transistor, cosa che aumenta la probabilità di cortocircuiti accidentali.
Perché non usi un NPN con contenitore plastico ad esempio BC547 o BC337?

A questa cosa non ci avevo pensato, verifico se ho in casa un BC547 o BC337 in casa, altrimenti provvedo all'acquisto.
Inoltre dite che è sensato cambiare la resistenza di base da 470 ohm in una da 2.2Kohm e, in caso, spostare leggermento l'alloggiamento del transistor per eventuali campi elettromagnetici?

EDIT:
in casa ho trovato due BC317B, sono NPN (involucro in plastica) con Ic massima di 150mA....dato che me ne servono 44mA direi che ci possono stare!

[cyberhs]

Dato che il transistor è vicino alla piedinatura del carico del relè (nei quali scorrono, quando eccitato, circa 9A) ...

Il relè (reed) che hai usato può sopportare al massimo 8A @ 250Vac.

Se insisti rischi di trovarti i contatti incollati!

Meglio usare un relè meccanico di potenza.

[system]

cyberhs:
Il relè (reed) che hai usato può sopportare al massimo 8A @ 250Vac.

Se insisti rischi di trovarti i contatti incollati!

Meglio usare un relè meccanico di potenza.

No, il relè è dimensionato correttamente
Il modello è un SCHRACK RP310012; 16A @ 12V....a meno che non ho sbagliato a leggere il datasheet, ma ho chiesto direttamente al negoziante, non sono andato con un modello preciso

[astrobeed]

DidyMond:
Il modello è un SCHRACK

Certo che se usi questi modelli il botto è garantito
Verifica la bontà dei contatti del diodo in parallelo alla bobina del relè, sopratutto che non sia il diodo ad essere guasto.

[cyberhs]

Ti faccio notare che sullo schema c'è il relè reed EMR031A12...

[system]

cyberhs:
Ti faccio notare che sullo schema c'è il relè reed EMR031A12...

Si, scusa, errore mio....Ne ho preso uno a caso per fare il circuito....Poi mi sono dimenticato di scriverlo!!

astrobeed:
Certo che se usi questi modelli il botto è garantito
Verifica la bontà dei contatti del diodo in parallelo alla bobina del relè, sopratutto che non sia il diodo ad essere guasto.

Dici che è scarso? purtroppo aveva solo quel tipo!
Beh, allora accetto il consiglio di verificare il diodo e la saldatura nei suoi contatti!!

EDIT:
il diodo l'ho testato con la "modalità diodo" presente sul tester e il valore che ottengo è: 0.95....Ho letto che avrei dovuto trovare la caduta di tensione del diodo (0.6V), ma su altri 3 diodi (1N4007) nuovi che ho testato ottengo sempre lo stesso valore. Ovviamente li ho provati liberi dal circuito, presi da soli!

[paulus1969]

Farei delle prove.
Eccole.

Prova 1
Prova a lasciare sempre chiuso l'interruttore ed agisci solo dal transistor.
Vedi se così va bene, a quel punto dipende dall'apertura e chiusura dell'interruttore.

Prova 2
Aggiungi una R di pull-down alla base

Prova 3
Al posto del 2n2222 metti un mosfet canale n direi della serie IRL a source comune, modificando opportunamente la R di base - che a questo punto sarà R di gate - portandola intorno ai 120 - 150 ohm, lascia la R di pull-down.

[astrobeed]

Non avevo fatto caso al fatto che stai usando un 1N4007, diodo molto robusto che può reggere grossi picchi di corrente, però è lento e non è adatto come protezione (diodo di ricircolo o snubber) dalle extratensioni dei carichi induttivi, non fa in tempo ad entrare in conduzione prima che la tensione supera quella massima ammessa dal transistor.
Al suo posto metti un 1N4148, solo 4 ns per entrare in conduzione, e il problema è risolto.

[cyberhs]

Astro, ma una Vr max di 100V non è un po' piccola per un relè come quello?

[astrobeed]

cyberhs:
Astro, ma una Vr max di 100V non è un po' piccola per un relè come quello?

Dov'è il problema, il circuito lavora a 12 V, prima che il diodo va in conduzione la tensione non fa in tempo ad andare oltre 5-6V, poi cala a 0.6V.
Semmai tocca fare attenzione alla corrente massima inversa, dipende da quanta energia magnetica ha accumulato il solenoide del relè e dalle sue caratteristiche fisiche, però non sarà mai superiore a 100-150 mA su un piccolo relè come questo ed è un picco di poche decine di us.

[system]

Quindi dite che potrebbe essere un problema del diodo lento?
Perchè a me è venuta in mente anche un'altra cosa, magari è una sciocchezza e sto sbagliando ma cerco di spiegarvela con l'aiuto di alcune immagini:
Alcune considerazioni:

• la resistenza è da 2.2K perchè tra le prove effettuate ho provato anche ad aumentarla;
• il transistor nello schema è il 2N2222A ma ora sulla scheda è montato il BC317B;
• il relè sullo schema non è quello montato sulla scheda; il modello corretto è indicato alcuni post più indietro.

Ora, vediamo al mio "dubbio":

1. Supponiamo di accendere la scheda, con l'interruttore S1 aperto;
2. Alziamo ad HIGH l'uscita sul PIN di Arduino, mandando quindi una tensione alta sulla base del transistor;
3. Il percorso che dovrebbe fare la corrente in questo caso è quello indicato nell'immagine "1-Aperto.png";
4. Supponiamo adesso di chiudere l'interruttore S1;
5. Il percorso che dovrebbe fare la corrente in questo caso è quello indicato nell'immagine "2-S1_Chiuso.png", ovvero il relè viene attraversato dai suoi 44 mA, attraversa il transistor, il quale sarà saturo, e si scarica a massa regolarmente.
6. Ora però lasciamo la base ad un livello logico alto, MA apriamo S1....Le extra tensioni generate, non vanno tutte a massa attraversando il transistor che si trova ancora in saturazione? In pratica rappresentato dall'immagine "3-S1_Aperto.png"

Credo che la sequenza giusta per non rischiare di scaricare attraverso il transistor sia quello di portare prima ad un valore logico basso la base in modo da far andare il transistor in interdizione e solo adesso poter aprire S1. In questo modo le extra tensioni circoleranno nel diodo e non sul transistor. Il tutto rappresentato dall'immagine "4-S1_Corretto.png".
E' corretta l'idea o mi è venuto un abbaglio enorme?

Tra l'altro sarebbe anche la prova 1 che ha in mente paulus1969, ovvero agire solo attraverso la base del transistor e non da S1.
Ps: sicuramente prenderò in considerazione l'utilizzo del diodo 1N4148 se riesco a trovarlo!!

[astrobeed]

DidyMond:
o mi è venuto un abbaglio enorme?

Si è un abbaglio
Prima di tutto la tensione ai capi della bobina relè, quando apri il circuito, non importa se dall'interruttore o dal transistor, è di polarità inversa inoltre viene tutta cortocircuitata dal diodo che si sta lì apposta per fare questo.
Il problema è che se il diodo è lento ad andare in conduzione la tensione riesce a salire molto, anche decine di Volt ed è questo che fa saltare il transistor.
Gli 1N4007 sono diodi rettificatori, non vanno bene come flywheel per i carichi induttivi, sono troppo lenti, ci mettono diverse centinaia di ns per andare in conduzione, nessun problema se lavori con AC di qualche kHz, è un problema quando devi fare i conti con transienti veloci che arrivano a centinaia di Volt, anche oltre 1000, in pochi us.
Mai preso la scossa toccando la bobina di un relè mentre stacca ? Ecco questo è quello che succede al povero transistor se il diodo non fa bene il suo lavoro.

[system]

astrobeed:
Si è un abbaglio
Prima di tutto la tensione ai capi della bobina relè, quando apri il circuito, non importa se dall'interruttore o dal transistor, è di polarità inversa inoltre viene tutta cortocircuitata dal diodo che si sta lì apposta per fare questo.
Il problema è che se il diodo è lento ad andare in conduzione la tensione riesce a salire molto, anche decine di Volt ed è questo che fa saltare il transistor.
Gli 1N4007 sono diodi rettificatori, non vanno bene come flywheel per i carichi induttivi, sono troppo lenti, ci mettono diverse centinaia di ns per andare in conduzione, nessun problema se lavori con AC di qualche kHz, è un problema quando devi fare i conti con transienti veloci che arrivano a centinaia di Volt, anche oltre 1000, in pochi us.
Mai preso la scossa toccando la bobina di un relè mentre stacca ? Ecco questo è quello che succede al povero transistor se il diodo non fa bene il suo lavoro.

Allora ti/vi ringrazio infinitamente per la spiegazione!!
Domani mi metto alla ricerca del diodo 1N4148 e lo sostituisco al mio!
Vi terrò aggiornati se in questo modo la scheda funziona!!

[system]

Sono riuscito a trovare il diodo in questione e l'ho sostituito all'1N4007.
Da una prima prova sembra andare bene, ho acceso/spento un paio di volte il carico e il transistor non ha subito danni!
Vedremo se più avanti sarò ancora qua a stressarvi oppure no! ]

Nel frattempo ringrazio tutti!!