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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistorkennlinien


Autor: Mike (Gast)
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Ich lese momentan gerade in einem Buch: Klaus Beuth, Elektronik 2 etwas 
über die Kennlinienfelder von bipolaren Transistoren. Dabei steht, das 
für die Praxis nur 4 Kennlinien von bedeutung sind.

Allerdings heißt es in dem Buch, dass je nach Grundschaltung (also 
Basis-, Kollektor- oder Emitterschaltung) in der der Transistor 
betrieben wird, andere Kennlinien benötigt werden und das macht für mich 
irgendwie keinen Sinn.

Selbst wenn der Transistor in Kollektorschaltung arbeitet, ist das 
Eingangkennlinienfeld für mich doch noch das Ube-Ib-Kennlinienfeld und 
nicht das Ucb-Ib-Kennlinienfeld und wenn ich den Arbeitspunkt bestimme, 
verwende ich doch trotzdem das Uce-Ic-kennlinienfeld.

Kann mir jemand erklären wie das gemeint ist?



Falls jemand das Buch besitz: Seite 167, 7.5 Kennlinienfelder und 
Kennwerte

Autor: Jochen64 (Gast)
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Welches sind denn die 4 benötigten Kennlinien(felder), von denen da die 
Rede ist?

Autor: Mike (Gast)
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Es heißt:"Die in den folgenden Abschnitten betrachteten Kennlinienfelder 
und Kennwerte beziehen sich auf die Emitterschaltung."

Dan folgen 4 Kennlinien, die näher beschrieben werden:

Eingangskennlinie (Ib in abhängigkeit von Ube)
Ausgangskennlinienfeld (Ic in abhängigkeit von Uce)
Atromsteuerkennlinienfeld (Ic in abhängigkeit von Ib)
Rückwirkungskennlinienfeld (Ube in abhängigkeit von Uce)

Die 4 Kennlinien würde ich nicht nur nehmen, wenn ich eine 
Emitterschaltung dimensionieren müsste, sondern auch, wenn ich eine 
Basis- oder Kollektorschaltung berechnen müsste. Es macht ja keinen 
Sinn, den Basisstrom in abhängigkeit von der Basis-Kollektorspannung zu 
betrachtetn, wenn ich eine Kollektorschaltung berechnen und den 
Arbeitspunkt im Eingangskennlinienfeld berechnen muss.

Autor: Mike (Gast)
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Hmm, kennt sich niemand mit diesen Kennlinien aus?
Oder liegt es an meiner Fragenstellung? Ist es verständlich was ich 
meine?

Autor: M. Köhler (sylaina)
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Hm....ich schau heute Mittag mal, ich hab das Buch selbst zuhause im 
Regal stehen. Eigentlich habe ich mit Elektronik 2 von Klaus Beuth sehr 
gute Erfahrungen gemacht, empfehle das jedem weiter, der 
Elektrotechnik/Bauelemente lernen muss/will.

Autor: Michael (Gast)
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Ich glaub ich weiß nun, was du meinst. Schau dir mal die Schaltungen auf 
S167 an und vergleiche diese. Das Ausgangskennlinienfeld einer 
Emitterschaltung schaut anders aus als das Ausgangskennlinienfeld der 
Basisschaltung. In Emitterschaltung baut sich das Ausgangkennlinienfeld 
aus Uce und Ic auf, in Basisschaltung ist es Ucb und Ic. Nur mal als 
Beispiel jetzt. Vielleicht reicht der Schubser. ;)

Autor: Mike (Gast)
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So habe ich das auch verstanden. Aber das kann ja irgendwie nicht sein. 
Wenn ich den Transistor in Basisschaltung betreibe, dann wird ja auch 
nicht durch einen Strom durch Basis und Emitter die 
Basis-Kollektor-Schicht leitend, sondern die Kollektor-Emitterschicht.

Anderes Beispiel: Wenn ich einen Transistor in Kollektorschaltung 
betreibe, dann fließt der Steuerstrom doch immer noch durch die 
Basis-Emitter-Diode und verringert den Widerstand der 
Basis-Emitter-Strecke. Es ist ja nicht so, das der Steuerstrom durch die 
Basis in den Kollektor fließt und dadurch die Kollektor-Emitter-Strecke 
anfängt zu leiten.

Egal welche Schaltung ich verwende, im Transistorkristall passiert doch 
immder das gleiche: Die Basis-Emitterdiode des Transistors steuert den 
Strom, der durch die Kollektor-Emitter-Schicht fließt, unabhängig davon, 
in welcher Schaltung ich den Transistor betreibe.

Autor: yalu (Gast)
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Die genannten Kennlinien beschreiben das DC-Verhalten des Transistors
unabhängig davon, wie die externe Beschaltung aussieht. Damit gelten sie
natürlich für alle drei Grundschaltungen gleichermaßen.

Der Transistor sieht ja nicht, ob er in einer Emitter-, Kollektor- oder
Basisschaltung eingesetzt wird. Was er sieht, sind die drei Ströme Ib,
Ic und Ie durch die Anschüsse und die drei Spannungen Ube, Uce und Ucb
zwischen den Anschlüssen, mehr nicht.

Da sich jeweils ein Strom und eine Spannung als Summe oder Differenz der
beiden übrigen ergibt, genügt es, zwei Ströme und zwei Spannungen zu
betrachten, üblicherweise Ib, Ic, Ube und Uce.

Eine Kennlinie stellt eine Beziehung zwischen zwei Größen dar (meist als
Kennlinienschar, wobei weitere Größen als Parameter auftreten). Bei den
genannten vier Größen sind somit (4 über 2) = 6 Kennlinien denkbar:
    Ib---Ube
    | \  / |
    |  \/  |   Jede der sechs Verbindungslinien
    |  /\  |   steht für eine Kennlinie
    | /  \ |
    Ic---Uce

Man benötigt aber nicht unbedingt alle sechs Kennlinien, da die
Kennlinien durch Verkettung ineinander übergehen. So kann bspw. aus der
Ib(Ube)- und der Ic(Ib)- die Ic(Ube)-Kennlinie gewonnen werden, da
Ic=Ic(Ib(Ube)) ist.

Es würden also schon 3 (Anzahl der Größen minus 1) Kennlinien genügen,
um das DC-Transistorverhalten zu beschreiben, also bspw. Ib(Ube), Ic(Ib)
und Ic(Uce):
    Ib---Ube
    |
    |
    |
    |
    Ic---Uce

Tatsächlich sind das diejenigen, die am häufigsten benutzt werden. Um
auf Ube(Uce) zu kommen, müsste man aber alle drei gegebenen Kennlinien
verketten (Ube=Ube(Ib(Ic(Uce)))), was mühsam ist. Deswegen wird wohl in
dem zitierten Buch Ube(Uce) ebenfalls mit hinzugenommen:
    Ib---Ube
    |      |
    |      |
    |      |
    |      |
    Ic---Uce

Somit muss man, um die fehlenden Kennlinien Ic(Ube) und Ib(Uce) (im
Diagramm die Diagonalen) zu gewinnen, nur zwei der gegebenen Kennlinien
mit einander zu verketten.

Zusätzlich zu diesen Kennlinien, die das Verhalten des Transistors
beschreiben, kann man sich natürliche weitere aufmalen, die eine gesamte
Verstärkerstufe beschreiben. Diese hängen dann zusätzlich vom Aufbau
der Verstärkerstufe und damit auch von der Realisierung als Emitter-,
Kollektor- oder Basisschaltung ab.

Autor: guest (Gast)
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>>Ich lese momentan gerade in einem Buch: Klaus Beuth, Elektronik 2 etwas
über die Kennlinienfelder von bipolaren Transistoren. Dabei steht, das
für die Praxis nur 4 Kennlinien von bedeutung sind.<<

ich denke das es hier 4 Kennlinienfelder heißen soll. und die 
kennlinienfelder sind bei allen schaltungsarten gleich.

>>Allerdings heißt es in dem Buch, dass je nach Grundschaltung (also
Basis-, Kollektor- oder Emitterschaltung) in der der Transistor
betrieben wird, andere Kennlinien benötigt werden und das macht für mich
irgendwie keinen Sinn.<<

so und hier ist dann nicht mehr die rede von kennlinienfeldern, sondern 
von kennlinien. wobei jedes kennlinienfeld ja eine schar von kennlinien 
darstellt.

Autor: Mike (Gast)
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Genau so wie yalu es bschrieben hat verstehe ich das ganze auch.
Nur deckt sich das meiner Meinung nach nicht mit dem Buch.

Ich zitiere mal aus dem Buch:

"Bei bipolaren Transistoren haben wir die drei Stromgrößen Ie, Ic und Ib 
und die drei Spannungsgrößen Uce, Ube und Ucb. Wollte man den 
Zusammenhang jeder Größe zu jeder anderen Größe als Kennlinienfeld 
darstellen, so ergäbe das 30 verschiedene kennlinienfelder. Man benötig 
zur Beschreibung der für das Arbeiten als Verstärker oder Schalter 
notwendigen Transistoreigenschaften nur vier Kennlinienfelder.
Strom- und Spannungswerte werden als Beträge angegeben. Die Kennlinien 
und Kennwerte gelten somit für npn- und pnp-Transistoren.
---------------------------------------------------------------------
Welche vier Kennlinienfelder ausgewählt werden, hängt davon ab, in 
welcher Grundschaltung der Transistor betrieben wird.
Es gibt drei verschiedene Transistorgrundschaltungen, die 
Emitterschaltung, die Basisschaltung und die Kollektorschaltung.
In Bild 7.14 ist dargestellt, welche Transistorpole in den einzelnen 
Grundschaltungen für Eingang und Ausgang verwendet werden. Die 
Emitterschaltung wird am häufigsten verwendet. Auf ihre besondern 
Vorteile wird später noch eingegangen. Die in den folgenden Abschnitten 
betrachteten Kennlinienfelder und Kennwerte beziehen sich auf die 
Emitterschaltung"

Bis zur Trennlinie ist noch alles klar. Aber der Satz danach leuchtet 
mir nicht ein.

@guest: Leider heißt es beides Mal Kennlinienfelder, sonst wäre das eine 
Erklärung gewesen.

Autor: Mike (Gast)
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Keine Einfälle mehr?

Was ist nun richtig, das was im Buch steht oder das was yalu hier 
geschrieben hat?

Autor: Michael (Gast)
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Das hier sieht verdächtig ähnlich aus:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm

Meiner Meinung nach ist der Transistor vollständig durch sein eigenes 
Kennlinienfeld beschrieben, unabhängig von der verwendeten 
Grundschaltungsart.
Betrachtet man jedoch die Kennlinie der Verschaltung, dann sieht diese 
jeweils anders aus.

Autor: Michael (Gast)
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Autor: Mike (Gast)
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Danke ich glaube jetzt habe ich es gerafft. Ich muss das Buch als Quelle 
für eine Arbeit in der Schule verwenden und muss das desshalb auch 
erkären können. Danke an alle für die hilfreichen Beiträge.

Autor: Kevin K. (nemon) Benutzerseite
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da Ib + Ic = Ie gilt und Ib << Ic ist, fallen z.b. schoneinmal einige 
kennlinien heraus, ansonsten scheinen die beiden links von michael das 
recht gut zu beschreiben

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