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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik J-FET J112 als Konstantstromquelle: Wie berechnen?


Autor: Tony (Gast)
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Moin,

Wir sollen als Übung ein Netzgerät OHNE vorgefertigte Regler oder 
verstellbare Widerstände bauen, dass 50-100mA Strom liefert und 5V 
Ausgangsspannung. Das ganze von nem 9V-Block.
Ich hab also den J-FET mit Shunt-R als Stromregler (Ja ich weis ist 
ungenau) gewählt. Über J-FET und R fallen noch 1.4 V ab. Ich hab 
allerdings keine Ahnung wie ich jetzt den Widerstand berechne, sodass 
sich der Strom auf etwa 75mA regelt.

Vielleicht kann mir hier ja jemand weiterhelfen...

Greets, Tony

: Verschoben durch Admin
Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Mit den vorhandenen Daten gar nicht.  Eigentlich brauchst du dafür eine
Kurve, die Id gegen Ugs darstellt.  In dieser suchst du dir den Punkt
für Id = 75 mA, dann hast du Ugs dafür, der Rest sollte einfach sein
-- sofern Ugs überhaupt noch negativ ist, was ich bezweifle ;-).  Id
bei Ugs = 0 V wird nämlich mit minimal 2 mA angegeben...  Selbst beim
J111 mit seinen minimal 20 mA wird man kaum auf 75 mA kommen.

Ohne Kurve könnte man noch bei Kenntnis der Vorwärtssteilheit und
Abschnürspannung den Punkt abschätzen, indem man die Kurve als
linear annimmt (was sie in der Praxis nicht ganz ist).

Ist übrigens alles wenig praxistauglich: abgesehen davon, dass die
75 mA gar nicht erreichbar sind, ist das so extrem exemplarabhängig,
dass man das nicht wirklich berechnen kann, sondern dann am lebenden
Exemplar einstellen muss (es sei denn, man nimmt die tatsächliche
Kurve für Id vs. Ugs vorher separat auf).

Autor: Simu (Gast)
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Schmeisst diese Alldatsheet datenblaetter in die Tonne. Die sind nicht 
vollstaendig.
Zur Frage... allenfalls 5 dieser J111 auf je 15mA eingestellt parallel ? 
Ausser die konkurrieren sich und die Sache schwingt.

Autor: Tony (Gast)
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Ok danke, dann kann ich's wohl aufgeben^^, wir dürfen nämlich auch keine 
Teile bestellen und ich hab nur diesen einen n-FET gefunden :(

Ich frag mich schon langsam was sich der bei dieser Aufgabenstellung 
überlegt hat...

trozdem danke für die schnelle Antwort! :D

Autor: Christian Funke (funke)
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Also in solchen Fällen nehm ich einfach ein Poti dessen Bereich 
ausreicht, z.B. 10k oder 100k. Klemm den zwischen Source und Gate, und 
dreh solange  bis ich den gewünschten Strom hab, also in deinem Fall 
75mA. Dann mess ich den Widerstandswert des Potis und nehm einen 
Festwiderstand. ABER, der JFET kann eh keine 75mA liefern, weswegen ich 
auch für eine Paralellschaltung vorschlagen würde, und dann auf 15mA. 
Wenn es sich einrichten lässt würde ich zudem paralell zur Last einen 
Kondensator legen, nicht groß vielleicht 1µF um Schwingungen zu 
unterdrücken.
Oder besser eine andere Schaltung, denn mit 5 JFETS kann ich ja fast 
einen kompletten Operationsverstärker aufbauen, dazu noch nen 
Leistungstransistor und fertig.
Da es anscheinend nicht auf Verlustleistung ankommt würde ich die 
Schaltung im Anhang empfehlen. Ich hoffe ich hab dein Problem richtig 
verstanden. Als JFET würde ich allerdings einen BF245 oder BF545 
empfehlen, dafür gibt es Kennlinien und er günstig und leicht zu 
beschaffen.

Korrektur: Da hab ich mir mit dem Schreiben zu viel Zeit gelassen. Habt 
ihr denn keine weiteren Bauteile? Keine Transistoren (npn oder pnp)? Und 
notfalls aus dem JFET einen Differenzverstärker aufbauen, und die Last 
mit nem Längstransistor regeln, vorrausgesetzt ihr habt keine 
Operationsverstärker zur Verfügung.

Autor: Tony (Gast)
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Doch doch, bipolare Transistoren haben wir schon, es dürfen nur keine 
ICs oder Regler verwendet werden. Wir haben erst gerade mit entwickeln 
begonnen und ich hab halt diesen Lösungsansatz weiterverfolgt. Aber ich 
muss mir da wohl was neues überlegen...

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Hallo,

Ich häng mich mal an diesen Thread mit ran.

Ich brauche auch eine Konstantstromquelle, allerdings nur ca. 4mA über 
24V.

Nach dem bekannten Artikel

http://waltjung.org/PDFs/Sources_101_P1.pdf

hätte ich am liebsten so eine J511 Stromreglerdiode, aber die scheinen 
seit mehreren Jahrzehnten nicht mehr verfügbar zu sein ;-)

Also hab ich mir gedacht, dass ich eine Kaskode aufbaue mit einem J112 
(bzw. MMBFJ112) und einem PN4393 (bzw. MMBF4393). Das wäre im genannten 
Link im Prinzip der Fall "Figure 8A" mit J112 statt J202.

Um das ganze zu simulieren bräuchte ich aber LTSpice-Modelle. Wo kriegt 
man die denn her? Ich habe schon recht verzweifelt gesucht, aber keiner 
der Hersteller scheint es für nötig zu befinden, die Modelle zur 
Verfüdung zu stellen.



Um noch etwas zum eigentlichen Thema beizutragen:

Der Part II der Serie könnte evtl. interessant sein:

http://waltjung.org/PDFs/Sources_101_P2.pdf

Der LM317 scheint ideal, aber da ihr keine ICs verwendet dürft... schön 
praxisfern, eure Aufgabe ;-)

Autor: ... (Gast)
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Nimm doch die Schaltung:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm

In Reihe mit Re kannst du ein Poti vorsehen, mit dem du den Strom 
einstellen kannst.

Autor: Christian Funke (funke)
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Mal etwas auf die schnelle, Werte und Bauelemente müssten angepasst 
werden, aber das Prinzip geht in weiten Bereichen relativ gut.
Wäre halt ohne IC's und fertige Regler. Recht simpel. Funktionsweise ist 
hoffentlich klar, ansonsten bin ich aber gerne bereit Nachhilfe zu geben 
;-)

Autor: Simu (Gast)
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Was gibt's denn an einer Stromquelle zu simulieren ? Arbeitspunkt ? Ne, 
den kann man aus der tabelle rauslesen ? Bandbreite ?

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Simu schrieb:
> Was gibt's denn an einer Stromquelle zu simulieren ? Arbeitspunkt ? Ne,
> den kann man aus der tabelle rauslesen ? Bandbreite ?

Achso, ne, das ist nur für die Digitaltechniker die keinen blassen 
Schimmer haben! Da ist Spice eine tolle Hilfe ;-)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Simu schrieb:
> Was gibt's denn an einer Stromquelle zu simulieren ?

Wenn du reale Bauteile mit ihren Parametern simulieren kannst: die
Abhängigkeiten von der Betriebsspannung und der Last.

p.s.: Du plenkst.

Autor: Andreas Breitbach (adsr)
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Ein Shuntregler aus 7-8 Dioden 1N4001 in Reihe mit ca. 200mA Ruhestrom 
ergeben ein halbwegs brauchbares "Netzteil".

Hat natürlich einen extrem schlechten Wirkungsgrad. Wird so auch 
teilweise in Steckernetzteilen mit verstellbarer Ausgangsspannung 
eingesetzt.

andreas

Autor: KelleRassel (Gast)
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>> Was gibt's denn an einer Stromquelle zu simulieren ?
>>
>Wenn du reale Bauteile mit ihren Parametern simulieren kannst: die
>Abhängigkeiten von der Betriebsspannung und der Last.
>

Eine Stromquelle hat einen Innenwiderstand, der haengt an der Steilheit 
des FET. Das sollte man sich schon mal ueberlegen, ohne gleich ein Spice 
anzuwerfen.

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Ras Funk schrieb:
> Um das ganze zu simulieren bräuchte ich aber LTSpice-Modelle. Wo kriegt
> man die denn her? Ich habe schon recht verzweifelt gesucht, aber keiner
> der Hersteller scheint es für nötig zu befinden, die Modelle zur
> Verfügung zu stellen.

Okay, es geht natürlich auch ohne LTSpice.

Tina-TI hat die FETs als Standardmodelle in der Library. :-D

Autor: Björn Wieck (bwieck)
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Kann es sein das Du nicht den Strom sondern die Spannung regeln willst?

Dann ist es Simpel. 1 Z-Diode, 1 Widerstand und 1 Transistor.
Für die Z-Diode dann eine mit 5,6 V Zehnerspannung nehmen.

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