Hallo Zusammen, ich hab eine Frage zur Transistor-Arbeitspunkteinstellung. Ich bin zur Zeit auf dem Standpunkt, dass man einen bestimmten Basisstrom einstellen muss, um dann bei einer bestimmten Kollektor-Emitter-Spannung einen gewünschten Kollektorstrom zu erhalten. Mein Problem ist jetzt aber genau die Einstellung dieses Basisstroms. Meiner Meinung nach braucht man doch die Ube-Ib-Kennlinie, um über eine Spannung, die an der Basis mit einem Spannungsteiler(natürlich ist der Querstrom groß genug) anliegt, einen bestimmten Basisstrom zu erzeugen. Ich habe diese Frage auch schonmal ein einem anderem Forum gefunden, dort wurde dem Fragenden erzählt, es ginge nur um Ib und dass Ube nur ein nötwendiges Übel sei. Aber trotzdem braucht man doch diese Kennlinie, oder wie wird das sonst gemacht? Viele Grüße und danke schonmal für die Antworten Gruß Michael
Ube (über Ib) streut und ist temperaturabhängig. Allein über Ube kannst Du also Ib nicht stabil einstellen, sondern erhältst im besten Fall einen Thermometer. Deshalb gibt es die verschiedenen Grundschaltungen, die letztlich auf eine Gleichspannungsgegenkopplung herauslaufen und dafür sorgen, dass Ic unabhängig von Ube-Schwankungen stabil eingestellt werden kann. Deshalb solltest Du Dir besser die Grundschaltungen ansehen und damit den Arbeitspunkt festlegen.
Ich habe mal das Ausgangskennlinienfeld des BC639 angehängt. In allen Beispielen die ich bisher gesehen habe, wurde für Ube grob 0,6 oder 0,7V angenommen. Da wie in dem Kennlinienfeld sehr geringe Basisstromänderungen eine große Änderung von Ic bewirken, frage ich mich, wie man es anstellt, wenn man z.b. gerade ein Ic mit 100mA braucht. Also mir wäre es wichtig mal so ein praktisches Beispiel zu sehen, wie man so einen Strom genau einstellen kann. Liebe Grüße
Ich habe mal auf einer sehr ausführlich beschriebenen Seite nach gesehen: http://www.elektronikinfo.de/strom/emitterschaltung.htm Auch dort wird die Spannung aus der Eingangskennlinie abgelesen. Ich will hier nicht darauf beharren das es so gemacht werden muss, aber ich habe keine Idee und auch keinen Hinweis bisher bekommen,wie es anderst gehen sollte. Hier mal ein Auszug aus der oben genannten Seite: Da wir den Arbeitspunkt in die Mitte des Aussteuerbereichs legen wollen, soll die Ausgangsspannung im Arbeitspunkt die Hälfte der Betriebsspannung betragen, also die Hälfte von 20 V. Wenn man diese 10 V durch den Wert des Kollektorwiderstands R3 dividiert, erhält man den Strom im Arbeitspunkt: 0,0001 A (= 0,1 mA). Am Emitterwiderstand R4 stellt sich durch diesen Strom nach dem ohmschem Gesetz eine Spannung von 1 V ein. Die Spannung am Basisanschluß (d.h. zwischen Basis und Masse), die mit dem Basisspannungsteiler R1/R2 erzeugt wird, muß also um genau 1 V höher sein als die Spannung, die der Transistor benötigt, um einen Kollektorstrom vom 0,1 mA fließen zu lassen. Diese Spannung kann man aus der Eingangskennlinie ablesen, wenn man den Basisstrom im Arbeitspunkt kennt. Den Basisstrom kann man in erster Näherung leicht berechnen, indem man den Kollektorstrom durch die Stromverstärkung β dividiert. Im Beispiel erhält man als Ergebnis 0,001 mA, also 1 μA, so daß man aus der Eingangskennlinie, die übrigens für jeden Transistor etwas anders aussieht, beispielsweise 0,5 V ablesen kann.
Die Eingangskurve findest du in alten Datenblättern von z.B. ITT oder Siemens für BC107 und Konsorten. Heutzutage kannst du froh sein, wenn überhaupt Diagramme drin sind. Dafür hast du im DB dann 10 Seiten über Verpackungen und Bestellnummern des BE. Arno
Einen Transistorverstärker für analoge Signale baut man praktisch nie so auf, wie Du dir das denkst. Denn der Transistor ist ein sehr nichtlineare, und ein sehr temperaturinstabiles Bauteil. Nichtlinear, weil Ibe nichtlinear von Ibe abhängt. Also wird schon deswegen die Schaltung möglichst so ausgelegt, daß sie möglichst unabhängig von Ube wird. Weiterhin ist der Transistor temperaturinstabil, weil erstens Ube mit der Temp. um 2mV/°C abnimmt, und auch die Stromverstärkung mit der Temperatur zunimmt. Alles Gesichtspunkte, die ein Konzept nach deiner Variante zum Scheidern führen würde. Schon ein einfacher Basisvorwiderstand macht die Sache stabiler, wenn die über den R abfallende Spannung deutlich größer ist als die Ube. Dann machen sich die kleinen temperaturabhängigen Ube-Schwankungen nicht mehr so sehr für den Ibe bemerkbar. Auch hat man schon dadurch eine besser linearisierte Gesamtübertragungskennlinie, denn die nähert dadurch schon etwas dem Ideal Ibe~Ue (Ue = Eingangsspannung vorm R). Dann gibts andere Dinge wie Stromgegenkopplung (wenn Re in der Emitterleitung ist), oder Spannungsgegenkopplung (wenn ein Rcb zw. C und B existiert). Stromgegenkopplung ist in deinem Link oben bereits ausführlich erläutert. Spannungsgegenkopplung (vielleicht nicht ganz so gebräuchlich) findet sich sicherlich auch noch auf gewissen anderen Webseiten, die Transistorgrundschaltungen und abgeleitete Schaltungen behandeln. Dazu habe ich jetzt keine Lust, das ausschweifend zu behandeln.
A. C. schrieb: > ich hab eine Frage zur Transistor-Arbeitspunkteinstellung. Ich bin zur > Zeit auf dem Standpunkt, dass man einen bestimmten Basisstrom einstellen > muss, um dann bei einer bestimmten Kollektor-Emitter-Spannung sagen wir mal, ab einer Mindest-Kollektor-Emitter-Spannung > einen > gewünschten Kollektorstrom zu erhalten. Mein Problem ist jetzt aber > genau die Einstellung dieses Basisstroms. Meiner Meinung nach braucht > man doch die Ube-Ib-Kennlinie, um über eine Spannung, die an der Basis > mit einem Spannungsteiler(natürlich ist der Querstrom groß genug) > anliegt, einen bestimmten Basisstrom zu erzeugen. Meist interessiert das Ube nur ganz grob. Weil, wie schon mehrfach gesagt, das temperturabhängig ist und auch von Typ zu Typ, ja auch in der selben Baureihe von Wafer zu Wafer sich oft deutlich unterscheidet. Aber der Spannungsteiler an der Basis ist ja in erster Näherung auch als Stromquelle zu betrachten: Die Leerlaufspannung des Teilers wäre dann der Wert der Spannungsquelle mit einem Serienwiderstand, der sich aus der Parallelschaltung der beiden Teilerwiderstände berechnet. Beispiel: stellst du den Leerlaufwert auf z.B. 5V ein und die Parallelschaltung der beiden Widerstände hätten 50kOhm, dann hast du eine ganz brauchbare Stromquelle mit ca 90µA (wegen Ube sind es keine 100µA). Sollte sich die Ube aus o.g. Gründen um z.b. 100mV ändern (das ist schon recht viel), so ändert sich der Basisstrom um vielleicht 5µA. Also schon ganz brauchbar. Das passende Ube stellt sich schon selber ein und interessiert gar nicht besonders. Damit wäre der Kollektorstrom hFE*IB auch schon auf einem recht stabilen Wert, wenn nicht hFE auch so großen Schwankungen von BE zu BE unterworfen wäre. Deshalb ist eine stabile Einstellung nur durch Gegenkopplung zu erreichen, z.B. indem man einen Emitterwiderstand mit einbringt. Sollte einer der o.g. Werte deutlich abweichen, führt das zu einem größeren oder kleineren Kollektorstrom und damit zu einem entsprechend größeren oder kleineren Spanungsabfall am Emitterwiderstand. Damit werden die Abweichungen zu einem großen Teil kompensiert und die Welt ist weitgehend in Ordnung. > Ich habe diese Frage auch schonmal ein einem anderem Forum gefunden, > dort wurde dem Fragenden erzählt, es ginge nur um Ib und dass Ube nur > ein nötwendiges Übel sei. Aber trotzdem braucht man doch diese > Kennlinie, oder wie wird das sonst gemacht? Ich nehme die Kennlinie eigentlich nie, sondern lege fest, mit mit welchem Kollektor(ruhe)strom ich arbeiten will und welche Versorgung ich habe. Am Emitterwiderstand (zur Arbeitspunktstabilisierung) lasse ich z.B. 2..3 mal UBE abfallen. Je größer, desto stabiler ist der AP aber entsprechend wird auch der Aussteuerbereich kleiner. Den Rest der Spannung teile ich auf auf den Transistor und den Kollektorwiderstand. Aus dem Kollektorstrom wird zurückgerechnet auf den Basisstrom und dann dafür ein Spannungsteiler (wie oben beschrieben) bestimmt. A. C. schrieb: > frage ich > mich, wie man es anstellt, wenn man z.b. gerade ein Ic mit 100mA > braucht. Wenn du das beigefügte Kennlinienfeld nimmst, dann finde den Punkt mit den 100mA Kollektorstrom und der halben Versorgungsspannung. Lege eine Gerade über die beiden Punkte. Die müsste dann einmal bei der Versorgungsspannung und auf der Ordinate bei 200mA die Achsen schneiden. Damit berechnest du den Kollektorarbeitswiderstand: UB / 200mA. Gleichzeitig kannst du dann an dem Parameter der entsprechenden Kennlinienkurve den notwendigen Basisstrom ablesen, bei 100mA wären das dann bei 10V Versorgung 1mA, bei z.B. 40V Versorgung etwas weniger, geschätze 980µA (AP 20V / 100mA). Aber, wie gesagt: das Verhältnis von IC zu IB ist auch sehr großen Schwankungen unterworfen - die Kurfen zeigen nur typisches, du brauchst viel Glück, ein Exemplar mit genau dem Verlauf in die Hände zu bekommen.
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