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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage zu Bipolartransistoren


Autor: mark (Gast)
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hallo

ich hätte 2 3 kleine verständnisfragen zu bipolartransistoren.
die fragen richten sich eher für anwendungen bei höheren frequenzen.
ich hoffe mir kann jemand bisle helfen.

1. der Basis-Emitter Übergang hat ja Diodencharakteristik. Für dan fall
dass keine Spannung am collector anliegt, dann ist doch der Basisstrom
um den Faktor der Stromverstärkung ß größer im gegensatz zum Fall dass
am Collector die Spannung im Arbeitsbereich (ausgesteuert) liegt oder
?
z.b.
Fall1: Kollektorspg an, UBE=0.6V, ß=300 & Ic=2mA, dann Ib =
2mA/300=6.6µA
Fall2: Kollektorspg aus, ->Ic=0 & UBE immernoch 0.6V, dann Ib = ca. 2mA
??

2. angelehnt an Frage 1: Bei höheren Frequenzen sinkt der
Stromvertärkungsfaktor (Verstärkungsbandbreiteprodukt).
Wenn ich jetzt den gleichen Transistor bei 50MHz z.b. betreibe, ich
stell den arbeitspunkt ein und hab dann ein ß von nur noch 20 z.b. dann
muss mein basisstrom für einen gleichbleibenden Collectorstrom von 2mA
jetzt 2ma/20 = 100µA betragen oder ? (statt 6.6µA wie vorher)

3. In Schaltplänen oder Literatur seh ich oft HF Verstärkerschaltungen
die eine Spule als Arbeitswiderstand einsetzen (selektiv).
das das funktioniert weiss ich, aber wo liegt da der grundgedanke
dahinter ? liegt das daran, dass man dadurch die CE-Kapazität
kompensiert? hier wäre ich für eine detailliertere erklärung dankbar..


ich hoffe ich belaste euch nicht zu sehr mit den fragen :)
aber in der literatur finde ich gerade keine passende antwort, deshalb
frage ich.

mfg

Autor: Dietmar (Gast)
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HF, Basisschaltung oder was???

Kannst du mal ein Schaltungsbeispiel posten? Z.B. einen Screen-Shot
oder aus dem PSPICE Schematic Editor?

Ein Bild erklärt mehr als viele Worte.

Gruß

Dietmar

Autor: mark (Gast)
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hi

zum thema HF Stufe:
irgendwie hab ich grad kein bild zur hand, ich habs schnell
hingekritzelt. Die Spule wo der Pfeil zeigt, darauf bezieht sich meine
frage. sprich warum ich im hf bereich nicht auch einen ohmschen
widerstand dort einsetzen kann.

zum thema basisstrom, ums kurz zu machen:
die basis-emitter eingangskennlinie die man von überall kennt, die is
im linearen bereich doch gewaltig von der kollektorspannung abhängig ?
d.h. wenn kollektorspanung gegen null geht, dann hab ich bei
gleichbleibenden 0.6V basisvorspannung dann viel größeren basisstrom
als sonst oder ? (faktor 100 bis 400 je nachdem)

mfg

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo,

diese Spule (Drossel)verhindert, das deine Hochfrequenz
durch die parallel zur Stromversorgung liegenden
Kondensatoren kurzgeschlossen wird.

Was den Basisstrom anbelangt, also ich habe noch nie
nachgemessen was bei fehlender Kollektorspannung passiert.
Ich kann mir aber nicht vorstellen, das der Basisstrom sich wegen
fehlender Kollektorspannung erhöht, die B-E Strecke entspricht doch
nur einer Diode.
Bei deiner Schaltung fällt eine Spannung über dem Emitter Widerstand
ab.

Es grüsst,
Arno

Autor: mark (Gast)
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hi

@conlost:
zum thema spule, welche parallel liegenden kapazitäten wären
das denn ? kann mir leider immernoch nichts drunter vorstellen..
wenn ich ne batterie nehme, habe ich keine parallell liegenden
kapazitäten.

das mit dem basisstrom probier ich mal selber aus.
mein grundgedanke ist folgender, das die kollektorspannung ja den
basis-emitter-strom absaugt. wenn diese spannung fehlt muss ja folglich
der basisstrom um den faktor des kollektorstroms höher werden. (?)

mfg

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Der Basisitrom bleibt bei gleichem Vorwiderstand gleich groß, würde ich
sagen...

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo,

der Sinn einer Verstärkerstufe liegt darin, das Nutzsignal
zu verstärken und möglichst wenig von dem verstärkten Signal
in anderen Bauteilen zu vernichten.

Wenn du nun in deiner Schaltung vom Kollektor nach PlusUB
einen normalen Widerstand schaltest, so kann die Hochfrequenz
über diesen Widerstand nach PlusUB gelangen und wird dann von den
Kapazitäten im Netzteil, also Siebelko und Abblockkondensatoren
nach Masse abgeleitet und steht somit nicht mehr als Nutzsignal
zur verfügung.
Das selbe gilt natürlich auch für Batteriebetrieb, da wird die HF
dann eben in der Batterie vernichtet.

Die Drossel im Kollektorzweig verhindert dieses abfließen der HF,
weil die Drossel für Hochfrequenz einen hohen Widerstand darstellt.

Das mit dem Basisstrom ist so, wenn ein Basistrom fließt, dann
fließt auch ein Kollektorstrom.
In deiner Schaltung fließt also über dem Emitterwiderstand einmal
der Kollektorstrom und zusätzlich noch der Basisstrom.
Also erhöht sich nicht der Basisstrom, sondern der Emitterstrom
setzt sich zusammen aus Basis und Kollektorstrom.
Das der Kollektor über die Spule direkt mit PlusUB verbunden ist,
bedeutet ja nicht, das kein Kollektorstrom fließt.
Ich hoffe ich habe das einigermaßen verständlich rüberbringen können.

Es grüsst,
Arno

Autor: Unbekannter (Gast)
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Wenn am Kollektor keine Spannung anliegt sättigt der Transisitor.

Autor: mark (Gast)
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ähm, sorry, du wirfst grad 2 sachen in einen topf.
vielleicht auch ein formulierungsfehler meinerseits.
diese kleine schaltung von mir hat nichts mit meiner frage bezüglich
dem basisstrom zutun gehabt, 2 getrennte stiefel.
das mit dem basisstrom bezieht sich bei mir auf den fall dass ein
bipolartransistor ohne basis- kollektor- oder emitterwiderstände
betrieben wird, d.h. ich leg an die basis direkt 0.6V an und guck mir
dann die einzelnen ströme mit und ohne kollektorspannung an.

jo das mit der HF drossel wäre nach deiner erklärung ja dann
naheliegend.
aber so wie du es erklärt hast, müsste die spule so dimensioniert
werden, dass der blindwiderstand der spule nahezu unendlich geht.
aber soweit ich weiss liegt sie auch nur im einstelligem kOhm bereich
so wie beim ohmschen widerstand auch, wo liegt dann der unterschied ?
ausserdem stell ich ja über diesen blindwiderstand der spule dann
meinen arbeitspunkt und meine arbeitsgerade ein.
ich sollte vielleicht noch erwähnen, dass ich natürlich vom A-Betrieb
rede.

ich hoffe dass jemand nochmal auf meine frage eingeht
gruss

Autor: Arno H. (Gast)
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A-Betrieb mit einer Spule als Arbeitswiderstand stelle ich mir sehr
schwierig vor.
Beispiel: UBat = 12V und RSpule = 3Ohm bedeuten knapp 2A Ruhestrom.

Im A-Betrieb findet man meistens Spulen und Widerstände in Reihe als
Arbeitswiderstand vor. Durch die unvermeidlichen Kapazitäten nimmt die
Leistungsverstärkung mit steigender Frequenz ab. Dieser Effekt wird
durch die mit der Frequenz steigende Impedanz der Spule kompensiert.

Und übrigens ist eine Batterie ein sehr grosser Kondensator!
Arno

Autor: EZ81__ (Gast)
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Die Spule statt eines Widerstandes hat den Vorteil, dass sie für
Gleichspannung quasi keinen Widerstand darstellt, was eine höhere
Ausgangsspannung ermöglicht:
Mit einem Widerstand ist die Kollektorspannung im Ruhezustand 1/2 U+,
die Ausgangsspannung (pp) ist auf U+ (minus Kleinkram) beschränkt.
Mit einer idealen Spule ist die Kollektrospannung im Ruhezustand U+,
der Wechselspannungswiderstand der Spule ist aber != 0, so dass bei
idealem Klasse A Betrieb 2*U+ als Ausgangspannung herauskommt.
Das ist schlecht beschrieben, mal dir einfach die Arbeitspunkte mit
Widerstandsgerade in ein Kennliniendiagramm, dann sollte es klar
werden.

Autor: Winfried (Gast)
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Was an Basisstrom fließt, ist völlig unabhängig vom Kollektorstrom. Die
BE-Strecke ist wie eine Diode und die Kennlinie bestimmt, wie hoch der
Strom ist. Es ist wenig praktikabel, eine Spannung an die Basis zu
legen. Es braucht einen Widerstand, sonst führen extrem kleine
Spannungsänderungen zu großen Stromänderungen, ebenso kleine
Temperaturändrungen.

Autor: Ritter Knolte II (Gast)
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@mark

....belese dich mal mit Literatur a´la Schwingkreis, PI-Filter und
Anpassung, ich denke das  damit deine Frage bezüglich der Spule in
einer HF-Schaltung beantwortet wird.

Gruß,

Autor: mark (Gast)
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ok, was die spule betrifft hab ich jetz schon ein paar denkanstöße
bekommen.

das mit dem basisstrom is mir, wenn das so stimmt, etwas suspekt.
ich hab das prinzip des transistors irgendwie anders verstanden
gehabt.
bei mir im kopf war es so, dass der basis-emitter-strom vom kollektor
abgesaugt wird, und damit der basis-emitter-strom kleiner wird.

da werd ich wohl etwas nachlernen müssen was transistoren betrifft.

trotzdem danke
mfg

Autor: mark (Gast)
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ich denke das mit dem basisstrom ist jetz auch klar..
stichwort sättigung war meine hilfe.
aufgrund der dünnen basisschicht ensteht beim npn transistor ein
elektronenüberschuss in der basiszone, weil nicht alle elektronen ein
lochpartner finden können. wenn nun eine kollektorspannung angelegt
wird, dann können diese überschüssigen elektronen zum kollektor
abfließen, der effektive basisstrom bleibt aber konstant, egal ob mit
kollektorspannung oder ohne, weil der basisstrom von grund auf durch
die dünne basisschicht stark begrenzt ist. wenn alle überschüssigen
elektronen abgesaugt werden, dann steigt auch der kollektorstrom (bis
auf den early-effekt) kaum mehr an.

irgendwelche einwände ? :)

Autor: Conlost (Gast)
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Hallo,

schau mal dort:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm

Es grüsst,
Arno

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