Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:39:57Z

80.143.68.33: /* Simplorer */

====
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur füretwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simpolrer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandoznorientiert
* für
tung für Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:39:56Z

80.143.68.33: /* ngSpice */

====
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur füretwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandoznorientiert
* für
tung für Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:39:45Z

80.143.68.33: /* PSpice */

====
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur füretwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:39:34Z

80.143.68.33: /* Svenchen lass den scheis */

====
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:39:21Z

80.143.68.33: /* AXEL-BOT */

==Svenchen lass den scheis==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:38:58Z

80.143.68.33: /* Svenson */

==AXEL-BOT==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:38:07Z

80.143.68.33: /* AXEL-BOT */

==Svenson==
Für Analogsimulation und Mixed-Mode (Digital/Analog) ist Spice State-of-the-art.
Spice ist inzwischen von vielen Herstellern erhältlich.

===PSpice===

http://www.orcad.com/download.orcaddemo.aspx
* nur für Windows
* kostenlos mit Größeneinschränkung
* Version 8 ist etwas übersichtlicher als die aktuelle
* Einführungen
** http://people.fh-landshut.de/~wlf/Pspice/Einfuehrung/Einfuehrung.pdf
** http://www.elektronikschule.de/~krausg/ (links im Menü "Einstieg in PSpice leichtgemacht")
** [http://www.spicelab.de/index.htm Robert Heinemanns PSPICE-Seiten]

===Simplorer===

http://www.ansoft.com/downloads.cfm
*kostenlose Studentenversion

===LTSpice/SwitcherCAD===

http://www.linear.com/company/software.jsp
* kostenlos
* als Einstieg empfehlenswert, da sehr übersichtlich
* läuft mit wine unter Linux.
* kleine Einführung: http://www.lme.fh-muenchen.de/lst/spice/LTSpiceInfo.pdf
* International User Group: http://groups.yahoo.com/group/LTspice/

Eine Liste von Bauteilen, die aus verschiedenen Quellen stammen, ist nach Anmeldung in der obigen User Group zu bekommen. Dort gibt es auch die Modelle zum Download. Die erste Anlaufquelle, um häufig eingsetzte Bauteile zu finden.

===ngSpice===

http://ngspice.sourceforge.net/
* Kommandozeilenorientiert
* für Linux, Windows, MacOS
* Anleitung für gEDA und Spice http://www.brorson.com/gEDA/SPICE/t1.html

===TCLSpice===

http://tclspice.sourceforge.net/

* TclSpice ist eine verbesserte Version von Berkeley Spice und benützt die Tcl/Tk Skript Sprache.
* open-source (BSD Lizenz) basierend auf NG-Spice Quellcode

===Micro-Cap===

http://www.spectrum-soft.com
* nur für Windows
* Evaluation Version (mit Einschränkungen) nach Registrierung erhältlich

===Electronics Workbench===
http://www.electronicsworkbench.com/edu/eduhom.html

* Freeware Version zwar verfügbar, verfügt aber kein Simulationsfeature
* nur für Windows

===Tina===
http://www.tina.com/
* sehr eingeschränkte Demo-Version (PCB Layout nur mit weniger als 50 Pads erlaubt)

===Gnucap===
http://www.geda.seul.org/tools/gnucap/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X

=== lcfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/lcfilter/
Online-Filterberechnung L-C-Filter

=== DOLPHIN SMASH ===
http://www.dolphin-integration.com/medal/smash/smash_overview.html
* Dolphin Smash is a mixed-signal, multi-language simulator for IC or PCB designs. It uses [[SPICE]] syntax for analog descriptions, [[Verilog]]-HDL and [[VHDL]] for digital, Verilog-A/AMS, VHDL-AMS and ABCD (a combination of SPICE and C) for analog behavioral, and C for [[DSP]] algorithms.
* Logik, Analog und Mixed-Simulation
* Für Linux und Windows
* Engeschränkte Evaluationsversion erhältlich

=== eispice ===

http://www.thedigitalmachine.net/eispice.html

SPICE ähnlicher Schaltungssimulator mit Python Interface

==Digital==

===DigitalSimulator===
http://www.digital-simulator.de/
* Windows und Online Browser Variante verfügbar

=== HADES ===
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/index.html
* betriebssystemunabhängig (Java)

=== mkfilter ===
http://www-users.cs.york.ac.uk/~fisher/mkfilter/
Online-Digitalfilterberechnung FIR, IIR

=== edef ===
[http://edef.sourceforge.net/ edef] - A simple discrete event simulation. The edef framework can be used to simulate typical logical circuits, autoregressive processes or digital controller circuits and maybe some more. It is designed to be simple enougth for use in schools or other educational context. It is also truly easy to extend.

=== TkGate ===
[http://www.tkgate.org/ TkGate] is a event driven digital circuit simulator with a tcl/tk-based graphical editor. (GPL)

== Mixed Analog-Digital ==
===SPECTRE===
Mixed AD-Simulator auf der Basis von VHDL-AMS
===HSPICE===
P-Spice-ähnlicher Simulator, der sowohl ABM-Modelle, als auch eigens erstellte library-Modelle verarbeiten kann.

==Hochfrequenztechnik==

=== Linksammlungen ===

* [http://www.circuitsage.com/tline.html Transmission Line Design and Analysis]

=== Ansoft ===
Homepage: http://www.ansoft.de/downloads.cfm

free downloads are feature-limited, student versions of some of our
commercially distributed software. Intended for electrical engineering
students. Each download comes with a set of examples specially designed for
topics commonly studied at the junior, senior, and graduate levels of study.

=== Aplac ===
Homepage: http://www.aplac.com

AWR-APLAC offers a low-cost University License for educational and
non-commercial academic research use for universities and
other educational institutions.

=== ARRL Radio Designer ===
für 169€ bei http://www.ukw-berichte.de erhältlich http://www.arrl.org
* Amateurversion der amerikanischen Design-Software Super Compact.
* Mittlerweile durch Ansoft Designer (ehem. Ansoft Serenade) überholt

=== AADE Filter Design ===
Homepage: http://www.aade.com/filter.htm

kostenlose Analog-Filterberechnung:
* Butterworth, Chebyshev, Elliptic (Cauer), Bessel, Legendre and Linear Phase
* low-pass, high-pass, band-Pass, and band-reject filters.
* Coupled Resonator band-pass filters
* Crystal Ladder band-pass filters using identical crystals

=== ActiveFilterDesign ===
Active Filter Design für Matlab, kostenloser Download: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/AFD12.zip

Handbuch: http://academics.vmi.edu/ee_js/Research/Programs/materials/Analog%20Filter%20Designer.pdf

* FIR, IIR, analoge Filter, Synthese und Analyse

=== FilterFree ===
http://www.nuhertz.com/filter/

Filter Free is the free version of Filter Solutions and Filter Light. Functionality is limited 3rd order analog and IIR filters, and 10 tap FIR filters. Filters are synthesized. Frequency, time, and reflection analysis are performed on the ideal, unmodified filters only. Transfer functions are displayed in standard form only.

=== HP AppCAD ===
http://www.hp.woodshot.com/

RF design software is provided free of charge by Agilent Technologies
as a service to the RF and microwave design community

Läuft unter Windows ab 95c/NT4

=== PUFF - Microwave Design Software ===
für 22€ bei http://www.ukw-berichte.de/ erhältlich
* altes DOS-Programm für HF-Simulation und Platinenentwurf
* Microstrip HF-Berechnungen, Smith-Diagramm
* in den UKW-Berichten standen schon mehrere Artikel mit Beispielen
* zur Nutzung einer Kombination aus PUFF und Ansoft SV (=Studentenversion)

=== Microwave-Office / Tx-Line ===
Gratis: Tx-Line, ein "interactive transmission line calculator"
http://web.appwave.com/Products/Microwave_Office/Feature_Guide.php?bullet_id=9

=== RF-Sim 99 ===
kostenlos z.B. von: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/rfsim99/rfsim99.htm

oder neben anderen PDFs zur HF-Technik: http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/
* Berechnung aktiver und passiver Filter einschließlich Schaltplaneingabe
* Ausgabe von Frequenz- und Phasengang, Smith-Diagramm

=== Smith Plot ===
Neben diversen Mathcad-Beispielen und Skripten aus der HF-Technik eine Smith-Chart-Software:
http://www.fritz.dellsperger.net/downloads.htm

=== Sonnet Lite ===
Sonnet Lite provides a full-wave EM solution for 3D planar circuits
A fully functional and powerful EM analysis software.
Get started on your EM analysis within the next 30 minutes by downloading SONNET Lite!
http://www.sonnetusa.com/products/lite/
http://www.sonnetsoftware.com/

===qucs===
http://qucs.sourceforge.net/
* freie Software
* für Linux, Windows, OS X
* hervorragende technische Dokumentation
* Impedanzrechenfunktionen für Strip- und Microstripleitungen
* Filterberechnungstool

==Antennensimulation==

=== EZ-NEC ===
Homepage: http://eznec.com/
* Antennenberechnung
demo program allows only 20 segments, which limits the complexity of antenna
you can analyze. (EZNEC 4.0 allows 500 )

=== MiniNEC ===
Homepage: http://www.emsci.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode" (Zerlegung der Antenne in kleine Segmente, Überlagerung der Teilfelder)
* eingeschränkte Studenten/Amateurversion erhältlich
* NEC = Numerical Electromagnetics Code

=== SuperNEC ===
Homepage: http://www.supernec.com/
* Antennenberechnung mittels "Momentenmethode"
* 30-Tage-Testversion sowie unbegrenzt lauffähige Studentenversion (gegen Nachweis) erhältlich

==Numerische Berechnungswerkzeuge==

===Derive===
http://education.ti.com

===FreeMat===
http://freemat.sourceforge.net
* freier MatLab-Clone
* für Windows, Linux, Mac OS X

===GAUSS===
Wissenschaftliche Simulationssoftware zur Berechung 3-dimensionaler Ladungsverteilungen in z.B. Halbleitern. Kann aus Geometrie und Dotierungsprofilen die Halbleitergleichungen ableiten.

===GnuPlot===
http://www.gnuplot.info/
* freie Software
* für Linux, Windows und weitere
* sehr mächtiges Tool, aber eher im Bereich der Datenauswertung (Diagramme)

===Maple===
Wissenschaftliche Analyse und Simulationssystem zur Lösung komplexester Aufgaben der Mathematik. Lizenzpflichtig.

===JMathLib===
http://mathlib.sourceforge.net
* freier Matlab-Clone in 100% Java
* für Windows, Linux, ...

===MatLab===
http://www.mathworks.com/

===MuPad===
http://www.mupad.de/

===Mathcad===
http://www.mathsoft.com/ http://www.ptc.com/appserver/mkt/products/home.jsp?k=3901
* rechnen mit Formeln wie auf dem Papier

===Maxima===
http://maxima.sourceforge.net/
* freie Software für Linux, OSX, Windows

===Octave===
http://www.octave.org/
* freier MatLab-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===GNU R===
http://www.r-project.org/
* freier S-Clone. Die Syntax ist überwiegend identisch
* für Linux, Windows, OSX

===SciLab===
http://www.scilab.org/
* freie Software
* für Linux, Windows, MacOS
* stellt eine C++ Library bereit, die in eigene DSP-Systeme eingebunden werden kann

===scipy===
scipy [http://www.scipy.org/] ist eine Erweiterung der Skriptsprache Python [http://www.python.org] mit numerischen Funktionen
* freie Software
* für Linux, Windows, OSX

== Online Schaltungssimulatoren ==

* [http://www.mikrocontroller.net/topic/79658#664688 Diskussion im Forum]
* http://www.falstad.com/circuit/
* [http://www.intersil.com/isim/ Intersil’s iSim]
* [http://smile.hsu-hh.de/Schaltungen/Index.htm WSPICE] (fixe Schaltungen)

Schaltungssimulation

2008-03-10T09:36:27Z

80.143.68.33: /* Analog */

Transistor

2008-03-10T09:27:19Z

80.143.68.33: /* SCHALTZEICHEN */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== AXEL-BOT ==
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen == ARSCH

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]

Transistor

2008-03-10T09:25:49Z

80.143.68.33: /* AXEL-BOT */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== SCHALTZEICHEN ==
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen == ARSCH

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]

Transistor

2008-03-10T09:25:20Z

80.143.68.33: /* Schaltzeichen */

Transistor

2008-03-10T09:25:13Z

80.143.68.33: /* Transistor Grundschaltungen */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== Schaltzeichen ==
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen == ARSCH

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]

Transistor

2008-03-10T09:23:08Z

80.143.68.33: /* Schalt-FUCK-YOU-zeichen */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== Schalt-FUCK-YOU-zeichen == Svenchen du spiel kind
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen ==

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]

Transistor

2008-03-10T09:20:04Z

80.143.68.33: /* Schaltzeichen */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== Schalt-FUCK-YOU-zeichen ==
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen ==

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]

Transistor

2008-03-10T09:07:46Z

80.143.68.33: /* Kollektorschaltung (Emitterfolger) */

Kunstwort aus "transfer resistor", was etwa so viel bedeutet wie "veränderlicher [[Widerstand]]".

In den 1950-ern als praktische Anwendung des [[Halbleiter]]-Effekts erfundenes "solid state" Schalt- und Verstärkerelement, welches sehr klein ist, ohne bewegte Teile auskommt (anders als ein klassisches Relais) und keine energiefressende Heizung benötigt (anders als eine Röhre).

Vom "bipolaren Transistor" (PNP, NPN) weiterentwickelt zum "Feldeffekt-Transistor" ([[FET]]), der heute - gefertigt mit einem preiswerten Verfahren unter Verwendung von Metall-Oxid-Schichten (MOS) - ein wesentliches Element integrierter Schaltkreise (ICs, integrated circuits) darstellt, und damit natürlich auch von [[Mikrocontroller]]n, um die es in diesem Wiki hauptsächlich geht (bzw. gehen sollte).

== Schaltzeichen ==
http://www.kpsec.freeuk.com/images/transbce.gif

* E: Emitter
* B: Basis
* C: Collector

In ASCII Schaltplänen sehen Transistoren so aus:
<pre>
|> |/
NPN |> oder -| oder -|
|\ |>

|< |/
PNP: |< oder -| oder -|
|\ |<
</pre>

Um zu erkennen, ob ein NPN oder PNP Transistor im Schaltplan verwendet wird, gibt es Eselsbrücken (oder neudeutsch Merkhilfen):
*Für Dichter: '''Tut der Pfeil der Basis weh, handelts sich um PNP.'''
*Für Praktiker: '''PNP heisst "Pfeil Nach Platte"'''

JFET: [[Bild:Transistor_JFET.png]]

MOSFET: [[Bild:Transistor_MOSFET.png]]

* S: Source
* G: Gate
* D: Drain

Eigentlich haben MOSFETs noch einen vierten Anschluss namens Bulk. Der ist aber nur bei Spezialtypen als Pin herausgeführt. Im Normalfall kann man ihn vergessen da er nicht gesondert beschaltet werden muss, er ist praktisch und auch im Symbol mit Source verbunden.

'''Achtung:''' Die NPN/PNP Eselsbrücken funktionieren bei FETs nicht, denn bei einem P-Kanal FET zeigt der Pfeil weg vom FET!

Neben den Typbezeichnungen wie 2Nxxxx, TIPxxx, MJxxx, MJExx gibt es noch die in Europa geläufigere Kennzeichnung bestehend aus zwei Buchstaben und drei Ziffern. Die diversen Kennzeichnungsmöglichkeiten sind in einem eigenen Artikel ([[Kennzeichnung von Halbleitern]]) zusammengefasst.

== Transistor Grundschaltungen ==

Generell gilt, dass Strom vom Kollektor zum Emitter nur dann fließen kann, wenn die Basis positiver (NPN) bzw. negativer (PNP) wird als der Emitter. Dabei darf die Basis nicht direkt mit Vcc (NPN) oder GND (PNP) verbunden werden, da der Basisstrom sonst zu gross wird. Es muss jeweils ein geeigneter Basiswiderstand (R_Basis) gewählt werden.

'''Weitere Links:'''
* Artikel [[Basiswiderstand]]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm Transistor Grundschaltungen im ElKo]
* [http://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Transistor Transistor bei RoboterNetz.de]
* [http://www.elektor.de/jahrgang/2005/oktober/kaskode-stufe-oder-kollektorfolger.63796.lynkx Kaskode-Stufe oder Kollektorfolger] - Schaltungen zum Beheben des Glitch-Problems (das kurzfristige Aktivieren beim Einschalten). (Kostenpflichtiges PDF in elektor Oktober 2005).

=== Kollektorschaltung (Emitterfolger)===

'''Anwendung:'''
* Impedanzwandler
* Darlington-Schaltung
* Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Keine Phasendrehung \0/
* Hohe Stromverstärkung
* Keine Spannungsverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

* NPN: Kollektor mit Vcc verbinden, Last an Emitter
* PNP: Kollektor mit GND verbinden, Last an Emitter

In diesem Fall regelt der Transistor die Spannungen am Emitter, daher wird die Last am Emitter angeschlossen (deswegen auch Emitterfolger). Die Spannung am Emitter entspricht immer der an der Basis minus 0,6V. Daher ist dies Schaltung nicht geeignet, um 12V mit 5V zu schalten.

<pre>

Vcc/+ o-----+---------------+
| |
<math>R_{Basis}</math> |
| |/
+-------------| NPN
| |>
<math>R_{Poti}</math> |
| ___ +-----o <math>U_{Last}</math>
GND/- o-----+-------|___|---+
<math>R_{Last}</math>
</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, steigt die Spannung <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf Vcc-0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

<pre>
___
Vcc/+ o-----+-------|___|---+
| <math>R_{Last}</math> +----o <math>U_{Last}</math>
<math>R_{Poti}</math> |
| |< PNP
+-------------|
| |\
<math>R_{Basis}</math> |
| |
GND/- o-----+---------------+

</pre>

Wird <math>R_{Poti}</math> (Spannungsteiler) erhöht, sinkt Spannung an <math>U_{Last}</math> letztlich bis auf 0,6V (Basis-Emitter-Übergang).

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204133.htm Kollektorschaltung im ElKo]

=== Emitterschaltung ===

Die Emitterschaltung bietet hohe Spannungs- und Stromverstärkung.

'''Anwendung:'''
* NF- und HF-Verstärker
* Leistungsverstärker
* Transistor als Schalter

'''Eigenschaften:'''
* Phasendrehung 180° °|°°|°
* Hohe Spannungsverstärkung
* Hohe Stromverstärkung

'''Beispiel: Transistor als Schalter'''

Die Last liegt am Kollektor. Der Strom durch den Schalter oder an U_Schalt steuert den Strom zwischen Kollektor und Emitter. Wird der Schalter geschlossen, fliesst ein Strom.

<pre>
___ ___
Vcc/+ o----+------|___|-----+ Vcc/+ o---------------|___|-----+
| R_Last | R_Last |
Schalter \ | |
| ___ |/ U_schalt (+) ___ |/
+------|___|---| NPN o--------------|___|-----| NPN
R_Basis |> R_Basis |>
| |
GND/- o---------------------+ GND/- o-------------------------+

Vcc/+ o-----------------------+ Vcc/+ o-----------------------+
| |
___ |< U_schalt (-) ___ |< PNP
+------|___|---| PNP o------------|___|----|
| R_Basis |\ R_Basis |\
Schalter \ | |
| ___ | ___ |
GND/- o------+------|___|-----+ GND/- o-------------|___|-----+
R_Last R_Last

</pre>

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204302.htm Emitterschaltung im ElKo]

=== Basisschaltung ===
Die Basisschaltung findet sich vor allem in Eingangsstufen in der HF-Technik. Im Schaltbetrieb wird sie praktisch nicht verwendet.

'''Eigenschaften:'''
* Geringe Eingangsimpedanz
* Keine Phasenverschiebung
* Hohe Bandbreite

'''Weitere Links:'''
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0205081.htm Basisschaltung im ElKo]

== FAQ aus dem Forum ==

=== PNP/NPN als Schalter, wohin mit der Last? ===
Für viele einfache Anwendungen kann man sich merken: '''Bei Schaltanwendungen darf der Basisstrom nicht durch die Last fließen'''. Normalerweise kommt dabei die Emitterschaltung zum Einsatz, die Last kommt also an den Kollektor.

<pre>
Vcc o-------------+ Vcc o-----------+
| |
.-. An: GND ___ |<
| | R_Last o---|___|--| PNP
'-' Aus: Vcc |\
| |
An: Vcc ___ |/ .-.
o---|___|----| NPN | | R_Last
Aus: GND |> '-'
| |
GND o-------------+ GND o-----------+
</pre>

Siehe auch Thread im Forum: http://www.mikrocontroller.net/topic/58567 oder im ElKo unter http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm.

=== Wie kann ich mit 5V vom uC 12V schalten? ===
Schau mal hier:
* [[Pegelwandler]]
* http://www.elektronik-kompendium.de/sites/praxis/bausatz_pegelwandler-mit-transistoren.htm
oder in diesen Threads:
*http://www.mikrocontroller.net/topic/17899
*http://www.mikrocontroller.net/topic/14437
*http://www.mikrocontroller.net/topic/29830

Bei der Kollektor-Schaltung entspricht die Spannung am Emitter immer der an der Basis, daher ist sie nur bedingt geeignet. Zum Schalten können die folgenden Emitter-Schaltungen verwendet werden.

Schalten gegen GND
http://tbn0.google.com/images?q=tbn:0yJkR7JCjF2IeM:http://img133.imageshack.us
<pre>
+12V o------------------------+
|
.-.
( X )
'-'
|
___ |/ T1,NPN
uC PIN o---|___|-----| BC547
R2,4K7 |>
|
GND o--------o---------------+
</pre>

Schalten gegen +12V

<pre>
+12V o--------------+----------------------+
| |
| ____ |< T2, PNP
+--|____|----+--------| BC557
R1,4K7 | |\
|/T1,NPN |
Vcc/+5V o--------------| BC547 |
|> |
___ | .-.
uC PIN o-----|___|------+ ( X )
R2,4K7 '-'
|
GND o----------o--------------------------+
</pre>

=== NPN Transistor an µC ohne Vorwiderstand ===

Normalerweise sind IO Pins vom µC nicht in der Lage große Ströme zu treiben, beim AVR maximal ~20mA. Für einen kleinen Transistor ist das immernoch zu viel und wäre auch eine Stromverschwendung.

Deshalb kann man den IO Pin des AVRs einfach als Tristate Eingang einstellen (Port pin als Eingang und Pullup deaktivieren) damit kein Basisstrom fließt.

Aktiviert man nun den internen Pullup Widerstand des AVRs agiert dieser als Basisvorwiderstand und es fließt nur ein geringer Basisstrom (die Pullups eines AVRs liegen irgendwo bei 50k bis 100k Ohm - siehe Datenblatt).

Nur sollte man bei kleinen Transistoren aufpassen, dass man den Portpin in der Software nie als aktiven Ausgang schaltet. Man kann mit dieser Methode auch keine Emitterspannungen >5.5 Volt schalten, da dann die internen Schutzdioden des AVRs einsetzen.

Eine Anwendung wären z.B. Nixie-Röhren Kathodentreiber (geringe Stromverstärkung nötig).

=== Wann bipolare (NPN/PNP) und wann FETs (insbes. wenn LED im Spiel sind)?===
Oft sind bipolare Transistoren (NPN/PNP) schon ausreichend, vor allem wenn "normale" LEDs (20mA) verwendet werden. FETs sind u.a. dann gut, wenn mit geringen Eingangsströmen hohe Ausgangsströme (über 300 mA) geschaltet werden sollen, also bei den Power-LED (Luxeon...).

Ein Grenzfall: 500mA/5V schalten, siehe http://www.mikrocontroller.net/topic/62327.

=== Wie steuert man ein Relais? ===
Normalerweise verwendet man zur Ansteuerung von Relais NPN Transistoren in Emitterschaltung. Freilaufdiode nicht vergessen!.

Siehe auch:
* [[Relais mit Logik ansteuern]]
* [http://www.mikrocontroller.net/attachment/22023/Relaisanteuerung.png Schaltbilder aus dem Forum]

=== Was ist die Spannung <math>U_{BE\_sat}</math> (lt. Datenblatt max. 1,2V)? ===
Bekanntlich verhält sich die Basis-Emitter Strecke eines Transistors wie eine Diode und <math>U_{BE\_sat}</math> ist die bei maximal zulässigem Basisstrom anliegende Vorwärtsspannung.

=== Was bewirkt ein Kondensator (100uF-1nF) parallel zur Basis-Emitter-Strecke nach Masse? ===
Er wirkt mit dem Basisvorwiderstand als RC-Tiefpass. Damit wird der Transistor eigentlich nicht mehr als Schalter, sondern als Linearregler betrieben. Manche Verstärker-Schaltungen sind, gerade bei hohen Lasten, sehr schwingfreudig. Deswegen ist bei PWM so ein C nicht sinnvoll.

=== Gibt es einen IC, der wie mehrere Transistoren funktioniert? ===

Gibt es! Beispielsweise der '''ULN2803''' ist ein 8-fach Darlington Transistor Array mit [[Ausgangsstufen_Logik-ICs#Open_Collector|Open-Collector Ausgang]]. Damit lässt sich z.B. ein Leistungstreiber zur Ansteuerung von Schrittmotoren, Relais und anderen induktiven Lasten aufbauen ([http://www.the-starbearer.de/Roboter/Baugruppen/Leistungstreiber%20ULN2803/Leistungstreiber%20mit%20ULN2803.htm Robot-Beispiel]).

=== Gibt es ein Transistor-Array wie ULN28xx, das gegen Vcc schaltet? ===
Such mal nach UDN29xx, z.B. UDN2981, UDN2987 ...

=== Wo ist die Antwort auf meine Frage? ===
Vielleicht im Forum? Oder unter [http://www.elektronik-kompendium.de www.elektronik-kompendium.de]? Falls du sie da findest, dann pack das ganze doch hier rein.

== Links ==

=== Mikrocontroller Wiki ===

* [[Basiswiderstand]]
* [[Transistor-Übersicht]]

=== Weblinks ===
* [http://de.wikipedia.org/wiki/transistor "Transistor" bei Wikipedia]
* [http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm Elko/Transistor]
* http://www.elektronikinfo.de/strom/bipolartransistoren.htm
* http://www.ferromel.de/tronic_1870.htm

[[Category:Bauteile]]
[[Category:Grundlagen]]