Hallo zusammen,
eigentlich wollte ich nur eine ganz einfache Schaltung zusammenlöten. Am
Eingang der Schaltung habe ich ein kleines Signal von 1 bis 3 V am
Ausgang kann ich eine Last anhängen wie zum Beispiel einen kleinen
Motor. Einen Screenshot der Schaltung habe ich angehängt.
Ich habe allerdings ein Problem mit dem Transistor. Überall liest man
(und bisher hat es immer für mich funktioniert), dass wenn man eine
kleine Spannung an der Basis an legt ein großer Strom durch den
Kollektor fließen kann. Leider scheint das bei dieser Schaltung nicht
der Fall zu sein.wenn ich am Emitter des Transistor die Spannung messe,
dann habe ich grundsätzlich die Signalspannung minus ungefähr 0,7 V. Ich
erkläre mir das so, dass die Basis-Emitter-Strecke als die Diode
fungiert. Was ich nicht verstehe, ist das der Transistor nicht durch
schaltet und somit das Potenzial der Spannungs Quelle dazu addiert.
Ich habe es mit mehreren Transistoren ausprobiert und habe immer die
gleichen Ergebnisse bekommen.
Außerdem habe ich die Widerstandswerte variiert. Für R3 habe ich bis zu
einem Megaohm eingesetzt. R6 habe ich gänzlich weggelassen. R4 habe ich
auf 330 Ohm verringert. All diese Veränderungen an der Schaltung
scheinen keinen Einfluss auf die Emitterspannung zu haben.
Ich bin total ratlos. Ich kann mir das ganze nur so erklären, der sich
einen gewaltigen Fehler in meiner Logik gemacht habe.
Hoffentlich könnt Ihr diesen Fehler finden.
Vielen Dank für eure Hilfe im Voraus.
Gy
Du willst also einen Motor gegen Ground schalten? Hierzu brauchst Du
einen P-Kanal-MOSFET, dessen Gate am Kollektor von Q3 (dann mit
vernünftigem Arbeitswiderstand) hängt. Der Sinn von C1 und R6, sowie R5
bleibt rätselhaft. Wenn, dann Serienwiderstand vor das Gate.
Hallo Gy,
deine Messungen sind schon vollkommen korrekt. Es ist in der Tat so,
dass am Emitter stets die Spannung an der Basis abzüglich etwa 0,7 V
anliegen. Du betreibst deinen Transistor in der sogenannten
Kollektorschaltung. Diese Schaltung hat stets eine Spannungsverstärkung
von etwa 1. Die Schaltung fungiert als Stromverstärker!
Wenn du Spannungen ordentlich verstärken willst (z.B. mit
Spannungsverstärkung 200), musst du den Transistor in der
Emitterschaltung betreiben. Hierzu greifst du einfach das Potenzial am
Kollektor von Q3 ab. Den Emitterwiderstand verkleinerst du auf etwa 200
Ohm oder so. Der Emitterwiderstand fungiert als Stromgegenkopplung,
wodurch der Arbeitspunkt der Schaltung stabilisiert wird.
Steigt der Kollektrostrom (zb. durch Erwärmung), so steigt der
Spannungsabfall am Emitterwiderstand ---> Ube sinkt---> Basisstrom sinkt
---> Kollektorstrom sinkt --> also haben wir eine Stromgegenkopplung!
Grüße
Jonny
>Ich bin total ratlos. Ich kann mir das ganze nur so erklären, der sich>einen gewaltigen Fehler in meiner Logik gemacht habe.
Ja hast du. Dein Transistor arbeitet als Emitterfolger. Da ist die
Spannung am Emitter immer um die Basis-Emitterspannung kleiner. Der Name
Emitterfolger sagt schon das die Spannung am Emitter der Basis folgt.
Bei dieser Schaltung ist die Spannungverstaerkung immer kleiner eins.
Der Emitterfolger oder auch Kollektorschaltung genannt hat nur eine
Stromverstaerkung. Also die Der Strom der aus dem Emitter rausfliesst
ist um die Stromverstaerkung des Transistors groesser als der in die
Basis hineinfliessender Strom.
Was du brauchst an der Stelle ist eine Emitterschaltung. Da nimmst du
dein verstaerktes Signal am Kollektor ab. Allerdings hast du jetzt eine
Signal Invertierung drin. Daher wenn du am Eingang eine '1' anlegst
schaltet dein Ausgang ab.
Bei deiner Ausgangsstufe hast du einen N-Channel MOSFET eingesetzt. Hier
liegt jetzt eine aenliche Situation vor. Diese Schaltung ist hier ein
Sourcefolger. Daher die Schaltung an der Source folgt dem Potential am
Gate im Abstand der Gate-Source Spannung (einige Volt) . Das heist dein
MOSFET wird gar nicht richtig durchgesteuert und hat damit gewaltige
Verlustleistung. Am Ausgang bekommst du nie deine 9V Versorgungspannung.
Besser ist es hier an dieser Stelle einen P-Channel MOSFET einzusetzen.
Der wird dann in Source Schaltung betrieben daher die Gate-Source
Spannung geht so nicht in die Ausgangspannung ein. Auch hast du damit
eine 2. invertierung eingebaut eine '1' am Eingang schaltet deine Last
ein.
Gruss Helmi
Mir ist klar, dass ich die Schaltung auch anders realisieren kann.
Was mir nicht klar ist, ist wieso sie auf meine Weise nicht
funktioniert.
Sicher wäre das mit einem P-Kanal-Mosfet einfacher leider habe ich
keines gerade zur hand.
R6 und C1 sind dazu da den Motorraum noch ein paar Sekunden nachdem das
Signal auf 0 geht an zu lassen. Ist aber hier glaube ich nicht weitaus
wichtig.
R5 sollte den Strom durch den Transistor begrenzen. Im Nachhinein fällt
mir auf, dass er überflüssig ist. Danke!
Kannst du mir erklären wieso meine Schaltung nicht funktioniert?
Vielen Dank für deine Antwort Eddy Current.
Gy
Deine Schaltung kann so nicht funktionieren. Am Emitter von Q3 wirst du
immer die Spannung der Quelle -0,7V haben.
Der FET braucht etwas +4V um durchzuschalten. Mit den 2,3V beginnt er
gerade zu leiten, damit steigt die Spannung am Motor (Source) an.
Schreib dir mal an die jeweiligen Punkte die Spannungen hin, dann siehst
du warum es nicht geht.
Ich habe jetzt eine neue Schaltung erstellt. Da ich keine
P-Kanal-MOSFETs habe habe ich einen zweiten NPN Transistor als Inverter
eingesetzt.
Bevor diese Schaltung Aufbau wollte ich euch fragen was ihr dazu meint.
Ich bin mir bei den Widerstandswerten nicht sicher.
Gehe ich recht in der Annahme das R5 > R3 sein muss?
R6 ist eigentlich überflüssig.
Gy
Es sind auch R3 und R8 überflüssig, wenn nicht sogar störend. R6 würde
ich zur Strombegrenzung sogar lassen.
Warum willst du den Motor nicht nach + schalten, so wirst du nie die
volle Spannung auf den Motor bekommen.
@ Hubert G.
Wahrscheinlich verstehe ich das ganze nicht richtig.
Wieso sollte ich mehr Leistung bekommen wenn ich den Motor direkt an
plus Schalter? Ist das Ganze nicht einfach eine Reihenschaltung von
Motor und MOSFET? Ist es dann bei einer Reihenschaltung nicht egal
welcher Widerstand zuerst kommt?
Du hast recht eigentlich sind die Widerstände R3 und R8 überflüssig.
Ich habe noch einmal einen neuen Schaltplan erstellt. Habe ich dieses
Mal sehen Motor so angeschlossen wie du meinst?
Ist R6 nicht auch überflüssig, da der Strom indirekt durch R5 und R7
begrenzt wird?
Gy
kleiner Zusatz:
Gehe ich richtig in der Annahme, dass ich einen Widerstand am Emitter
von Q2 brauche?
Andererseits würde sich der Kondensator C1 ich zu schnell über Q2
entladen.
Der Sinn hinter C1 ist, dass auch wenn das Signal für ein paar Sekunden
auf null gezogen wird der Motor immer noch läuft. C1 soll somit kleinere
Einbrüche der Spannung glätten. Diese Einbrüche können bis zu 3 s
dauern.
ich muss deshalb darauf achtensich 10 eins nicht so schnell entleert,
allerdings soll er schnell geladen werden.
Wäre ein guter Widerstandswert am Emitter von Q2 740 Ohm?
Gy
Wenn Q2 durchschaltet entlädt er C1 ohne Strombegrenzung.
Das Gate von Q1 muss um ca. 3V positiver sein als Source, das heisst
also, in deinem vorherigen Schaltbild, das die Spannung an Source um 3V
kleiner ist als an Drain.
Wenn du, wie im letzten Schaltbild, Source auf GND legst, wird das Gate
immer und die min. 3V positiver sein, damit schaltet der FET ganz durch.
Ein Emitterwiderstand ist schlecht. Gib einen Widerstand zwischen
Kollektor Q2 und R6 und über diesen Widerstand eine Dioden mit Kathode
Richtung R6. R6 kannst du dann ganz weglassen.
Aber egal wie du es machst, wenn der FET nicht ordentlich
überdimensioniert ist, dann kann er dir abrauchen. Durch den langsamen
Spannungsabfall am Gate kommt der FET in den linearen Bereich und muss
in der Zeit die volle Leistung verbraten.
Du solltest dir was überlegen wie du die Verzögerung schon vorher
machst.
Hallo,
welche Daten hat der Motor? Wenn es ein Kleinstmotor ist (z.B. 0,8A bei
9V)
sollte eine einfache Transistorstufe z.B. mit einem BD137...o.ä.
ausreichen.
Notfalls noch einen Vorstufentransistor einbauen. Mit einem MOSFET wird
das,
wie oben geschildert, schwierig (4V fürs Gate). Der Elko sorgt dafür,
dass der Motor noch etwas nachläuft.
+9V
|
Motor + Freilaufdiode
_ /
3V o---|___|------| BD137 o.ä.
150 Ohm | \ Emitter
_ |
C - | C ca. 470 -1000uF 6,3V
| |
---------GND
@Hubert G. (hubertg)
Du hast da zwar grundsätzlich recht, aber:
- der TO hat einen 9V-Block als Quelle
- der TO hat einen BUZ72 (40W Ptot) eingesetzt
- der TO will einen kleinen Motor ansteuern
Das heißt, in diesem Fall hätte er kein Problem.
Ich glaube ich habe das mit dem FET jetzt verstanden.
Wie genau ist das mit dem linearen Bereich? Heißt das,dass wenn das FET
nicht richtig durch schaltet es sehr viel Leistung aufnimmt? Wieso ist
das so?
Ich habe die Schaltung noch einmal überarbeitet.
Dieses Mal sollte es funktionieren. (Hoffentlich)
Vielen Dank für eure Hilfe bis jetzt.
Gy
Noch eine Anmerkung. Ich verwende eine anderes MOSFET wie in der
schaltung angegeben. Ich verwende das IRL540n.
Der Motor zieht an 9V ungefähr einen Strom von nicht mehr als
2A.(vielleicht später sogar einen Motor mit 9A an 9V, aber das ist noch
nicht sicher)
@ Gast
Ich habe mir auch überlegt eine Schaltung mit einem Transistor
aufzubauen.
Allerdings möchte ich mir die Möglichkeit offen lassen später einen
größeren Motor mit mehr Leistung anzuschließen.
Deshalb verwende ich lieber MOSFETs.
Ich glaube du hast die Transistorschalterei noch nicht verstanden.
Wenn du die Schaltung ohne C1, R3 aufbauen würdest, R7 sollte max. 1k
haben, dann würde ich sagen, geht so.
C1 wird in deiner Schaltung nie aufgeladen, da er parallel zur
Basis-Emitterstrecke von Q2 liegt.
@ HildeK
Genau dafür war mein Einwand, es bleibt selten beim Testaufbau. Zuerst
funktioniert es, mit großen Motor gibt es dann Rauchzeichen.
Ich habe jetzt der sieben auf 1K verringert.
wieso sollte es nicht mit 10 Kilo Ohm funktionieren? Ist der Gate Source
Widerstand nicht einiges größer als 10 Kilo Ohm?
Außerdem habe ich einen ein Kilo Ohm Widerstand vor Q2 gelegt. Dadurch
will ich erreichen, dass sich C1 Auflädt.
Jetzt müsste alles funktionieren.
Der Gate-Source Widerstand ist sogar um vieles größer, allerdings hat
das Gate eine hohe Kapazität, die musst du umladen, über einen großen
Widerstand geht das sehr langsam. Damit sind wir wieder beim linearen
Bereich des FET und den Grundlagen die du nicht hast.
Rechne dir mal aus wie hoch die Spannung am C1 in deiner Schaltung jetzt
wird. Einfache Serienschaltung von R5 und R6 und die
Basis-Emitterspannung von Q2.
Ich klinke mich jetzt hier aus, ich gehe feiern, Grillerei und gutes
Bier.
Falls es Jemanden interessiert ich habe jetzt eine Platine entwickelt,
die meinen Anforderungen gerecht wurde.
C1 muss allerding etwas größer gewählt weren so um die 100uF.
Noch einmal vielen Dank an alle die mir bei dem Entwerfen der Schaltung
geholfen haben.
Gy
