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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PNP Transistor Berechnung


Autor: Eugen (Gast)
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Hallo alle mit einander,

ich habe hier mal eine Berechnung von eine PNP Transistor reingesetzt 
verstehe aber noch nicht ganz warum der Widerstand R6 sich so berechnet. 
Ich habe es mal mit einem Simulationsprogramm nachgestellt und die Werte 
stimmen soweit. Meine Frage bleibt aber trotzdem unbeantwortet.

Vielleicht weis einer von euch mehr and kann Licht ins dunkle bringen!

Danke euch.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Der Widerstand R6.... ?

Hm

Autor: Eugen (Gast)
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Es sollte noch der Anhang mit. Dort ist die Schaltung mit der 
Berechnung.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Das Verhältnis zwischen dem I9 und dem I10 nennt man 
Querstromverhältnis. Umso größer der Querstrom, umso "besser" ist der 
Transistor angeschaltet (also gesättigt). Das hat natürlich auch 
Nachteile: Wenn der Transistor abgeschaltet wird, muss die Basis erst 
freigeräumt werden. Das bedeutet, die Elektronen müssen aus der 
übersättigten Basis erstmal abfließen. Wohin? Durch den R6.
Also praktischen Wert für besagtes Verhältnis nimmt man 2..10

Autor: Daniel H. (Firma: keine) (commander)
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Edit: Forget it, hab die letzten Zeilen des PDFs überlesen :)

Hm...

gehts nur um die reine Berechnung? U6 liegt schaltungstechnisch parallel 
zu r_BE3, also fällt über R6 die gleiche Spannung ab wie über r_BE3 -> 
U6 = U_BE3. I9 wird als gegeben angenommen und fließt durch R6

-> R6 = U_BE3/I9

Oder versteh ich die Frage falsch?

Autor: Eugen (Gast)
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Heist es dann, dass der Strom durch den Widerstand R6 2..10 mal so groß 
sein muss wie durch die Basis? Damit die Basis schnell freigeräut werden 
kann!

Autor: Eugen (Gast)
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Die Spannung UR6 ist klar. Aber wenn der Widerstand R6 bestimmt werden 
muss braucht man den Strom der da durch fließt. Die Frage ist wie 
bestimme ich diesen. Da war der Ansatz, über den Verstärkungsfaktor des 
Transistors Q3 zu gehen. Die Werte 5k ohm sind wahrscheinlich 
verwirrend, ignorieren bitte.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Für den Strom über R6 nimmt man normalerweise als Faustformel 1 .. 1/10 
des Basisstromes an.

Gruss Helmi

Autor: Eugen (Gast)
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Ist diese Fausformeln in Tabellenbüchern zu finden oder ist es aus 
Erfahrung herraus? Das Problem ist, dass solch eine Berechnung in eine 
Arbeit mit rein soll, dacher kann ich schlecht sagen, dass es eine 
Fausformel ist. Den Basisstromm mit 1mA kann ich ja noch begründen, da 
Schalterbetrieb.

Autor: HildeK (Gast)
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>Ist diese Fausformeln in Tabellenbüchern zu finden
Vielleicht. Aber hier ist viel mehr die Betrachtung wichtig, was möchte 
man wie erreichen und aus welchem Grund. Eben Erfahrung. Und dann wird 
in deinem Beispiel der R6 einfach entweder gleich groß wie R5 oder auch 
mal nur halb so groß. Und den R5 bestimmt man aus dem gewünschten 
Basisstrom und der Spannung: 12V (-0.7V, ja), 1mA gibt 12k. 10k sind in 
der Kiste - gut, und die 0.7V sind auch mit drin. Dann auch R6 mit 10k 
(oder auch mit 4,7k). Fertig. Einfache Schaltung, einfache Lösung.

Hier z.B. ist in der Betrachtung noch ein Freiheitsgrad drin:
Der Spannungsteiler R5 / R6 sollte ohne Transistor Q3 einen Spannung 
über R6 von >> 0.7V haben. Da hast du die Wahl, musst aber bei kleiner 
Versorgungsspannung etwas genauer hinschauen. Bei VCC=12V Versorgung 
würde ich 1/3 VCC bis 1/2 VCC an R3 abfallen lassen. Beispiel 1/3:

Bei durchgeschaltetem Q2 sieht dann die Basis von Q3 eine Quelle von 4V 
mit Innenwiderstand R5 || R6. Da 1mA in die Basis fließen sollen, muss 
R5 || R6 = 3.3k sein.
Jetzt noch aus den Bedingungen R6/(R5+R6)=1/3 und R5||R6=3.3k die 
Widerstände berechnen. Gibt dann für R6 rund 5k und für R5 rund 10k. 
(Genauer muss das nicht sein!).

Es ist immer eine Betrachtung verschiedener Kriterien, die auch freie 
Festlegungen enthalten. Eine davon war ja auch die Festlegung des 
Basisstroms auf 1mA, die Schaltung würde ja genauso gut mit 500µA oder 
2mA Basisstrom funktionieren.

R6 hat ja auch die Aufgabe, dafür zu sorgen, dass Restströme durch den 
Q2 den Spannungsabfall an R6 sicher unter 0.5V halten, denn auch schon 
kleinste Ströme durch die Basis von Q3 werden dort verstärkt und treten 
im schlechtesten Fall mit hfe_max von Q3 an dessen Kollektorkreis wieder 
auf.
Solche Restströme sind bei deiner Aufgabe sehr, sehr klein, aber falls 
der Kollektor von Q2 jetzt ein Ausgang eines non-R2R-OPAs wäre, dann 
muss man z.B. den Spannungsteiler aus R5 und R6 dahingehend 
dimensionieren, dass bei der kleinsten High-Ausgangsspannung des OPA der 
Q3 noch sicher sperrt.

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