Hallo zusammen, ich habe heute Folgendes beobachtet und wollte die Forumsgemeinde, um eine Erklärung bitten. Es geht darum mit einem eingachen NPN-Transistor (BC546B) mit rel. hoher Frequenz (20 KHz) eine höhere Spannung (24VDC) zu schalten. Das Ganze soll dazu dienen einen 5VDC-Geber an eine SPS mit 24VDC-Eingängen anzukoppeln. Variante 1) einfacher Basisvorwiderstand -> Schaltzeit ca. 150µs 24VDC | R R 24K R | -----> SPS / 5VDC >-|RRR|---| 86K \ | GND Variante 2) Spannungsteiler -> Schaltzeit ca. 8µs 24VDC | R R 24K R | -----> SPS / 5VDC >-|RRR|---| 8,6K | \ R | 1,4K R | R | | | GND GND So richtig raffen tue ich es nicht, aber ich vermute es hat was mit der parasitären Kapazität C-be zu tun Vielen Dank für eure Erklärung(en)
Hallo, dein Basiswiderstand ist im 2. Bsp kleiner dadurch könnte die kürzere Schaltzeit erreicht werden.
PS: bei "Nur" 20kHz dürfte die Kapazität noch nicht ins gewicht fallen. Schau mal Datenblatt was da angegeben ist als Kapazität.
>aber ich vermute es hat was mit der >parasitären Kapazität C-be zu tun Eher mit der Kapazität C-bc, da diese mit der Stromverstärkung mulitpliziert wirkt. Auf jeden Fall musst du die Basis leeren und dazu muss Strom fließen können. Meinst du mit Schaltzeit die Verzögerung zwischen Eingang und Ausgang oder die Flankensteilheit des Ausgangs? Ein Transistor braucht schon etwas Zeit, um aus dem gesättigten Zustand wieder herauszukommen - wenn mir auch die Zeiten deutlich zu lange vorkommen. Es müsste auch mit der ersten Schaltung besser werden, wenn du den 86k einen kleinen C parallel schaltest (100pF, 470pF). Es dürfte auch bei der zweiten Schaltung noch eine Verbesserung bringen, wenn dem Basiswiderstand ein C parallel geschaltet wird. Alternativ vermeidet man die Sättigung indem man eine Schottky-Diode von B nach C schaltet. Damit wird der Transistor nicht mehr vollständig aufgesteuert und bleibt im aktiven Zustand mit UCE=0.4V.
Ich vermute mal, Du willst den Transistor einfach dadurch sperren, indem du die Verbindung zu 5V unterbrichst? In Deinem 1.Beispiel können dann die Ladungsträger innerhalb der Basis nur durch Rekombination abgebaut werden. Das dauert sehr lange, und entsprechend lange dauert das Abschalten. In Deinem 2.Beispiel dagegen kann ein Strom aus der Basis hinaus gegen Gnd fließen. Dadurch wird das Abschalten stark beschleunigt.
@flätz (Gast): Mann bin ich..... Ja ich hab zum testen einen Schalter genommen, da kann die Ladung ja nirgendwo mehr hin... in der "Praxis" ist sie aber am TTL-Ausgang des Gebers. @HildeK (Gast) "Eher mit der Kapazität C-bc, da diese mit der Stromverstärkung mulitpliziert wirkt." -> das wusste ich nicht, die statischen Eigenschaften sind ja meis recht gut erklärt, aber dynamisch - abegesehen von der allgemeinen AC-Betrachtung. Kennst du da einen Quelle? Mit Schaltzeit meine ich die Flankensteilheit des Ausgangs - vielleicht besser Anstiegszeit Den Reste kannte ich - die Schottky-Diode hatte nix gebracht in Var... siehe Erklärung an Flätz .... schande. Und die Kondensatoren dienen doch normalerweise nur dem wechselstrommässigen Überbrückung der Widerstände und helfen doch nicht bei den Ansitiegszeiten oder? Gruss Gary
>@HildeK (Gast) >Kennst du da einen Quelle? Als Link jetzt gerade nicht, aber suche mal nach Miller-Kapazität. Das ist aber in jedem Standardwerk beschrieben. Diese wirkt aber eher in dem Maße, dass du spezielle beim Ausschalten des Transistors eine ganz erhebliche Totzeit beobachtest, die durch die Vermeidung der Sättigung (Diode) um mindestens den Faktor 10 reduziert wird. >Und die Kondensatoren dienen doch normalerweise nur dem >wechselstrommässigen Überbrückung der Widerstände und helfen doch nicht >bei den Ansitiegszeiten oder? Doch, natürlich. Es wird während der Flanken viel mehr Strom in die Basis hinein- und herausfließen. Die Flanken haben ja hohe Frequenzanteile und das C sorgt dynamisch für eine niederohmige Anbindung der Basis ohne dass im Ruhezustand die Basis und die Quelle überbelastet wird. Die Verwendung eines C an der Stelle ist durchaus gängige Praxis. Je niederohmiger du die Basis ansteuerst, desto eher wird die Schaltgeschwindigkeit durch die Transistorparameter begrenzt und nicht durch die Beschaltung. Da sich dein Problem aber eine völlig andere Ursache hatte, hatte ich nicht erkannt - großes Lob an flätz! Deshalb hat auch die Diode (muss Schottky sein!) nichts gebracht. Sie wirkt aber - das Prinzip wurde schon vor Langem in den 74LSxx u.a. verwendet.
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