mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Konstantstromquelle, einfache Transistorschaltung


Autor: Jens (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hi,

kann mir jemand erklären warum eine solche Schaltung als 
Konstantstromquelle dient. Also warum eine Diode als 
"Basisvorwiderstand" für einen konstanten Strom am Kollektor sorgt.

Mein Ansatz:
Weil ein Transistor nur den Basisstrom verstärkt, muss also auch an der 
Basis ein konstanter Strom anliegen - auch wenn die Spannungsquelle UB 
(etwas) abfällt. Aber warum sollte der Basisstrom konstant bleiben? Hab 
auch mal gelesen das die Diode eine rote LED sein sollte...stimmt das 
widerrum?

Unabhängig von der obigen Frage, ist der Basis-Emitterspannungsabfall 
IMMER ca. 0,7V ?


Vielen Dank schonmal, viele Grüße

Jens

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Strecke Basis Emitter ist ja im Prinzip eine Diode, dafür ist die 
erste Diode. Die zweite Diode wird benötigt weil man über dem Widerstand 
Re ja auch einen Spannungsabfall haben muss. Eine Stromquelle 
(eigentlich eine Senke ;)) wird daraus, weil die beiden Diode D1 und D2 
unabhängig von Ub immer für einen (relativ) konstanten Spannungsabfall 
von der Basis zur Masse erzeugen (sofern Ub natürlich groß genug ist, 
klar bei 0.1V Ub funktionierts nicht). Durch diese konstane Spannung 
wird durch Re immer ein konstanter Strom fließen.

Autor: Jacek G. (tfc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Über den Weg von Basis nach Emitter des Transistors fallen auch 0,7 Volt 
ab, so viel wie an der ersten Diode eben (Zumindest modellmäßig 
gedacht).

Dann muss über dem Widerstand R_E genauso viel Spannung abfallen, wie an 
der zweiten Diode.
Wenn an ihm mehr Spannung abfällt, dann kann die Basis des Transistors 
nicht mehr Leiten, da an ihr nur 2*0,7Volt anliegen können. Der 
Potenzialunterschied zwischen Basis und Emitter ist dann zu klein, als 
dass dort Strom fließen könnte. In diesem gedacht infinitesimal kleinen 
Moment sperrt der Transistor, so dass an R_E wieder 0,7 Volt abfallen.

Wenn das so ist, dann fließt auch durch den Kollektor fast der gleiche 
Strom wie durch R_E (abzüglich Basisstrom), was dann wiederum der 
gewollte Strom der Stromquelle ist.

Falls so wenig Strom durch R_E fließt, dass dort weniger als 0,7 Volt 
abfallen, dann leiten die beiden Dioden überhaupt nicht und es fließt so 
viel Strom durch die Basis nach, bis der Transistor den Stromfluss durch 
R_L so weit verstärkt hat, bis wieder das Maximum erreicht ist. (Wenn 
R_v zu groß dimensioniert ist, dann wird das nie erreicht.)

Autor: Jens (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich bedanke mich für die ausführlichen Antworten...jetzt habe ich es 
(glaub ich) verstanden ;)

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

die Anderen haben ja schon erklärt wie es geht.  Die LED wird verwendet 
weil sie einen positiven Temperaturkoeffizienten hat. Der Transistor 
einen negativen ( ca. -2mV/K ) Dadurch ergibt sich eine bessere 
Temperaturstabilität.

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Okay das klingt alles sehr verständlich.
Aber wie dimensioniere ich die Widerstände?

Autor: Frank Xy (flt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
max schrieb:
> Okay das klingt alles sehr verständlich.
> Aber wie dimensioniere ich die Widerstände?

Wenn Du schon das Bild vom Elektronik-Kompendium ohne
Quellenangabe klaust
dann solltest Du vielleicht auch den Text dazu lesen.
Dort wird alles erklärt, auch die Berechnung.

Autor: chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
max hat es nicht geklaut, wenn dann war es der TO und der Beitrag ist 
von 09 also schon lange verjährt :)

Autor: Frank Xy (flt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
chris schrieb:
> max hat es nicht geklaut, wenn dann war es der TO und der Beitrag ist
> von 09 also schon lange verjährt :)

Dann tut es mir leid wenn ich jmd zu Unrecht angemacht habe.
Was das "verjährt" angeht:

Es geht nicht darum von wann der Beitrag ist. Hier wird einfach
etwas von einer anderen Webseite geklaut und ohne Quellenangabe 
weiterverwendet.
Ausserdem ist in dem Beitrag alles bestens erklärt.

Autor: Kopfnuß (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Es geht nicht darum von wann der Beitrag ist. Hier wird einfach
>etwas von einer anderen Webseite geklaut und ohne Quellenangabe
>weiterverwendet.

Na und? Fehlt dort jetzt das Bildchen? Oder wurde es beschädigt, ins 
Lächerliche gezogen, entweiht oder geschändet? Ist irgend jemandem 
daraus ein Schaden entstanden? Oder hat sich ein anderer zu Unrecht 
daran bereichert? Wohl kaum. Und du machst ja jetzt auch noch Werbung 
für den Verein...

Danke für deinen wertvollen Beitrag zur Abwendung und Prävention von 
Internetkriminalität!

Autor: Frank Xy (flt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kopfnuß schrieb:
>>Es geht nicht darum von wann der Beitrag ist. Hier wird einfach
>>etwas von einer anderen Webseite geklaut und ohne Quellenangabe
>>weiterverwendet.
>
> Na und? Fehlt dort jetzt das Bildchen? Oder wurde es beschädigt, ins
> Lächerliche gezogen, entweiht oder geschändet? Ist irgend jemandem
> daraus ein Schaden entstanden? Oder hat sich ein anderer zu Unrecht
> daran bereichert? Wohl kaum. Und du machst ja jetzt auch noch Werbung
> für den Verein...
>
> Danke für deinen wertvollen Beitrag zur Abwendung und Prävention von
> Internetkriminalität!

Danke für Deinen Senf zum Thema.
Hauptsache was geschrieben?
Wenn es um Dein Zeug geht wirst Du mit Sicherheit anders reagieren.

Autor: Kopfnuß (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Wenn es um Dein Zeug geht wirst Du mit Sicherheit anders reagieren.

Ganz im Gegenteil! Dann freue ich mich, daß ich jemandem helfen konnte!

Und die Dinge, von denen ich nicht will, daß sie im Internet erscheinen, 
die behalte ich schön für mich...

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist ja alles schön und gut mit dem Urherberrecht, bringt uns hier nur 
nicht weiter...
Für mich geht nicht klar hervor, wie ich die einzelnen Widestände, je 
nach Verbraucher (z.B. LED) berechnen kann.
Klar wird hier die genaue Funktionsweise erklärt was auch sehr hilfreich 
war, aber gibt es dafür noch irgendwelche Formeln?
Selber herleiten kann ich sie mit zumindest nicht...
Vielen dank trotzdem schonmal

Autor: ArnoR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Rv=(UB-2Uf)/ID
Re=Uf/IL
Rc<(UB-Uf-Ucesat)/IL

Autor: Frank Xy (flt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
max schrieb:
> Ist ja alles schön und gut mit dem Urherberrecht, bringt uns hier nur
> nicht weiter...
> Für mich geht nicht klar hervor, wie ich die einzelnen Widestände, je
> nach Verbraucher (z.B. LED) berechnen kann.
> Klar wird hier die genaue Funktionsweise erklärt was auch sehr hilfreich
> war, aber gibt es dafür noch irgendwelche Formeln?
> Selber herleiten kann ich sie mit zumindest nicht...
> Vielen dank trotzdem schonmal


http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210253.htm

Sind das genug Formeln?

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sollte genug sein :)
Mal schauen obs klappt...
Vielen Dank!!!

Autor: Kopfnuß (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Sollte genug sein :)

Bei der Bemessung von Rv muß bedacht werden, daß für das Funktionieren 
der Schaltung ein bestimmter Basisstrom in den Transistor fließen können 
muß. Bei Kollektor-Emitterspannungen von um die 5V und relativ kleinen 
Kollektorströmen ist die DC-Stromverstärkung in der Regel groß genug, 
sodaß Rv=10k einen ausreichenden Basisstrom fließen lassen kann. Soll 
der Transistor aber sehr weit aufgesteuert werden können (Uce << 5V) 
oder größere Kollektorströme fließen, kann es kanpp werden und Rv sollte 
eventuell kleiner gewählt werden, um einen größeren Basisstrom zu 
erlauben.

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also mein Problem ist,dass ich eine Schaltung dimensionieren soll und 
dazu nur den Transistor und eine Betriebsspannung von 12V gegeben habe.
Transistor ist der BC548 siehe Datenblatt.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/150/128424_DS.pdf

Statt des Rc soll dort aber ein Poti mit Vorwiderstand sein.

Leider fehlt mir jeglicher Ansatz, zumal die Widerstände aus der E12 
Reihe stammen sollen und nur 1/4 Watt verkraften.

Autor: Frank Xy (flt)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die vollständige Aufgabenstellung wäre schon hilfreich.
Ohne Infos kann Dir keiner helfen.

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Als meine Aufgabe ist eine Schaltung, wie die Obige zu entwerfen, 
(dimensionieren) um das verhalten der Schaltung zu veranschaulichen.
Als Material habe ich den Transistor BC548 beliebige E12 Widerstände, 
Potis und Dioden an denen jeweils ca. 0,6V abfallen. Sonst nur das 
Datenbaltt des Transistors. Aufgabe befindet sich in keinem Rechenbuch 
oder so.

Autor: ArnoR (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Max: Ich hatte dir gestern 22:05 alles nötige aufgeschrieben.

Autor: Kopfnuß (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Leider fehlt mir jeglicher Ansatz, zumal die Widerstände aus der E12
>Reihe stammen sollen und nur 1/4 Watt verkraften.

Also fangen wir mal mit Rv = 10k an. (12V - 0,6V - 0,6V) / 10kOhm = 
10,8V / 10kOhm = 1,08mA. Also fließen rund 1,08mA durch Rv.

Wenn du jetzt einen relativ kleinen Kollektor-Strom von 2mA fließen und 
dabei eine relativ große Kollektor-Emitterspannuung von >5V am 
Transistor abfallen läßt, hat der Transistor eine Stromverstärkung von 
mindestens 100. Also verbraucht der Transistor von den obigen 1,08mA 
durch Rv weniger als rund 2mA/100=20µA Basisstrom. Die fließen nun nicht 
mehr durch die Dioden, sondern in den Transistor, sind aber gegenüber 
den 1,08mA völlig vernachlässigbar.

Für einen Kollektorstrom von 2mA bei einer Uce von 5V ist eine Ube von 
rund 0,6V erforderlich. Also muß Re = 0,6V / 2mA = 300R gewählt werden.

Wie groß kann jetzt Rc gemacht werden?
Ist Rc = 0, dann entsteht an Rc kein Spannungsabfall. Da an Re 0,6V 
abfallen, muß deshalb 12V - 0,6V = 11,4V am Transistor (Uce) abfallen.

Umgekehrt, wenn Rc nicht Null ist, darf mit obiger Rechnung maximal 12V 
- 0,6V - 5V = 6,4V an Rc abfallen. Bei 2mA darf Rc also nicht größer als 
6,4V / 2mA = 3,2kOhm werden.

Da wir von einer spezifizierten Mindest-Stromverstärkung von 100 
ausgegangen sind, die typische aber sehr wahrscheinlich deutlich größer 
ist, funktioniert das Ganze sogar dann noch, wenn Uce deutlich unter 5V 
fällt. Also darf Rc sehr wahrscheinlich sogar noch größer werden.

Wenn allerdings Rc zu groß gemacht wird, zwingt man den Transistor bei 
einer zu kleinen Uce zu arbeiten. Dort sinkt die Stromverstärkung 
kräftig ab. Der Transistor zieht nun einen deutlich stärkeren 
Basisstrom. Dieser Strom fehlt jetzt aber den Dioden, weshalb an ihnen 
eine kleinere Spannung abfällt. Dadurch sinkt aber auch der 
Spannungsabfall an Re und damit der Kollektorstrom. Wird Rc also zu 
groß, kann der Transistor nicht länger den eingestellten Kollektorstrom 
liefern und der Strom sinkt ab.

Autor: max (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Okay das Kopfnuss das ist genau die Erklärung die ich gebraucht habe und 
mir hilft.
Habs jetzt verstanden ;)
Vielen danke für die vielen Beiträge...

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.