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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Bauelement BCR48 (NPN und PNP Transistor)


Autor: Mille (Gast)
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Hallo,

ich habe eine Frage zu dem Bauelement BCR48:
Das Bauteil wird als Pegelkonverter eingesetzt (3,3V auf 5V; ich weiß, 
könnte besser gemacht werden, kommt nicht von mir). Wenn Pin 5 (Basis 
des PNP Transistors) und Pin 4 (Emitter des PNP Transistors) auf +5V 
sind, kann es trotzdem sein, dass owohl der PNP Transistor sperrt, ein 
Strom fliesst (Leakage-Strom oder dergleichen)?
Welcher Wert gibt mir im Datenblatt darüber Auskunft? Ist das der 
"Emitter/Collector cutoff current"?

danke und lg mille

Autor: Jens G. (jensig)
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Die Cutoff Werte stellen nur Extremwerte für den Strom dar (der aber 
üblicherweise weit niedriger liegt) bei relativ hoher Spannung. Bei 
niedrigeren Spannung sind die Werte nochmals weit niedriger, was im DB 
aber nicht dargestellt wird.
Bei "normalen" Kleinleistungstransis sind bei "normalen" Spannungen die 
Restströme so niedrig (unterer nA-Bereich oder drunter), daß die selbst 
in hochohmiger Beschaltung keine nennenswerte Spannungsabfälle 
verursachen (also selbst bei MOhm's).
Irgendwelche Restströme sind immer da, aber ob die stören, hängt vom 
konkreten Transistor, und von der Hochohmigkeit der Beschaltung ab.

Autor: Mille (Gast)
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Ok danke...

Es geht in meinem Fall darum, dass ein IGBT angesteuert wird und in der 
entsprechenden Schaltung kein hochohmiger Pull-Down sondern nur ein 
Serienwiderstand (Strombegrenzung) verwendet wird.
Obwohl die Ansteuerung des BCR48 auf 0V ist (also der PNP sperren 
sollte) ist nach der Inbetriebnahme der Schaltung manchmal der IGBT 
eingeschalten. Ich vermute nun, dass aufgrund des fehlenden Pull-Down 
bei dem Gate-Eingang des IGBT (so mache ich das zumindest oft) es 
entweder zu kapazitiven Einkopplungen oder Ladungen seitens des BCR48 
kommt, die den IGBT durchschalten können. Kann das sein?

lg mille

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Dei der Ansteuerung eines "Gates", und dabei ist es egal ob MOSFET oder 
IGBT, gilt es dafür zu sorgen, daß die Ladungen, da es ja ein 
spannungsgesteuertes Bauteil ist, zum Abschalten auch wieder abfließen 
können. Vorteilhaft sind Push-Pull-Stufen an den Gates. Hat man nur 
einen Schalttransistor, wie in Deinem Fall, muß man dafür sorgen, daß es 
einen Arbeitswiderstand gibt, über die halt die Ladungen vom Gate im 
Ausgeschalteten Zustand des Treibertransistors abfließen können.

Autor: Mille (Gast)
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Das bedeutet, auch beim Ein- und Ausschalten des "Gates" über einen 
Transistor brauche ich diesen Arbeitswiderstand?
Blöde Frage: Wieso funktioniert dann das Ausschalten ohne 
Arbeitswiderstand generell? Wenn ich den Transistor ausschalte, fliesst 
im idealen Fall keine Ladung mehr Richtung Gate und die Gate-Ladung 
(Gate ist ja nichts anderes wie ein Kondensator) müsste ja erhalten 
bleiben (bis auf Leakage) und der IGBT müsste offen bleiben?

Wie dimenionsiert man den Arbeitswiderstand/Pull-Down den? Bis jetzt 
habe ich in solchen Fällen einfach einen hochohmigen Widerstand (~100k) 
genommen?

lg mille

Autor: Raimund Rabe (corvuscorax)
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Je niederohmiger desto schneller wird das Gate 'entladen'. Die untere 
Grenze ist durch den max. Kollektorstrom des Schalttransistors gegeben.
Aber schau Dir doch mal das Datenblatt des verwendeten IGBTs an - dort 
wird es sicherlich Kennwerte in pF oder nF geben. Suche hier nach "Input 
Capacitance" oder auch "Gate(/Emitter) Capacitance".
Bei Hochvolt-IGBTs kann dieser Kapazitätswert schon mal locker die 
Nano-Farad-Grenze überschreiten. Aber mit diesem Wert kannst Du 
überschlagsweise die RC-Zeitkonstante errechnen, oder auch grafisch 
darstellen, um dann daraus die (grob geschätzte) Schaltzeit zu 
ermitteln. Dafür muß man dann nur noch die Steuerkennlinie des IGBTs mit 
berücksichtigen - sollte aber auch im Datenblatt zu finden sein.

Darum wunder Dich also nicht, wenn die üblichen integrierten 
Treiberschaltungen Strömen von manchmal mehreren Ampere zur Verfügung 
stellen können.
Im Schalterbetrieb gilt es die Gates schnellstmöglich umzuladen (da es 
die Schaltverluste senkt), was bei entsprechenden Gate-Kapazitätswerten 
nur noch mit hohen Strömen schnell zu bewerkstelligen ist. Wir reden 
hier von Bruchteilen von Microsekunden, was aber möglicherweise bei 
Deiner Applikation nicht nötig ist.

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