Hallo, ich möchte mit einem NPN (2N2222) ein Signal auf Masse schalten. Dazu habe ich eine normale Emitterschaltung mit einem 5.6k Widerstand am Kollektor als Pull up auf 5V liegen. Der Emitter liegt an Masse. Die Basis wird über den Ausgang eines FlipFlops über einen 100ohm Serienwiderstand angesteuert. das Problem ist, das über Uce immer noch ca. 0.7V abfallen. In einem Dokument zu dimensionierung einer solchen Schaltung habe ich folgendes gefunden: "Der Basisvorwiderstand wird so gewählt, dass sich ein Basisstrom einstellt, bei dem UCE möglichst unter 0.5 V fällt. Dies kann aus einem Kennlinienfeld des Datenbuches abgelesen oder ..." Ich kenne nur das typsche 4-Quadranten Kennlinienfeld für Transistoren und da gibt es keine Kennlinie welche Uce in Abhängigkeit von Ub darstellt. Was kann ich machen um Uce kleiner zu bekommen?
Wenn die Schaltung so ist, wie Du beschreibst, solltest Du locker ein U_CE <0.5V erreichen, hast Du eventuell C und E verwechselt? Ansonsten: Basisstrom: FlipFlop Ausgang: 5V => (5V - 0.7V)/100Ohm => 43mA Kollektorstrom: 5V / 5.6k => 0.9 mA Deine Schaltung ist viel zu stark übersteuert! Nimm ca 20k zwischen FlipFlop und Basis und dann noch ca 10k zwischen Basis und GND
>hast Du eventuell C und E verwechselt?
muss ich am Montag nochmal prüfen. Auf jeden Fall erst mal danke für die
Antwort. Ist es denn schlimm, wenn die Schaltung wie du schreibst "viel
zu stark" übersteuer ist?
Chris schrieb: > Ist es denn schlimm, wenn die Schaltung wie du schreibst "viel > zu stark" übersteuer ist? Wenn die Grenzwerte des Transistors und der Quelle nicht überschritten werden, dann nicht. Es kann höchstens sein, dass der Übergang vom leitenden Transistor in den Sperrzustand etwas langsamer wird. Trotzdem: bei knapp 1mA Kollektorstrom reichen bei hfe_min=35 locker auch 1mA Basisstrom für ein absolut sicheres Durchsteuern des Transistors. Es reichen auch noch 100µA! Wozu soviel Strom verschwenden? Dabei schonst du ganz bestimmt den Quell-IC, den der dürfte am ehesten die 43mA übel nehmen (ok, du hast nichts Weiteres über den genannt). Also: ersetze den 100-Ohm-Basiswiderstand durch 4k7 und fertig. Dein Problem mit dem zu großen UCE liegt auf jeden Fall nicht am Basisvorwiderstand, denn auch mit den 4k7 solltest du < 0.5V erreichen, typ. eher so 0.3V. Messe vielleicht auch mal den 5k6 nach, nicht das dies nur 5,6 Ohm sind :-)
Chris schrieb: >Ist es denn schlimm, wenn die Schaltung wie du schreibst >"viel zu stark" übersteuer ist? Ja, der Transistor ist bei maßloser Übersteuerung restlos übersättigt, und erreicht extrem langsame Schaltzeiten. Also das Gegenteil von dem, was man erreichen möchte. Viel, hilft hier nicht immer viel. Für eine vernünftige Ansteuerung im Schaltbetrieb, wählt man bei Transistoren einen sinnvollen Übersteuerungsfaktor von etwa 3, und nicht mehr und nicht weniger. Dazu wählt man aus dem Datenblatt den minimal garantierten Verstärkungsfaktor, und teilt diesen nochmals durch den Übersteuerungsfaktor. Da liegt man auf der sicheren Seite. Das ist von mir oft erprobt, und wird von den üblichen Simulatoren (PSPICE, LTspice) ebenfalls gut bestätigt. Der effektive Verstärkungsfaktor B_min/3, ist für den Schaltbetrieb ein üblicher guter Kompromiß. Daß UCEsat bei dir so hoch ist, da stimmt möglicherweise igendwas mit der Schaltung nicht.
Aaaaalsoooo - lt. DB hat der Transistor bei Ibe=50mA (was ja unser Bereich ist) eine Ubesat (B-E Saturationspannung) von max. 2,6V !!!! Was bedeutet das evtl ? Die Diode B-C könnte leitend werden, und damit zieht die Basis den Collector wieder deutlich hoch. Was lernen wir daraus? Viel hilft nicht immer viel - wie oben schon gesagt .... Ich habe es zwar nicht ausgetestet, aber eine mögliche Ubesat von bis zu 2,6V ist schon recht beachtlich.
Jens G. schrieb: >Aaaaalsoooo - lt. DB hat der Transistor bei Ibe=50mA (was ja >unser Bereich ist) eine Ubesat (B-E Saturationspannung) von >max. 2,6V !!!! Ja, Jens, dazu hatte ich gerade schon mal den Simulator mit dem 2N2222 an, um die UBE aufzunehmen. Bei brutaler Vergewaltigung des Transistors, geht der bei IB=50mA auf ein UBE von 1,3V. Da wird die Strecke UBC wieder leitend. Dann ist es Essig mit UCEsat. >Was bedeutet das evtl ? Die Diode B-C könnte leitend werden, und >damit zieht die Basis den Collector wieder deutlich hoch. Was >lernen wir daraus? Richtig. >Viel hilft nicht immer viel - wie oben schon gesagt .... Wie schon oben geschrieben...
Dein Simulator ist aber noch sehr gnädig mit den 1,3V. Was soll nur werden, wenn ein Exemplar wirklich das erlaubte Doppelte ausnutzt? Der A-Typ ist da mit max 2,0V etwas besser.
So, ich hab nochmal eigene Messungen angestellt, da ich 2N2222 im Hause habe. Jedoch verfüge ich nur über einen RL von 2,2k anstatt 5,6k, aber das spielt angesichts der geringen Kollektorströme (IC=2,3mA bei 5V Betriebsspannung) keine große Rolle. Die Größenordnung stimmt ja in etwa. Bei IB=2,3mA wird eine minimale Uce von 15mV erreicht. Dort ist IB=IC=2,3mA, also B=1, und Ube=730mV. Ube ist also weit von 2,6V entfernt, und befindet sich in gesunden Regionen. Erhöhe ich nun den Basisstrom, beginnt sich Uce ebenfalls zu erhöhen. Wobei wir bei oben genannter Feststellung sind, daß Uce_sat wieder ansteigt, allerdings nicht besonders dramatisch. Nun ja, mit B<1 ist das Gebilde auch kein Verstärker mehr, sondern ein Abschwächer. Da muß man sich mal Gedanken um den Sinn der Schaltung machen. Die Simulation mit PSPICE bestätigt die Messungen recht gut. Sogar der Anstieg von Uce_sat bei zunehmender Übersteuerung wird richtig dargestellt. Auffällig ist jedoch die Bauteilstreuung, der von mir verwendete Transistor ist etwas schlechter als der in der Simulation verwendete, was die Ursache im etwas geringeren B hat. Bei einem Uce_sat von 0,7V, ist irgendwas an der Schaltung falsch. Den Inversbetrieb mit vertauschtem C und E hab ich jedoch (noch) nicht getestet. Es gab hier aber kürzlich Beiträge, wonach Uce_sat bei Inversbetrieb nochmal um den Faktor 10 niedriger wird. An der Vertauschung von C und E wird es bei 5V Betriebsspannung dann wohl auch nicht liegen.
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