Guten Tag! IC = 11mA RE = 330Ohm UB = 12VDC IQ = 3 - 4 x IB Der Arbeitspunkt eines Transistors soll lt. den oben angegebenen Werten eingestellt werden(Verwendungszweck: Wechselspannungsverstärkung). Wie gehe ich am besten dabei vor? Welche Werte müssen R1, R2 und RC dafür haben? Meine ersten Versuche mit PSpice.
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Da Mo schrieb: > Wie gehe ich am besten dabei vor? Datenblatt und rechnen > > Meine ersten Versuche mit PSpice. PSpice nimmst du dann her um deine Rechnung zu kontrollieren. Wenn du dir erwartest damit den Punkt zu finden, an dem dein Arbeitspunkt möglichst mittig im linearen Teil der Kennlinie liegt, dann hast du mit Zitronen gehandelt. Mit Google in 10 Sekunden gefunden http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/transistor_arbeitspunkt.htm
>IC = 11mA >RE = 330Ohm >UB = 12VDC >IQ = 3 - 4 x IB 1) Du nimmst das Datenblatt und suchst die Stromverstärkung B raus. 2) damit berechnest du IB=IC/B 3) jetzt liest du im Datenblatt UBE(IB) ab. 4) Damit kannst du die Spannung Ubasis (Ubasis->Masse) berechnen: Diese setzt sich aus UBE + URE = UBE + RE*(IC+IB) zusammen. 5) über dem Transistor sollen etwa UB/2 liegen. Somit kannst du ausrechnen, wieviel für den RC übrig bleibt. Zusammen mit IC kannst du RC ausrechnen. 6) mit Ubasis und IQ kannst du R2 ausrechnen 7) mit dem Rest zwischen Ubasis und UB sowie IQ+IB ermittelst du R1 fertig.
Da Mo schrieb: > Verwendungszweck: Wechselspannungsverstärkung Das beduetet, du willst eine Emitterschaltung bauen? Normalerweise legt man die Schaltung dabei so aus, dass am Collektor des Transistors etwa Ub/2 liegt, damit du gleichmässig aussteuern kannst. Anhand des dann dort gewählten Widerstands kannst du dir den Strom berechnen, der durch den Transistor fließen muss. Die Collektor-Emitter-Spannung aus dem Datenblatt holen, von der Ub/2 abziehen und du kannst dir den Emitterwiderstand berechnen. Anhand der Stromverstärkung B ist dann der Basisspannungsteiler bestimmbar. Insofern das eine praktische Anwendung findet - und nicht nur ne Hausaufgabe ist - die Entkoppelungskondensatoren nicht vergessen... Und die Kühlung für den Transistor das ja quasi Klasse A. Wirkungsgrad < 7 %.
unter folgenden Annahmen (DB): B = 66 UBE(IB) = 0,72V IQ = 4 IB UCE = UB/2 komme ich auf folgende Werte: R1 = 9114 Ohm R2 = 6607,5 Ohm RC = 210,5 Ohm
>und du kannst dir den Emitterwiderstand berechnen..
und wenn der gegeben ist?
Matthias Lipinsky schrieb: > und wenn der gegeben ist? Dann musst du von unten nach oben rechnen. Du weißt ja, welche Spannung du am Collektor haben willst. Entsprechend kannst du dir ausrechnen, welcher Strom (immer noch die UB/2 - UCE des Transistors) durch den Widerstand fließt. Daraus kannste dann RC bestimmen. (UB/2 / den strom den du da herausbekommst)
Matthias Lipinsky schrieb: > 3) jetzt liest du im Datenblatt UBE(IB) ab. Im Datenblatt für den Transistor, kann ich keine Kennlinie für UBE(IB) finden!? http://www.datasheet.co.kr/datasheet-html/Q/2/N/Q2N2222_ETC.pdf.html
Dann wirde ich mit Figure11 einen ungefährenen Wert für IC=11mA ablesen. UBE = ~0,68V
Bei der PSpicesimulation(Kontrolle) bekomme ich keinen IC = 11mA!?
Der Transisor Q2N2222 hat bei IC = 10mADC eine Gleichstromverstärkung von min. = 75. Was ist die max. Verstärkung?
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Hallo Da Mo Der Emitterwiderstand RE ist in der vorhandenen Dimensionierung in Bezug zum Kollektorwiderstand RE viiiieel zu groß! Wenn man diesen RE verwendet soll an ihm maximal 5% von Uce, also ca. 0,6V - eher weniger- abfallen. RE dient zur Gleichspannungs-Gegenkoppelung, also zur thermischen Stabilisierung von Ic. Unbedingt erforderlich ist ein Elko z.B. 100µF parallel zu RE da ansonsten die Wechselspannungsverstärkung stark verringert ist. Berechnung der Widerstände - ich würde das so machen: Verstärkung laut Datenblatt 2N2222 hfe IC = 0.1 mA VCE = 10 V 35 IC = 1 mA VCE = 10 V 50 IC= 10 mA VCE= 10 V 75 IC = 150 mA VCE = 10 V 100 IC= 500 mA VCE= 10 V 30 IC = 150 mA VCE = 1 V 50 Also nehme ich mal diese Daten: Ubat = 12V, IC 10mA und Verstärkung 75, Uce sat <0,1V Am Kollektor soll Ubat/2, also 6V anliegen RC = 6V/0,01A = 600 Ohm, nächstgrößeren Normwert 680 Ohm also ist Ic 6:680 Ohm =8,9mA bei hfe 75 muss der Basisstrom = 0,0089A/75 = 0,000133A = 133µA betragen. für RE (wenn er denn sein muss) rechnen wir: 0,6V/(0,0089A+0,000133)= 66 Ohm nächstniedriger Normwert 56 Ohm für den Basisspannungsteiler nehmen wir als Strom durch R1-R2 ca. den 10fachen Basisstrom als0 1,33mA Berechnen wir zuerst UB-GND Ub= Ube+URE = 0,65V+0,6V =1,05V durch R2 fließt dieser Strom 10 x Ib - Ib also 0,00133A-0,000133A = 0,001197A R2 = 1,05V/0,001197AA =741 Ohm nächstgrößeren Normwert 820 Ohm für R1 gilt: (12V-1,05V) / 0,00133A = 8233 Ohm nächster Normwert 82kOhm Damit die zu verstärkende Wechselspannung an die Basis gelangt wird diese über einen Elko z.B. 10-100µF am Verbindungspunkt R1-R2 eingespeist. Uc wird wohl in der Praxis nicht bei Ubat/2 liegen, aber doch irgendwi zwischen diesem Wert und Ubat. Der Verstärkungsfaktor ist nie ein exakter Wert sondern liegt immer irgendwo zwischen min und max im Datenblatt. Evtl. muss RC geringfügig vergrößert bzw. RE verkleinert werden. Am einfachsten ist es ein Trimmpoti zwischen R2 und den Verbindungspunkt R1-Basis zu schalten um über die Spannung Ub den Basisstrom und damit Uc auf (Ubat - URE)/2 einzustellen. Dann kann man den größtmöglichen Aussteuerungsbereich am Kollektor ausnutzen. Ich habe das mal kurz in LTspice zusammengebaut. Bau das Ganze mal in PSpice nach, spiele mit den Widerstandswerten und dem Wert von CRE! mfG Ottmar
Vielen Dank für die ausführliche Antwort. Wo liegt die max. Gleichstromverstärkung bei einem IB = 10mADC(es ist nur die min. Verstärkung angegeben)?
Da Mo schrieb: > Wo liegt die max. Gleichstromverstärkung bei einem IB = 10mADC(es ist > nur die min. Verstärkung angegeben)? Die Hersteller machen dazu in den Datenblättern keine exakte Angaben. In der Regel geben Sie an: Mindest- typischer- maximaler Wert der Verstärkung. Für den 2N2222 bei Uc=10V und IC1=10mA eben: min. 75, typ. nix, max. 300. Es ist Sache des Entwicklers, die Schaltung so auszulegen, dass sich der gewünschte Verstärkungsfaktor/Arbeitspunkt - immer ausgehend vom schlechtesten Fall !- für die vorgesehene Anwendung einstellt. Dazu dienen Änderungen z.B. beim Emitterwiderstand /-kondensator, evtl. das Einfügen einer negative Mitkoppelung (auch Gegenkoppelung genannt) u.a. Das kann man alles zwar gut planen - aber nicht bis ins letzte Detail berechnen. Man muss da eben die Schaltung wie berechnet als Prototyp aufbauen, dann aber mit entsprechenden Änderungen an den passiven Bauteilwerten die Schaltung fertig entwickeln. mfG Ottmar
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