Hallo,
bin auf diese Seite gestoßen:
http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/transistor_arbeitspunktstab.htm
Wenn der Heißleiter wärmer wird sinkt der Widerstand, dadurch wird aber
auch der Strom Iq kleiner der sich aus Iq=U/R1+R2 berechnet richtig?
Kann es dadurch nicht vorkommen das die Spannung an R2 unter 0,6V fällt
und der Transistor ganz sperrt, wenn auch nur für kurze Zeit bis der
Heissleiter wieder abgekühlt ist?
Wozu sind die Kondensatoren in den 3 Schaltbildern der
Stabilisierungsarten die mit Eingang/Ausgang gekennzeichnet sind gut?
Der Transistor wird wie der NTC auch warm, wodurch sich auch seine
Basis-Emitterspannung verändert (bei -20°C z.B. 0,8V bei 75°C z.B.
0,6V). Um dies zu kompensieren wird der NTC als Spannungsteiler
eingesetzt. Der NTC muss natürlich zusammen mit dem anderen Widerstand
so gewählt werden, dass die Kurve annähernd gleich der Verschiebung des
Transistors ist.
Die Kondensatoren C1 und C2 dienen zum Einkoppeln bzw. Auskoppeln der
Wechselsspannung. Würde Gleichspannung z.B. von einer vorherigen Stufe
mitgebracht werden, so würde dies ja den Arbeitspunkt verschieben.
Der untere C am Emitter dient als "Kurzschluss" für die Wechselspannung.
Sonst hätte die Wechselspannung Einfluss auf den Arbeitspunkt vom
Transistor, welcher jetzt über Re eingestellt wird.
julius_ schrieb:> http://www.hobby-bastelecke.de/halbleiter/transistor_arbeitspunktstab.htm>> Wenn der Heißleiter wärmer wird sinkt der Widerstand, dadurch wird aber> auch der Strom Iq kleiner der sich aus Iq=U/R1+R2 berechnet richtig?
Wenn der Widerstand sinkt, wird der Strom bei konstanter Spannung wohl
eher nicht kleiner werden.
> Kann es dadurch nicht vorkommen das die Spannung an R2 unter 0,6V fällt> und der Transistor ganz sperrt, wenn auch nur für kurze Zeit bis der> Heissleiter wieder abgekühlt ist?
Der Knackpunkt einer solchen Schaltung ist es, die
Temperaturabhängigkeit des Transistors auszugleichen. Der NTC muß also
zum Transistor passen. Also zu genau dem verbauten Transistor-Exemplar.
In der Praxis funktioniert das mehr schlecht als recht und für die
Serienproduktion noch schlechter, weswegen seit ca. 30 Jahren niemand
mehr sowas baut.
XL
Axel Schwenke schrieb:> In der Praxis funktioniert das mehr schlecht als recht und für die> Serienproduktion noch schlechter, weswegen seit ca. 30 Jahren niemand> mehr sowas baut.
Ja. Spätestens in den 1970er Jahren des letzten Mileniums, beim
Massenbegräbnis von Germanium-Geruscht mit seinen etwas weicheren
Kennlinen, waren auch die verrücktesten Entwicklungskünstler davon
geheilt, Arbeitspunkten mit derartigem Ther.MIST.or-Schlunz
hinterherzuhecheln.
früher.war.nix.besser schrieb:> Ja. Spätestens in den 1970er Jahren des letzten Mileniums
Das wird natürlich auch heute so gemacht. Als Heißleiter wird aber sehr
häufig ein Transistor benutzt, der evtl. noch weitere Aufgaben in der
Schaltung erfüllt. Das fällt dann nicht sofort ins Auge, wenn so eine
Kompensation durchgeführt wird.
oldeurope schrieb:> Das wird natürlich auch heute so gemacht. Als Heißleiter wird aber sehr> häufig ein Transistor benutzt
Ach ja. Und was hat "Transistor kompensiert anderen Transistor" mit
"Thermistor kompensiert Transistor" zu tun? Ach, nichts?
Nuhr
XL
Genau aus diesen Grund findet man auch eine weitere Form der
Emitterschaltung welche du weiter unten auf der Seite sehen kannst.
Durch den eingefügten Emitterwiderstand wird eine Temperaturkompensation
erreicht.
Eigentlich hatte Christian (erster Post) das ganze ziemlich gut erklärt
und zusammengefasst.
Eine weitere Erklärung zu den Kondensator parallel zum
Emitterwiderstand:
Durch die Einfügung des Emitterwiderstandes wird zwar der Arbeitspunkt
durch die Stromgegenkopplung Temperaturkompensiert aber gleichzeitig
verringert man die Spannungsverstärkung. Durch den Kondensator parallel
zu den Widerstandes erreicht man das Gleichspannungsmäßig dieser
Arbeitspunkt eingehalten wird währen im Kleinsignalbereich
(Wechselspannungsanteile) genauso groß verstärkt werden wie bei einer
Emitterschaltung ohne Stromgegenkopplung.
Gleichzeitig kann man damit den Freqeunzgang der Emitterschaltung
korrigieren und z.B eine Freqeunzabhängige Spannungsverstärkung
einstellen.
> Durch die Einfügung des Emitterwiderstandes wird zwar der Arbeitspunkt> durch die Stromgegenkopplung Temperaturkompensiert
Nein, das ist keine Kompensation, sondern nur eine Verringerung der
Temperaturdrift. Selbst bei maximal möglicher Stromgegenkopplung
(Emitterfolger) bleibt immer eine gewisse Temperaturdrift bestehen.
Axel Schwenke schrieb:> Ach ja. Und was hat "Transistor kompensiert anderen Transistor" mit> "Thermistor kompensiert Transistor" zu tun? Ach, nichts?
Eben doch! Und er wird an der gleichen Stelle eingesetzt.
Nur wird der Thermistor schwieriger zu dimensionieren sein und ein
Transi kann thermisch besser an den zu kompensierten Transistor montiert
werden.
Im dritten Bild der genannten Quelle wird das gegenläufige thermische
Verhalten von Basis zu Kollektor ausgenutzt.
ArnoR schrieb:> Nein, das ist keine Kompensation, sondern nur eine Verringerung der> Temperaturdrift. Selbst bei maximal möglicher Stromgegenkopplung> (Emitterfolger) bleibt immer eine gewisse Temperaturdrift bestehen.
Wenn das sorgfältig gemacht wird, kann man eine weitgehende Kompensation
erreichen. Heute mit Si ist das unwichtig. Damals mit Ge war das ein
Thema und wir haben das berechnet.
Das Kofferradio am Strand wäre da nicht mehr gegangen.
@Arnor:
Da hast du natürlich Recht. (Und um ehrlich zu sein hatte ich eigentlich
gar nicht daran gedacht!) Sollte aber bei passender Dimensionierung die
restliche Temperaturabhängigkeit verschwindend gering sein?**
Oder anders formuliert:
Die Temperaturabhängigkeit sorgt für einen Drift des Arbeitspunktes.
Solange die Schaltung sich im Kleinsignalbereich befindet und die
Eigenschaften der Schaltung (Kleinsignalverstärkung und alle anderen
Verknüpften Parameter) nocht nicht vom Arbeitspunkt selbst abhängen
sollte der Effekt doch vernachlässigbar sein oder?
Gleichzeitig ist die Schaltung auch noch Wechselspannungsgekoppelt
wodurch man kleine Veränderungen im ("absoluten")Arbeitspunkt in der
darauf folgenden Stufe sowieso nicht "sieht".**
**Das ist natürlich abhängig von Ziel Applikation. Wahrscheinlich gibt
es spezielle Messtechnische Anwendungen wo der Restwert des
Temperaturkoeffizienten auch noch zu groß ist.
Eine Kompensation (gegenseitiges Aufheben) setzt voraus, dass es ein
Element mit gegenläufigem Verhalten gibt. Dann kann an einer Stelle oder
in einem Bereich eine Kompensation erreicht werden. Mit einem
Emitterwiderstand ist das nicht gegeben.
Mein letzter Post (13:38) war an Michael gerichtet.
> Solange die Schaltung sich im Kleinsignalbereich befindet und die> Eigenschaften der Schaltung (Kleinsignalverstärkung und alle anderen> Verknüpften Parameter) nocht nicht vom Arbeitspunkt selbst abhängen> sollte der Effekt doch vernachlässigbar sein oder?
Ja, es hängt zwar immer alles vom AP ab, aber solange das toleriert
werden kann. Das haben wir auch gerade hier diskutiert:
Beitrag "Kleinsignalverstärker dimensionieren"
Michael_ schrieb:> Axel Schwenke schrieb:>> Ach ja. Und was hat "Transistor kompensiert anderen Transistor" mit>> "Thermistor kompensiert Transistor" zu tun? Ach, nichts?>> Eben doch!
Lies es doch einfach nochmal. Ich schrieb "niemand kompensiert
Transistoren noch mit NTCs". Und als Gegenargument kam "aber man
kompensiert Transistoren mit anderen Transistoren".
Na und?
Wenn ich sage "draußen regnet es nicht", ist "es ist aber windig" ja
auch irgendwie am Thema vorbei.
> Und er wird an der gleichen Stelle eingesetzt.
Dann sei doch bitte mal so gut und zeig mir die Schaltung, wo ein
Transistor als Zweipol analog zum NTC für die Temperaturkompensation
verwendet wird.
Und natürlich ist ein Transistor kein NTC. Das scheitert schon daran,
daß ein NTC keinen PN-Übergang enthält, andererseits der Transistor bei
beliebiger Kontaktierung aber immer mindestens einen solchen aufweist.
> Nur wird der Thermistor schwieriger zu dimensionieren sein und ein> Transi kann thermisch besser an den zu kompensierten Transistor montiert> werden.
Sag bloß! Transistoren (zumal auf dem selben Substrat im gleichen Prozeß
hergestellte) haben also viel besser gematchte thermische Eigenschaften?
Jetzt muß du nur noch herausfinden, warum dieser Fakt sich nicht als
Gegenargument für "niemand kompensiert heute noch Transistoren mit NTC"
eignet!
> Im dritten Bild der genannten Quelle wird das gegenläufige thermische> Verhalten von Basis zu Kollektor ausgenutzt.
Das hast du also auch nicht verstanden ...
XL
oldeurope schrieb:> Axel, wofür stehen wohl die Buchstaben NTC?
No Transistor, Certainly
Wenn du Korinthen k*cken willst, dann bitte in dein Frühstücksmüsli!
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Weil ArnoR schon angesprochen hat, daß es einen Unterschied gibt
zwischen einer Kompensation und einer reinen Stabilisierungsmaßnahme -
hier mal ein Beispiel für eine echte Kompensation:
Das wäre der U_be Multiplier in einer AB-Endstufe, der die
Basis-Emitter-Vorspannung für die Endstufen-Transistoren erzeugt und
damit den Ruhestrom vorgibt. Der violett unterlegte Teil hier:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/144269/Endstufe2.png
Die Kompensation kommt hier dadurch zustande, daß U_be bei Silizium-
Transistoren einen Temperaturkoeffizient von ca. -2mV/K hat und auch
viel weniger exemplarabhängig ist als z.B. die Stromverstärkung.
Die Widerstandsbeschaltung rund um den gefärbten Transistor sorgt dafür,
daß die Kollektor-Emitter-Spannung ein (mit dem Poti einstellbares)
Vielfaches der U_be ist. Daher der Name: U_be Vervielfacher.
Wenn man die 5 Transistoren im Stromverstärker auf einen gemeinsamen
Kühlkörper packt so daß sie ca. die gleiche Temperatur haben, dann fällt
diese Vorspannung bei steigender Temperatur im gleichen Maße wie die
U_be der 4 Transistoren in der Endstufe. Mit dem Ergebnis, daß der
Ruhestrom thermisch stabilisiert wird. Die Kompensation ist nicht
perfekt, weil man den Faktor knapp >4 einstellen muß (u.A. wegen der
Emitterwiderstände, die aber als zusätzliche Stabilisierung wirken).
XL
Axel Schwenke schrieb:> Dann sei doch bitte mal so gut und zeig mir die Schaltung, wo ein> Transistor als Zweipol analog zum NTC für die Temperaturkompensation> verwendet wird.
Bei der Ruhestromeinstellung von Gegentaktendstufen.
Axel Schwenke schrieb:>> Nur wird der Thermistor schwieriger zu dimensionieren sein und ein>> Transi kann thermisch besser an den zu kompensierten Transistor montiert>> werden.>> Sag bloß! Transistoren (zumal auf dem selben Substrat im gleichen Prozeß> hergestellte) haben also viel besser gematchte thermische Eigenschaften?
Weil Thermistoren eine typische Kurvenform/Steilheit haben, die jeweils
vom Widerstandswert abhängt. Man kann also nicht einen 10K durch einen
100K ersetzen.
Und es ist auch eine Kostenfrage.
Axel Schwenke schrieb:> Die Kompensation kommt hier dadurch zustande, daß U_be bei Silizium-> Transistoren einen Temperaturkoeffizient von ca. -2mV/K hat und auch> viel weniger exemplarabhängig ist als z.B. die Stromverstärkung.
Der Temperaturkoeffizient der Basis ist nicht gleich. Mit einem
Emitterwiderstand wie im Bild 3 wird die Basis in einen Bereich
gebracht, wo die gewünschte Kompensation eintritt. Exemplarstreuungen
werden dadurch auch vermindert, was in einer Serienfertigung notwendig
ist.
