Schülerversuche mit Feldeffekttransistoren

michael schrieb:
> michael

Hallo Michael K

michael schrieb:
> ransistoren mit den
> Fingern anfassen und die Transistoren einige Schülergenerationen
> überleben sollten.

Fets mit integrierter Schutzdiode.

michael schrieb:
> (max 1€ pro
> Stück)

Geht sich aus.
Kommt auf den Anwendungszweck an, Denkbar wäre:
Glühbirne, Motor schalten

mikrocontroller p_73 schrieb:
> Kommt auf den Anwendungszweck an, Denkbar wäre:
> Glühbirne, Motor schalten

Anwendungen könnten z. B. sein:

- Kennlinien des Transistors ausmessen
- einfache Digitalschaltungen (not, nor, and, ...)
- Feuchtigkeitsmesser
- evtl. einfacher Audioverstärker

Das sind im Moment alles noch recht unsortierte Ideen. Es werden jedoch 
keine großen Leistungen benötigt. Die Schaltungen sollten mit einer 
Batterie (evtl. 4,5V oder 9V) betrieben werden.

Viele Grüße
Michael

michael schrieb:

> Dabei ist es wichtig, dass die
> Transistoren robust sind, da die Schüler die Transistoren mit den
> Fingern anfassen und die Transistoren einige Schülergenerationen
> überleben sollten.

Dicke fette Leistungstypen, die ordentlich Gate-Kapazität haben, sollte 
man durch Anfassen nicht so schnell zerstören können wie bspw. einen 
BF245. Aber ich müßte nachschlagen und suchen.

Vielleicht kann man mit den Schülern im Vorfeld auch mal das ESD-Problem 
erörtern. Meine FET aller Größen stecken hier in Leitschaumgummi. Daran 
kann ich sie auf jeden Fall anfassen.

Ich würde da zum Kauf eine Zehner-, Hunderter- oder Tausender-Menge 
anvisieren, schon wegen eines günstigen Staffelpreises. Manche 
Distributoren haben Staffelpreise bei Mengenabnahme, aber nicht alle. Es 
werden da ganz bestimmt mal Transistoren gekillt bzw. gegrillt.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ich würde da zum Kauf eine Zehner-, Hunderter- oder Tausender-Menge
> anvisieren, schon wegen eines günstigen Staffelpreises. Manche
> Distributoren haben Staffelpreise bei Mengenabnahme, aber nicht alle. Es
> werden da ganz bestimmt mal Transistoren gekillt bzw. gegrillt

Zumal Schulen sowieso recht gute Preise bekommen und Geld sowieso 
reichlich vorhanden ist, insb. bei techn. Schulen

Lieber 10 mal so viele Billig-FETs kaufen als teuere mit integriertem 
Schutz-Zeug. Kaputt gehen tun die (vorallem bei Schülerversuchen) ja 
sowieso.
Was ist das für eine Schule? An einer normalen Schule 
(Realschule/Gymnasium) wird das eh nicht so besonders ankommen glaube 
ich. Die Schüler haben eh allesamt eine "besser als Unterricht ist 
alles" Moral, aber lernen tut man dabei vermutlich nicht viel, dafür 
müsste man ja richtig die Grundlagen durchkauen (Halbleiterchemie...)
Und das Zeug, das auch bei wenig Grundlagenwissen interessant wäre 
(Digitalschaltungen) sind entweder unspektakulär (uuuh Inverter, der 
Hammer!) oder einfach zu groß für Schülerversuche (Lauflicht mit 
Flipflops, das braucht EINIGE Transistoren, und wehe einer ist falschrum 
drinn...)

michael schrieb:
> Anwendungen könnten z. B. sein:
>
> - Kennlinien des Transistors ausmessen
> - einfache Digitalschaltungen (not, nor, and, ...)
> - Feuchtigkeitsmesser
> - evtl. einfacher Audioverstärker

Das geht auch alles mit bipolaren Transistoren.

Du kannst dir ja mal die Aufgaben aus dem Hardware-Praktikum der 
Uni-Stuttgart - Informatik anschauen

http://www.iti.uni-stuttgart.de/~imhofml/hapra08/

HH schrieb:
> Das geht auch alles mit bipolaren Transistoren.

Klar, natürlich. Ich denke jedoch, dass die Funktionsweise eines FETs 
leichter zu verstehen ist als die Funktionsweise eines bipolar 
Transistors. Außerdem dürften einige Schaltungen mit FETS leichter zu 
verstehen sein als entsprechende Schaltungen mit bipolaren Transistoren.
z. B. so was:
http://www.fsr.campus.bb.schule-bw.de/public/faecher/nut/bwe/16_sensoren.htm
Die beiden Widerstände auf der linken Seite bilden einen 
Spannungsteiler, der nicht belastet wird, da der FET leistungslos 
steuert. Mit einem belasteten Spannungsteiler ist das schon eine ganze 
Ecke komplizierter.

Na ja, JFETs sind ja eigentlich nur Dioden, die sollten Robust sein 
gegen ESD. Aber mit der Strombelastbarkeit siehts da schon knapper aus.

Helmut S. schrieb:
> Also das sind sicher sehr interessante und lehrreiche Versuche aber die
> sind viel zu kompliziert für den Schulunterrcht.

Im Moment geht es mir auch nur darum, möglichst unempfindliche Typen zu 
finden. Ich möchte nämlich nicht eine ganze Unterrichtsreihe um einen 
Typen herum planen und hinterher feststellen, dass die Dinger 
reihenweise kaputt gehen.

mikrocontroller p_73 schrieb:

> Zumal Schulen sowieso recht gute Preise bekommen und Geld sowieso
> reichlich vorhanden ist, insb. bei techn. Schulen

Ich verheizte in meiner Ausbildung bei der Post schon mal einen BC107. 
Die steckten hinter einer großen Plastikkappe von 5cm Durchmesser, wo 
vorne ein Transistorsymbol aufgemalt war, und das Gebilde 3 
Bananenstecker für ein großes Steckbrett hatte. Wir hatten da 1977 
riesige Steckbretter mit 5cm Rastermaß.

Durch diese blöde riesige Plastikkappe mit dem Transistorsymbol vorne 
drauf bekam man auch kein Gefühl für die Leistungsfähigkeit des 
Winzlings, der da drin steckt. Man sah den gar nicht.

Na ja, es war dann jedenfalls so, daß irgendwann der ganze Bestand von 
z.B. 100 Stück verheizt war, aber von der vorherigen Ausbildungsgruppe. 
Wir standen dann blöde da.

Ein Ausbildungsleiter sagte mal: Jungs, wißt ihr, was ihr so verheizt? 
60DM Ersatz für einen Transistor. Es kümmerte aber keinen wirklich. Wir 
hätten die als Azubis gerne auch im Elektronikladen der Stadt gekauft, 
und selbst erneuert. Nee, das wurde abgewunken. Man bestellte lieber 
z.B. bei Leybold-Heraeus neue Ausrüstung.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ein Ausbildungsleiter sagte mal: Jungs, wißt ihr, was ihr so verheizt?
> 60DM Ersatz für einen Transistor. Es kümmerte aber keinen wirklich. Wir
> hätten die als Azubis gerne auch im Elektronikladen der Stadt gekauft,
> und selbst erneuert. Nee, das wurde abgewunken. Man bestellte lieber
> z.B. bei Leybold-Heraeus neue Ausrüstung.

:) Wir kaufen auch bei Leybold, aber nur wenn wir die Sachen woanders 
nicht bekommen. Und diese Stecksysteme mit den riesigen Plastikgehäusen 
gibt es auch heute noch. Und man kann die Transistoren ausbauen und 
durch neue ersetzen. :)



Knut Ballhause schrieb:
> Das Gate ist das Problemkind beim FET. Ansonsten sind die Dinger schon
> ziemlich robust. Wenn es Dir gelingt, vom Gate nach Source einen
> 1MOhm-Widerstand (hält den Transistor geschlossen) und vielleicht noch
> eine 15V-Z-Diode (schützt das Gate vor Überspannung) fest zu verdrahten,
> dann könnte das was werden.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Durch diese blöde riesige Plastikkappe mit dem Transistorsymbol vorne
> drauf bekam man auch kein Gefühl für die Leistungsfähigkeit des
> Winzlings, der da drin steckt. Man sah den gar nicht.

Genau deshalb wäre es mir lieber, wenn die Schüler die Transistoren 
direkt in die Finger nehmen könnten. Da darf auch ruhig mal einer kaputt 
gehen, es dürfen bloß nicht 10 pro Schulstunde sein.
Gibt es Transistoren, bei denen die Schutzmaßnahmen, die Knut 
beschrieben hat, im Package mit drin sind?

Travelrec schrob:
>und vielleicht noch
>eine 15V-Z-Diode (schützt das Gate vor Überspannung) fest zu verdrahten,
>dann könnte das was werden.

Dann drehen die Spitzbuben die UGS-Spannung um und zerfledern die 
Z-Diode.
Ich habe solche Erfahrungen mit "experimentierfreudigen" Leuten gemacht.

Es ist unmöglich, etwas idiotensicher zu bauen, weil Idioten genial 
sind.

;-)

MfG Paul

Kai Klaas schrieb:
> Wieso willst den Schülern etwas vorgaukeln? Wir Elektroniker müssen doch
> auch aufpassen. "MOSFETs" und "Aufpassen" gehört nun mal zusammen, das
> ist einfach so.

Das ist natürlich auch ein Argument.

Kai Klaas schrieb:
> Wie willst du den Schülern erklären, daß MOSFETs leistungslos arbeiten
> und gleichzeitig gegen ESD unempfindlich sind?

Inwiefern steht denn leistungslose Steuerung im Widerspruch mit 
ESD-Unempfindlichkeit?

michael schrieb:

> Genau deshalb wäre es mir lieber, wenn die Schüler die Transistoren
> direkt in die Finger nehmen könnten. Da darf auch ruhig mal einer kaputt
> gehen, es dürfen bloß nicht 10 pro Schulstunde sein.

100 Stück BC547 gibts für 10€ im Schnitt, da muß ein Ausbildungsbetrieb 
auch gar nicht argumentieren.

> Gibt es Transistoren, bei denen die Schutzmaßnahmen, die Knut
> beschrieben hat, im Package mit drin sind?

Was ich kenne, ist bei FET nur die Schutzdiode invers zu Drain-Source. 
Aber nicht das Gate.

Ich würde einfach nur eine reichliche Menge kaufen, da hat man immer 
Ersatz.

Und Typen mit ordentlich Gatekapazität, und Lastströmen weit über 10A.

Ein Elektronikhandel empfahl mir als Jugendlichem mit 14 den 2N3055. Das 
war sehr gut. Ich bekam ihn durch Fehler nicht mehr kaputt.

Transistoren
fliegen Dir oft um die Ohren.
Röhren
kann man kaum zerstören.
;-)
MfG Paul

Um die Experimentierfreude der "Idioten" zu beschränken, würde es sich 
eventuell lohnen, die kurzschlussfesten! Netzgeräte im Strom zu 
begrenzen, also z.B. 0-20V und 0-100mA. Damit killt man weniger schnell 
Transen und kann keinen Unfug machen. Und keinen Trafo auf das 
Experimentierboard.

Weiss noch damals im Physikpraktikum als wir gegenseitig unsere 
Bleistifte als Lichtbogenlampen misssbraucht haben und Elektroschocker 
aus dem NE555, einem MOSFET und dem auf dem Board befindlichen 
Printtrafo gebastelt haben.

Meine Lehrer wussten damals auch nix.

Ich würde mich nicht nur auf der Strombegrenzung der Netzteile währen 
der Experimente verlassen sondern würde auch einen Serienwiderstand in 
der Zuleitung verbauen.

An meiner alten Berufsschule gab es ziemlich viele Idioten welche 
ziemlich viel kaputt gemacht haben und ständig unfug veranstaltet haben. 
Letztenendes ist nur ein billiger Einkaufspreis ein guter Rückhalt für 
diese Versuche da ich dir garantieren werde das jedesmal etwas 
kaputtgehen wird.


Desweiteren würde ich dir raten nicht zu viel Arbeit in diese Versuche 
zu stecken. Bei mir an der Berufsschule hatte man sich auf 
Elektrotechnik spezialisiert und trotzdem hatten mindestens 75% keine 
Lust auf die Versuche im Elektroniklabor und somit ist der Lerneffekt 
über alle Schüler verrechnet sehr gering.

Vielleicht kannst du ja eine AG anbieten. Lieber 3 Leute welche sich 
ernsthaft interessieren anstatt 20 Quatschköpfe welche sich nicht dafür 
interessieren.


Wenn du die Versuche auf das minimale reduzieren kannst ist es 
vielleicht möglich eine Art "Praktika" anzubieten in welchen die Schüler 
aufgeteilt werden und verschiedene Versuche machen. Am Ende kann jede 
Schülergruppen Ihre Ergebnisse vorstellen. Der Vorteil ist das jeder 
genau das macht worauf er Lust hat und der Lerneffekt und die 
Leistungsbereitschaft größter ist. Der Nachteil ist der erhöhte Aufwand 
und die Tatsache das immer jemand pampig sein wird, weil er der Schüler 
doch so gerne in einer anderen Versuchgruppe wäre.. .

Um mal konkret zu werden. Ein BS170 wäre eine kostengünstige Lösung für 
Kleinsignalanwendungen. Preisbeispiel (100er Preise):
http://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/index/CMSDF15D356B046D53BC1256D550038A9E0?OpenDocument&wg=U7395&refDoc=CMSBD58030F95D5A249C125707B004C0E0F
Für Leistungsanwendungen eignen sich VNP10N07. Einzelstückpreise:
http://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/index/warengruppe?OpenDocument&wg=U8373&refDoc=CMS03CC3336F8987B66C125707B004C6F27

Wenn davon mal einer defekt sein sollte - was soll's!
Interessant wären auch noch JFETs BF245 o.ä., die sich ähnlich wie eine 
Röhre verhalten. Damit hatte ich vor Jahrzehnten gespielt: hochohmiger 
Vorverstärker für Plattenspieler, UKW-Sender gingen auch gut :-)

H.joachim Seifert schrieb:

> Nimm Röhren!
> Fast unkaputtbar und faszinierend.

Na ja.

Wir hatten damals in der Ausbildungsgruppe einen, der schon vor der 
Ausbildung etwas mehr von Elektronik verstand. Dann war er auch noch 
hyperagil und aufdringlich, bekam einfach alles in die Finger, was immer 
er wollte. Wurde am Lehrerpult ein Versuch aufgebaut, dann stand er 
schon vorne: Darf ich das? Bitte bitte bitteeeee!!!

Also, das ist jetzt nichts positives, daß einer Interesse zeigt, und 
besonders engagiert wäre!

Fazit: Kein Versuch konnte bis zum Ende durchgeführt werden, da fehlte 
am Schluß immer irgend ein funktionsfähiges Bauteil, weil alles verheizt 
war. Der legte es richtig auf Zerstörung an.

Bei der Röhre wäre das erste, was er getan hätte, sicherlich gewesen, 
dem Gitter eine positive Spannung zu geben, und die Anodenspannung auf 
Maximum zu drehen. Ich meine das Maximum des Netzgerätes, nicht das der 
Röhre. Dieser Knilch kannte das immer von zu Hause aus schon, was denn 
so passieren wird. Und er sah es gerne blitzen und funken... ;-)



Kai Klaas schrieb:

> Vollidioten werden schnell kleinlaut, wenn sie vor
> versammelter Mannschaft ihr Wissen unter Beweis stellen dürfen.

> Damit verscherzt man es sich auch bei den
> wohlmeinenden Schülern.

Nein, das war bei uns ganz anders. Der Knilch hatte immer die Lacher auf 
seiner Seite. Denn ein Großteil der Azubis war am Unterricht 
desinteressiert, und erfreute sich köstlich an Zwischenfällen.

Wir verwenden in einem Labor ZVN2106a und ZVP2106a. Sind zwar etwas 
teurer, aber läuft ziemlich gut. Es vergehen einige Durchläufe ehe einer 
mal kaputt geht.

Ich würde im Restpostenhandel eine Tüte voll BCxxx holen - keine FETs - 
und mir über den Rest nicht mehr Gedanken machen als nötig. Für die 
ersten Schritte ist es egal ob FET(t) oder Mager.

Um 'ne ordentliche Einweisung kommst Du sowieso nicht herum.

Geht dann was in die Hose - was solls - 2c im Eimer.
Ich schätze mal, dass andere Ursachen den Teilen öfter den Gar aus 
machen werden.

Wenn's denn unbedingt FETs sein müssen: So empfindlich sind die auch 
nicht und bestimmt im Ramschverkauf auch für 'nen Appel und 'nen Ei zu 
haben.

Solltest Du allerdings auf die Idee kommen die Teile über den 
Lehrmittelverteiler zu kaufen, dann viel Spaß mit deinem Direktor.

Um was für eine Art von Schule geht es jetzt überhaupt?
An einer normalen Schule (Realschule, Gymnasium) würde ich MOSFETs 
sowieso für unangebracht halten, es ist doch ein komplexeres Bauteil als 
normale Bipolar-Transistoren.
Die meisten Sachen bekommt man auch mit denen hin und ich halte sie auch 
für leichter verständlich. Billiger sind sie obendrein.

Rolf Schneider schrieb:

> Tom schrieb:
>> An einer normalen Schule (Realschule, Gymnasium) würde ich MOSFETs
>> sowieso für unangebracht halten, es ist doch ein komplexeres Bauteil als
>> normale Bipolar-Transistoren.
>
> Alte Post-Relais sollen auch recht robust sein.
> Und noch einfacher zu verstehen.
> ;-)

Haben Bipolartransistoren inzwischen oder langfristig ihre 
Daseinsberechtigung verloren?

Ich würd den 2N7000 benutzen, der ist extrem günstig (60€ für 1000 
Stück).

Tom schrieb:
> normale Bipolar-Transistoren.
> Die meisten Sachen bekommt man auch mit denen hin und ich halte sie auch
> für leichter verständlich. Billiger sind sie obendrein.

Ich finde den FET als steuerbaren Widerstand verständlicher als einen 
bipol. Transistor.
Dass FETs nicht teuer sein müssen, hatte ich doch oben gezeigt. Bislang 
habe ich viele, viele davon verbaut. Selbst zu Zeiten, als man noch mit 
220V-Eisen lötete, habe ich keinen kaputt bekommen.

Michael S. schrieb:

> Ausserdem muss man klar sagen, dass in der heutigen Digitalelektronik
> der MOSFET DAS Arbeitspferd ist.

Ich hätte in meinem alten Job auch gerne MOSFET verwendet, als ein 
Gerätedesign komplett überarbeitet wurde, aber die wurden mir wegen des 
Preises von der Geschäftsführung verboten. Es ging da bei Gerätekosten 
immer auch um zehntel Cent, und derer Teile sind es in einem Gerät schon 
mal mehrere, da konnte ich nichts dran machen. Unter den Preis eines 
BC547 kommt eben kein FET. Ich kann mich da nicht einfach so gegen die 
Geschäftsführung auflehnen, denn dann fragen die nach einer Alternative, 
die nicht teurer ist. Der Markt war von Konkurrenten heiß umkämpft, 
Preisunterbietung bis zum Erbrechen, da spielt dann der Gerätepreis eine 
sehr große Rolle, und dann kommt es eben auch auf diese Dinge an.

Ein Gerät durfte in der Herstellung bspw. 80€ kosten, und keinesfalls 
80,2€. Es waren aber nicht nur die Transen, es wurde mit jedem Teil bis 
aufs allerletzte geknausert. Sonst kommt man schnell auf doppelte 
Gerätekosten, das ist keine Kunst.

Ein Bipolartransistor kostet eben oft nur ein Zehntel eines 
vergleichbaren FET. Dann macht man sein Design eben mit 
Bipolartransistoren, wenn es damit eben so manierlich wird. Also es wäre 
an der Zeit, daß die MOSFETs preislich den Bipolartransistoren gleich 
ziehen. Bei einem Einzelstück oder im Hobby ist es meistens gerade mal 
völlig egal.

Den etwas kaufmännischen Blick müssen enthusiastische Leute frisch von 
der Hochschule erst mal noch lernen, auch wenn das mal schmerzhaft ist, 
und das Design ein wenig anders werden muß, als erwünscht.

> So blöd waren unsere Lehrer nicht, dass
> Sie dann bei Leybold und Co. ein neues Gehäuse gekauft hätten...

Das hat keinesfalls mit Blödheit zu tun. Es gab im Betrieb einfach 
Regelungen zu Einkäufen, an die man sich gefälligst zu halten hat.

Michael S. schrieb:

> Was an Röhren immerhin gut ist für Schulzwecke ist, dass ihre
> Funktionsweise am einfachsten von allen aktiven Bauteilen zu verstehen
> ist.

Wir hatten schon 1973 eine riesige Röhrendiode im Versuch. Das fand ich 
klasse, war im 7. Schuljahr an einer neu gebauten Hauptschule mit ganz 
neu eingerichtetem Physiklabor. Vorher an der Dorf-Volksschule gab es 
nichts dergleichen.

Kai Klaas schrieb:

> Klar, wenn die Vollidioten dominieren, sieht das natürlich anders aus...

Aber das gibts eben, habe es selbst erlebt. Als Lehrer oder Ausbilder 
hätte ich da heute ein ganz besonderes Auge drauf. Die Berufsschüler 
sind oft ein Haufen Pubertierender zwischen 15 und 18, die oft die 
Hauptschule schon nur gerade eben so bestanden, und in einen 
Ausbildungsbetrieb hinein gepfercht wurden.

Zu meiner Zeit bekamen mehrere Berufsschullehrer einen Herzinfarkt, 
einer einen Hörsturz, und andere verließen mitten im Unterricht wütend 
die Klasse, und kamen in der Stunde nicht wieder. Das ganze Klima störte 
auch mich, weil ich was lernen wollte.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Ein Bipolartransistor kostet eben oft nur ein Zehntel eines
> vergleichbaren FET.

Das stimmt doch garnicht!

m.n. schrieb:

> Wilhelm Ferkes schrieb:
>> Ein Bipolartransistor kostet eben oft nur ein Zehntel eines
>> vergleichbaren FET.
>
> Das stimmt doch garnicht!

OK, vielleicht hat sich in 5 Jahren was in Preisen getan. Nenne doch mal 
ein Beispiel, wo ein Bipolartransistor einem FET preislich gleich kommt.

> Das stimmt doch garnicht!
Genau, endlich ehrliche Worte.
Pfui, wie kann der Wilhelm Ferkel so was behaupten!

Der Entwickler schrieb:

> Wenn du versuchst, etwas Idiotensicher zu bauen, beweisst dir die Natur,
> dass sie bessere Idioten bauen kann.

Oft überleben ja schon die Feinsicherungen in den Multimetern kaum eine 
Schulstunde, weil die Spezialisten am Werke sind.

Tom schrieb:
> Um was für eine Art von Schule geht es jetzt überhaupt?
> An einer normalen Schule (Realschule, Gymnasium) würde ich MOSFETs
> sowieso für unangebracht halten, es ist doch ein komplexeres Bauteil als
> normale Bipolar-Transistoren.

Es geht um ein Gymnasium, Klasse 10. Bei einem npn-Transistor stört 
micht, das ich keine anschauliche Erklärung dafür finden kann, dass eine 
kleine Änderung der Basis-Emitter-Spannung eine große Änderung des 
Kollektorstromes hervorruft. Gibt es eine anschauliche Erklärung?


Beim einem selbstsperrenden n-Kanal Mosfet entfernen sich bei einer 
höheren Spannung zwischen Gate und Source mehr Elektronen aus dem Gate, 
so dass es stärker positiv geladen wird. Deshalb bewegen sich aus dem 
Substrat mehr Elektronen in den Kanal, der deshalb besser leitet. Das 
finde ich anschaulich. Oder ist da was grundlegendes falsch?

Sicherlich werden dabei viele technische Details (die ich nicht im 
Ansatz kenne) vernachlässigt. Es geht jedoch um das Funktionsprinzip.






unbekannter schrieb:
> Weiss noch damals im Physikpraktikum als wir gegenseitig unsere
> Bleistifte als Lichtbogenlampen misssbraucht haben und Elektroschocker
> aus dem NE555, einem MOSFET und dem auf dem Board befindlichen
> Printtrafo gebastelt haben.

Schon lustig, was bei so einem Thread alles rauskommt :) Wie kann man 
Schülern auch nur einen Trafo in die Hand drücken ...


Vielen Dank nochmal für alle Antworten und die konkreten Vorschläge für 
Typen. Da hab ich jetzt was zu tun, bis ich die alle probiert habe :)

Viele Grüße
Michael

Etwas größere MOSFETs (so etwas wie IRLZ44) sind schon relativ robust, 
und auch nicht so teuer. Wegen der großen Steilheit eigenen sie sich 
aber nicht unbedingt um den MOSFET auch zu verstehen. Die Frage nach 
MOSFETs mit ESD Schutz ist auch gar nicht so schlecht, denn so viel 
teurer sich die auch nicht unbedingt.

Bei den kleinen MOSFETs hat man dann ggf. das Problem, das die nicht nur 
durch ESD am Gate, sondern auch durch zu viel Strom/Hitze zerstört 
werden können. Da ist was billiges wie BS170 auch nicht so schlecht, und 
aus Fehlern / defekten Teilen kann man ggf. auch den Umgang mit ESD 
empfindlichen Teilen lernen.  Man bracht dann nur noch ein Gerät um die 
Transistoren einfach und schnell zu testen, denn das Überprüfen ist eher 
das größere Problem als der Preis für die billigen Teile.

Zum lernen Interessant wäre ggf. so etwas wie BSS83 interessant, als 
MOSFET mit separatem Substrat, und eher zufällig sogar mit integriertem 
Schutz. Nur als SMD nicht für das Steckbrett geeignet.

michael schrieb:

> Es geht um ein Gymnasium, Klasse 10. Bei einem npn-Transistor stört
> micht, das ich keine anschauliche Erklärung dafür finden kann, dass eine
> kleine Änderung der Basis-Emitter-Spannung eine große Änderung des
> Kollektorstromes hervorruft. Gibt es eine anschauliche Erklärung?

Du könntest die Änderung nicht an UBE fest machen, das ist nicht 
besonders anschaulich, sondern im Strom IB.

IB ist ein kleiner Wasserschieber, mit dem man die große Wassermenge IC 
steuert.

Wilhelm Ferkes schrieb:
> Du könntest die Änderung nicht an UBE fest machen, das ist nicht
> besonders anschaulich, sondern im Strom IB.
>
> IB ist ein kleiner Schieber, mit dem man die große Wassermenge IC
> steuert.

Das veranschaulicht zwar die Funktionsweise, erklärt sie aber nicht.



Ulrich schrieb:
> Man bracht dann nur noch ein Gerät um die
> Transistoren einfach und schnell zu testen, denn das Überprüfen ist eher
> das größere Problem als der Preis für die billigen Teile.

Danke für den Hinweis, da muss ich auch noch was finden

Die Erklärung für den NPN Transistor ist wirklich nicht so einfach, aber 
je nach Vorwissen auch nicht so kompliziert. Es hängt halt sehr davon 
ab, wie gut die Diode verstanden wurde.

Wenn man verstanden hat, das bei einer Diode Rekombination den Strom 
bestimmt und ggf. noch so etwas wie Quasiferminiveaus kennt, geht das 
eigentlich auch mit der Funktion des Transistors an Hand des Bandmodels:

Man betrachtet erst nur die Basis - Emitter Diode als normale Diode. Bei 
gegebener Spannung bestimmt die Rekombination in der Basis den Strom 
(für einen Transistor wird die Dotierung es so gewählt, das die 
Rekombination im Emitter nicht so wichtig ist). Wenn man dann den 
Kollektor dazu nimmt, bzw. beim NPN Transistor dort eine positive 
Spannung anlegt, können zusätzliche Elektronen zum Kollektor abfließen 
(statt zu rekombinieren), auch deutlich mehr als sonst als Basisstrom 
fließen.  Das einzige was da nicht so gut bei rüber kommt, ist das das 
Verhältnis der Ströme etwa konstant ist. Das was man sich also anschaut 
ist eher der Strom am Emitter bei konstanter Basis-Emitter Spannung, und 
variabler Spannung am Kollektor.

Die Erklärung ist auch recht dicht an den genaueren Modellen, die man 
braucht um die Details der Kennlinien zu modellieren. Auch hier ist der 
Trick die Basis-Emitterspannung als den wesentlichen Parameter zu sehen, 
nicht so sehr den Strom. In dem Sinne ist auch der BJT 
spannungsgesteuert, nur dass bei den Üblichen Spannungen auch noch ein 
Strom fließt, der für die Funktion aber eigentlich nicht benötigt wird.

michael schrieb:

> Das veranschaulicht zwar die Funktionsweise, erklärt sie aber nicht.

Was willst du denn so genau erklären? Die nähere Erklärung bringt erst 
ein E-Technik-Studium. Vorher reichen aber auch einfachere Erklärungen, 
wie bei mir in der Handwerkerausbildung. Die Transistorformel kam dort 
nicht vor.

http://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor

Also eine verständliche Erklärung gibt es z.B. hier:

http://www.designinganalogchips.com/_count/designinganalogchips.pdf

Seite 1-9

BTW, der Autor Hans Camenzind hat übrigens den NE555 erfunden...

Hallo Michael,

michael schrieb:
> Im Moment geht es mir auch nur darum, möglichst unempfindliche Typen zu
> finden. Ich möchte nämlich nicht eine ganze Unterrichtsreihe um einen
> Typen herum planen und hinterher feststellen, dass die Dinger
> reihenweise kaputt gehen.

Ich habe gute Erfahrungen mit dem PSMN027-100PS von NXP gemacht, das ist 
ein robuster N-Kanal MOSFET im TO-220-Gehäuse, der bis zu 37A und 100V 
vertragen kann und bei 5V fast komplett durchschaltet (Rdson = 30mOhm 
bei 5V, siehe Datenblatt).

HTH,
Klaus

Macht es überhaupt sinn, der 10. Klasse sowas beizubringen? Wir hatten 
damals Reihen und paralellschaltung von Widerständen und Lampen. Das 
einziege was kaputt ging waren die Lämpchen. Die wiederstände waren 
dicke fette Leistungsmonster. Die hätte man warscheinlich auch ohne 
probleme mit 10kW belasten können :-D.

Halbleitertechnik war dann erst richtig in der Lehre und anschließend im 
Studium.

Was wir in der Lehre gern gemacht hatten. Wir nahmen die NPN 
Transistoren im Metallgehäuse. Basisbeinchen abgeschnitten. 
Metallgehäuse oben aufgemacht (Silizimchip lag frei)und dann konnte man 
das ding mit Licht steuern, mehr oder weniger.

Also, um noch einmal auf Deine Frage zurückzukommen:
MOSFETs sind - auf Grund ihres Konstruktionsprinzips - empfindlich 
gegenüber ESD. Egal ob Leistungs- oder Kleinsignal-FET.
Wenn Du also den Klassenraum nicht mit ESD-Matten, -Armbändern, 
-Schuhbändern usw. ausrüsten möchtest, musst Du damit rechnen, dass die 
MOSFETs bei den Versuchen auch einmal sterben.

Deshalb such Dir einen Möglichst günstigen aus und kaufe davon dann eine 
ausreichende Menge, damit Du im Zweifelsfall das Ding schnell 
auswechseln kannst und es keine Katastrophe ist.

Nichts ist frustrierender für Diene Schüler, als an einer Schaltung 
herumzumessen, um nach einer halben Stunde dann endlich festzustellen, 
dass der MOSFET kaputt war.