Hallo, ich unterrichte Physik an einer Schule und denke darüber nach, im Unterricht FETs zu behandeln. Die Schüler sollen auch einige Schaltungen mit den Transistoren aufbauen. 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. Außerdem sollten sie nicht allzu teuer (max 1€ pro Stück) und nach Möglichkeit selbstsperrend sein. Gibt es Typen, die dafür geeignet sind? Falls ja: Welche? Zur Robustheit bestimmter Typen kann ich im Internet leider kaum brauchbare Informationen finden. Vielen Dank und viele Grüße Michael
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
Ich würde die FETs so in ein Gehäuse bauen, dass man G/D/S nicht berühren kann, statische Aufladung kann da schon einiges kaputtmachen. Ich schätze, das wäre wahrscheinlich eher die Todesursache der Experimentier-FETs :) Gruß Christian
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: > Die Schaltungen sollten mit einer > Batterie (evtl. 4,5V oder 9V) betrieben werden. Dann brauchst du Logic Level FETs, der Wald und Wiesen FET schaltet erst bei etwa 12V UGS komplett durch. Gruß Christian
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.
user schrieb: > Du kannst dir ja mal die Aufgaben aus dem Hardware-Praktikum der > Uni-Stuttgart - Informatik anschauen > > http://www.iti.uni-stuttgart.de/~imhofml/hapra08/ Also das sind sicher sehr interessante und lehrreiche Versuche aber die sind viel zu kompliziert für den Schulunterricht.
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.
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.
>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. Wieso willst den Schülern etwas vorgaukeln? Wir Elektroniker müssen doch auch aufpassen. "MOSFETs" und "Aufpassen" gehört nun mal zusammen, das ist einfach so. Nimmst du das den Schülern, hast du wieder einen dieser vielen sinnlosen, vorfabrizierten Experimente, ohne geistigen Nährwert. Wie willst du den Schülern erklären, daß MOSFETs leistungslos arbeiten und gleichzeitig gegen ESD unempfindlich sind? Ich würde den BS170 nehmen. Die Schüler sollen sich ruhig erst einmal entladen, dann den BS170 vorsichtig aus dem Moosgummi herausnehmen und ihn schließlich in die Schaltung stecken. Dort können ja dann Schutzelemente sitzen.
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.
>Inwiefern steht denn leistungslose Steuerung im Widerspruch mit >ESD-Unempfindlichkeit? Das Gate eines MOSFETs ist höchst isoliert gegenüber der Drain und der Source. Elektrostatische Aufladungen, die das Gate erreichen, können daher nicht abließen, sondern kummulieren, bis die Gate-Source-Strecke durchschlägt und zerstört ist. Du kannst natürlich einen zusätzlichen Strompfad von der Gate zur Source mit einem Widerstand bilden, aber dann hast du keine leistungslose Steuerung des MOSFETs mehr. MOSFETs mit eingebauten Gate Source Schutzdioden sind eine gewisse Alternative. Die MOSFETs bleiben aber dennoch empfindlicher gegenüber statischen Aufladungen als andere Halbleiter.
Paul Baumann schrieb: > Es ist unmöglich, etwas idiotensicher zu bauen, weil Idioten genial > sind. > ;-) Gut erklärt ! ;-)
Transistoren fliegen Dir oft um die Ohren. Röhren kann man kaum zerstören. ;-) MfG Paul
Röhren? Diese Steinzeittechnik sollte man nicht lehren.
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.
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. Sowas macht wenigstens SPASS ! Und man lernt was dabei!
Meist ja, gibts aber auch aus Stahl oder Keramik :-) Ich sehe aber eher ein Problem in der unwissentlichen/planlosen/zufälligen Zerstörung als der brutalen Zerstörungswut (dagegen ist eh kein Kraut gewachsen). Steinzeittechnik hin oder her - in gewisser Weise ja, andererseits gehts in der Schule in erster Linie um begreifbares Grundlagenwissen. Und da finde ich eine Röhre anschaulicher als ein völlig abstrakter Halbleiterklumpen. Bleibt die Frage: gehts primär um Halbleitertechnik oder um die Grundlage unserer gesamten Informationstechnik - den Verstärker?
Hier eine nette Demo in Punkto isoliertes Gate: Lämpchen in den Drain-Kreis. Gate in die Luft. 9V-Batt kurz an Source und Gate halten (+ an Gate). => Lämpchen leuchtet. 9V-Batt wegnehmen. => Lämpchen leuchtet weiter. Blatt Papier kurz an Source und Gate halten. => Lämpchen verlöscht sofort.
Die Demo vom Rolf ist eigentlich das Einzige, womit man den wesentlichen Unterschied zu bipolaren Transis zeigen kann (prinzipiell leistungslose Steuerung bei quasi-statischem Schalten). Ich habe das bei einem Halbleiterseminar für Industrie-Einkäufer folgendermassen gemacht: Bipolar-Transi und LED zusammengewickelt, Spannung (strombegrenzt...) dran. Dann mit feuchtem Daumen und Zeigefinger Emitter und Kollektor des BC337 überbrückt. Ergebnis: Nix, das bisschen Strom bringt die LED nicht zum sichtbaren leuchten. Dann Finger von + auf die Basis -> Leuchtet, dank Stromverstärkung. Dasselbe mit n-Mosfet: Leuchtet weiter, auch ohne Finger. Dann wieder gegen GND entladen. Die Seminarräume waren immer mit Teppich, da konnte man durch Fussrubbeln sich auch immer etwas passend aufladen. Dann das Gate berühren und die LED hat immer etwas mehr geleuchtet. Andersrum kann man allein durch abwechselnd Gate- und GND anfassen ein geladenes Gate schrittweise entladen. Ich habe bei meinen Demos einen dicken Mosfet von Ixys gehabt (TO247,200V, 50A oder so), aber auch nur, weil ich davon ein paar rumliegen hatte und er besser greifbar als der Fummel-BC337 war. Kaputt ist er trotz Teppichrubbeln nicht gegangen... Zum Spielen sollte ein BSS138 auch reichen, ist auch billiger ;)
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.. .
@ Nachtaktiver (Gast) >Ich würde mich nicht nur auf der Strombegrenzung der Netzteile währen Naja, das passt schon >der Experimente verlassen sondern würde auch einen Serienwiderstand in >der Zuleitung verbauen. Der hat aber bisweilen sehr deutliche Nebeneffekte. >Vielleicht kannst du ja eine AG anbieten. Lieber 3 Leute welche sich >ernsthaft interessieren anstatt 20 Quatschköpfe welche sich nicht dafür >interessieren. Wohl leider wahr.
Rolf Schneider schrieb: > H.joachim Seifert schrieb: >> Nimm Röhren! >> Fast unkaputtbar > > Sind Röhren nicht aus dünnem Glas? Es gibt auch Stahlröhren. :-) Gruss Harald
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 :-)
>An meiner alten Berufsschule gab es ziemlich viele Idioten welche >ziemlich viel kaputt gemacht haben und ständig unfug veranstaltet haben. Das hast du immer. Vollidioten werden schnell kleinlaut, wenn sie vor versammelter Mannschaft ihr Wissen unter Beweis stellen dürfen. Es gibt nichts uncooleres als Unwissen und Dummheit. Nein, Spaß beiseite, das ist auch Sache des Lehrers. Ein Experiment muß natürlich spannend sein und einen interessanten Aha-Effekt haben. Einfältige, realitätsferne und vorfabrizierte Versuche sollten dagegen unbedingt vermieden werden. Damit verscherzt man es sich auch bei den wohlmeinenden Schülern.
Harald Wilhelms schrieb: > Es gibt auch Stahlröhren. :-) Komisch. Bei mir sind die alle aus PVC. ;-) Rolf Schneider schrieb: > Sind Röhren nicht aus dünnem Glas? Da muss ich mich korrigieren. Es gibt Röhren, die sind zumindest auf einer Seite aus 1cm dickem Glas: Bildröhren ! Sicherlich kann man die auch als Verstärker beschalten. (Möglicherweise feiern die dann noch - wenn die russischen 1kW-Sendeboliden out sind - als ultimative HighEnd Audio-Röhren ihr comeback. ;-) ) Kai Klaas schrieb: > Ein Experiment muß > natürlich spannend sein und einen interessanten Aha-Effekt haben. > Einfältige, realitätsferne und vorfabrizierte Versuche sollten dagegen > unbedingt vermieden werden. Ja, damals mussten wir mit dem Moped, Kofferradio unter'm Arm, sehr weit fahren, um die Reichweite des selbstgebauten UKW-Piraten-Senders auszutesten.... :-)
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.
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. ;-)
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?
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.
>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. Klar, wenn die Vollidioten dominieren, sieht das natürlich anders aus...
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. > Die meisten Sachen bekommt man auch mit denen hin und ich halte sie auch > für leichter verständlich. Billiger sind sie obendrein. Wie der Threadstarter schon schrieb: Das stimmt doch einfach nicht! Die Funktionsweise eines FETs ist leichter zu verstehen, als die eine Bipolartransistors, weshalb ich verstehen kann, dass er lieber FETs verwenden möchte.
Wilhelm Ferkes schrieb: > Haben Bipolartransistoren inzwischen oder langfristig ihre > Daseinsberechtigung verloren? Nein. Aber wie schon geschrieben sind FETs leichter zu verstehen. Ausserdem muss man klar sagen, dass in der heutigen Digitalelektronik der MOSFET DAS Arbeitspferd ist. Jungen Menschen einen Fingerzeig auf die Funktionsweise der Dinger zu geben, die im PC die Arbeit verrichten, ist keine schlechte Idee.
Wilhelm Ferkes schrieb: > 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. An meiner Schule (Gmynasium) hatten wir sowas in den 80ern auch. Allerdings war man dort so schlau, BD135 zu verwenden. Der hielt schon ein wenig mehr aus. Und wenn er doch kaput ging, dann haben wir ihn eben ausgelötet und durch einen neuen Ausgetauscht. So blöd waren unsere Lehrer nicht, dass Sie dann bei Leybold und Co. ein neues Gehäuse gekauft hätten... > 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: > ...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. ... Nun ja: Bei uns gab es Spezialisten, die, wenn Sie im Chemieraum, der für Schülerversuche ausgerüstet war, kurz ohne Lehreraufsicht waren, so interessante Fragestellungen bearbeitet haben wie: Wer liefert mehr Druck: Die Wasserwerke oder die Gaswerke? (Man verband einen Gashahn über einen Schlauch mit einem Wasserhahn und drehte beide Hähne auf...)
Helmut S. schrieb: > Röhren? > Diese Steinzeittechnik sollte man nicht lehren. Was an Röhren immerhin gut ist für Schulzwecke ist, dass ihre Funktionsweise am einfachsten von allen aktiven Bauteilen zu verstehen ist. Unter diesem Gesichtspunkt ist z.B. ein Oszilloskop mit Braunscher Röhre in der Schule viel besser aufgehöben als ein DSO, trotzdem man mit letzterem viel mehr machen kann (und ich persönlich für meinen Gebrauch die Verwendung von ersterem auch eher vermeide).
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.
Ich finde es super, dass du mit deinen Schülern mal was spannenderes experimentierst, als Lämpchen aus - Lämpchen an. Mein Physiklehrer scheint die E-Technik nicht gerade zu mögen, wir sind nie über das Experimentieren mit Widerständen und Glühlampen hinausgekommen, der Bipolartransistor wurde nur kurz erläutert, FETs wurden ganz weggelassen, obwohl sie im Lehrbuch standen. Aber selbst da hatten die Meisten einen Kurzschluss reingebastelt (am Gymnasium, nicht nur an der Berufsschule gibt's Vollidioten). Ich würd also in ein paar gute Netzteile investieren :-).
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!
Paul Baumann schrieb: > 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 Wenn du versuchst, etwas Idiotensicher zu bauen, beweisst dir die Natur, dass sie bessere Idioten bauen kann.
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.
>Macht es überhaupt sinn, der 10. Klasse sowas beizubringen?
Ich und meine Mitschüler haben regelrecht danach gegiert, endlich mal
etwas Praktisches tun zu dürfen in einem von Theorie dominiertem
Schulsystem.
Wir haben auch den NPN-Transistor im Experiment kennengelernt. Unser
Lehrer hat uns dauernd ermahnt vorsichtig zu sein und immer wieder
gesagt, daß er sofort abbricht, wenn wir nicht genau das tun, was er
sagt. Ganz pikant: Das Praktikum war freiwillig am Nachmittag, weil der
normale Unterricht keine Zeit für das Schülerpraktikum hatte. Trotzdem
sind fast alle gekommen.
Das Experimentieren war komplizierter als es auf den ersten Blick aussah
und langsam haben wir ein Gefühl dafür bekommen, wie schwierig es ist,
überhaupt ein gelungenes Experiment vorzuführen. Davon hat ganz
besonders unser Lehrer profitiert, dem nämlich grundsätzlich jedes
zweite Experiment schiefgegangen ist. Sein Lieblingsspruch, wenn ein
Meßgerät mal wieder nicht angezeigt hatte, was er wollte: "Die
Elektronik macht sowieso was sie will".
Ich Nachhinein war das eine spannende Zeit, in der auch viel
kaputtgegangen ist, meist unabsichtlich. Was aber wirklich gefehlt hat,
war ein gutes Skript, das einem genau erklärt hat, was man gerade macht
und wie ein Transistor funktioniert. Vor lauter Kabeln und Gedöns
verliert man nämlich irgendwann völlig den Überblick...
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.
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