Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage


von Oliver L. (Firma: n/a) (grimeton)


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Hallo,

erst mal Hut ab! Lese hier schon länger mit und habe auch immer gute 
Ratschläge gefunden die mich beim experimentieren weiter gebracht haben. 
Löten kann ich schon länger, aber wirklich intensiv mit der 
Elektrotechnik befasse ich mich erst seit ein paar Wochen und bin dabei 
auf ein Problem gestossen das ich so direkt nicht lösen kann.

Wenn ich einen bipolaren Transistor habe dann wird mittels des Stroms 
zwischen Basis und Emitter der Strom "gesteuert" der zwischen Kollektor 
und Emitter "fließt". Damit ich den "Basisstromkreis" schliessen kann 
muss ich eine Verbindung zum Emitter herstellen.

Soweit habe ich auch damit kein Problem. Wenn 5V anliegen und nur der 
Strom verstärkt wird, dann kann ich einfach die Verbindung herstellen 
und der Stromkreis ist geschlossen.

Was aber mache ich wenn ich nicht nur den Strom verstärke sondern auch 
eine andere Spannung am Kollektor anliegen habe? Errechne ich dann 
einfach einen möglichst hohen Widerstand, welcher den Basisstromkreis 
schliesst ohne irgendwelchen Schaden zu verursachen (Überspannung...)?

Da sich durch die Änderung der Spannung und des maximal möglichen 
Stromes auch der Widerstandswert verschiebt komme ich doch mit einem 
Widerstand nicht wirklich weiter oder?

Vielen Dank!

Oliver

von Nase (Gast)


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Hi, ist zwar schon spät, aber vielleicht solltest Du Dein Thema noch 
einmal überdenken und um einiges klarer darstellen. Ich hab nicht 
wirklich verstanden, was Du eigenlich wissen möchtest.
Grüße Nase

von MaWin (Gast)


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Ein Transistor verstärkt den Strom, schon richtig.
Ein kleiner Strom im Basis nach Emitter Stromkreis steuert einen grossen 
Strom im Kollektor nach Emitter Stromkreis.
Damit hängen beide Stromkreise an einem Punkt zusammen, den Emitter in 
der Emitterschaltung und sind nicht mehr potentialfrei, können aber aus 
unterschiedlichen Batterien oder Spannungsquellen stammen.
Da aber die Stromverstärkung eines Transistors massiv schwankt, 
berechnet man nie welcher Strom im Basisstromkreis nötig ist damit im 
Kollektorstromkreis der gewünschte Strom fliesst, man hätte Schwankungen 
bis zum 6-fachen, sondern baut den Transistor so in eine Schaltung daß 
die genaue Stromverstärkung des Transistors unwichtig ist. Entweder im 
Schaltbetrieb in Sättigung oder im Analogbetrieb mit Gegenkopplung.
Die kann man im einfachen Fall mit einem Widerstand am Emitter 
erreichen, der damit sowohl im Basisstromkreis als auch im 
Kollektorstromkreis liegt.

von Ralph B. (rberres)


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Oliver L. schrieb:
> Was aber mache ich wenn ich nicht nur den Strom verstärke sondern auch
>
> eine andere Spannung am Kollektor anliegen habe?

Ein Transistor in Emitterschaltung ist eine mit Strom steuerbare 
Konstantstromquelle im weitesten Sinne.

Das heist das Ausgang ist eigentlich hochohmig.

Die Spannung am Kollektorwiderstand errechnet sich ganz grob

Basisstrom  Stromverstärkung des Transistors  Kollektorwiderstand, 
welchen streng genommen aber der Innenwiderstand des Transistors und der 
Lastwiderstand des Verbrauchers parallel liegt.

Die Betriebsspannung muss natürlich hoch genug sein, das auch genügend 
Kollektorstrom fliesen kann.

Zu bemerken sei noch das die Stromverstärkung des Transistors enorme 
Herstellungstoleranzen unterliegt.

Ralph Berres

von oszi40 (Gast)


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Einfach erklärt:

Wenn an der Basis 1mA angelegt wird, könntE bei einer Stromverstärkung 
h21e von 100 ein Kollektorstrom von ca. 100mA fließen (sofern die 
restliche Schaltung das ermöglicht).

Mehr da http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm

von Oliver L. (Firma: n/a) (grimeton)


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Ihr hattet recht, ich hätte es besser erklären müssen.

Als ich mir die bessere Erklärung "erdacht" habe, habe ich mir glaub ich 
auch schon die Antwort auf meine Frage gegeben ;)

Also ich habe zwei Stromkreise:

Einmal 3,3V den ich für den Basis-Emitter-Stromkreis benutze
Einmal 10V welche im Kollektor-Emitter-Stromkreis anliegen.

Wenn jetzt die Basis entsprechend angesteuert wird, beginnt der Strom im 
Kollektor-Emitter-Stromkreis "zu fliessen" und sowohl der BE-Stromkreis 
als auch der KE-Stromkreis "fliessen" über das "Emitter-Beinchen" ab.

Damit ich überhaupt eine Funktion habe muss ich ja beide Stromkreise 
schliessen. Und damit ich mir da im 3,3V Stromkreis nichts kaputt mache 
müsste ich doch eigentlich einen Widerstand (oder ein anderes Bauteil) 
nehmen damit dort nur 3,3V ankommen.

Und da beginnt denke ich mein Denkfehler. Da sich durch die Steuerung 
des Transistors die Stromstärke verändert kann ich mittels URI den Wert 
des Widerstands nicht errechnen, weil I "dynamisch" ist. Da war die 
Frage ob ich einfach den Widerstandswert so ausrechne das ich in jedem 
fall nicht über die 3,3V komme bzw. welche anderen Möglichkeiten ich 
habe.

Als ich allerdings eben darüber nachgedacht habe, ist mir aufgefallen 
das es nur eine Stromquelle gibt, es also keine Rolle spielt wie der 
Stromkreis geschlossen wird, so lange die 10V und 3,3V "irgendwie" beim 
"anderen Ende" der Energiequelle ankommen. Außerdem gibt es IMHO in 
diesem Fall dann keine zwei Stromkreise, sondern für die Energiequelle 
nur einen. Ok, eine Diode könnte ich noch hin machen damit nichts zurück 
fliessen kann.

Sehe ich das richtig?

Gruß,

Oliver

von Hmm (Gast)


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Das hört sich eher nach Elektromagie an, als ein, zwar begrenztes, aber 
fundiertes Wissen.
Du reimst Dir das irgendwas mit irgendwelchen aufgeschnappten Begriffen 
zusammen, wo am Ende irgendein Teufelchen aus der Lampe schaut. Keine 
Ahnung was man darauf nun antworten soll.

>Also ich habe zwei Stromkreise:

>Einmal 3,3V den ich für den Basis-Emitter-Stromkreis benutze
>Einmal 10V welche im Kollektor-Emitter-Stromkreis anliegen.

Erstmal ist ein Stromkreis begrifflich ein völlig anderes Ding als eine 
Spannung. Das kläre erstmal. Dann sehen wir weiter.

von Kai K. (klaas)


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>Damit ich überhaupt eine Funktion habe muss ich ja beide Stromkreise
>schliessen. Und damit ich mir da im 3,3V Stromkreis nichts kaputt mache
>müsste ich doch eigentlich einen Widerstand (oder ein anderes Bauteil)
>nehmen damit dort nur 3,3V ankommen.

Also, du nimmst eine 1,5V Batterie und eine 9V Batterie. Beide Minuspole 
schaltest du zusammen und verbindest sie mit dem Emitter eines 
NPN-Transistors. Dann legst du einen 820R Widerstand vom Pluspol der 
1,5V Batterie zur Basis des Transistors. Durch den 
Basis-Emitter-Übergang fließt dann ein Strom von rund 1mA und eine 
Spannung von rund 0,7V fällt über dem Basis-Emitter-Übergang ab.

Dadurch, daß durch den Basis-Emitter-Übergang nun ein kräftiger 
Basis-Strom fließt, wird der Kollektor-Emitter-Übergang sehr 
niederohmig. Du kannst jetzt einen Kollektor-Emitter-Strom von 20mA und 
mehr fließen lassen: Schaltest du vom Pluspol der 9V Batterie einen 470R 
Widerstand zum Kollektor, fließt ein Strom von rund 20mA durch die 
Kollektor-Emitter-Strecke und die Spannung am Kollektor bricht auf fast 
0V zusammen, bezogen auf das Potential am Emitter.

Der 1mA-Strom, der von der 1,5V Batterie geliefert wird und der 
20mA-Strom, der von der 9V Batterie geliefert wird, beeinflussen sich 
nicht schädlich, zumindest geht da nichts kaputt. Also, wo willst du 
dann einen Widerstand einfügen, damit nichts kaputt geht?? Oder meinst 
du den 820R Basiswiderstand? Oder den 470R Kollektorwiderstand?

von Michael L. (Gast)


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Hallo Oliver,

> Also ich habe zwei Stromkreise:
>
> Einmal 3,3V den ich für den Basis-Emitter-Stromkreis benutze
> Einmal 10V welche im Kollektor-Emitter-Stromkreis anliegen.
>
> Wenn jetzt die Basis entsprechend angesteuert wird, beginnt der Strom im
> Kollektor-Emitter-Stromkreis "zu fliessen" und sowohl der BE-Stromkreis
> als auch der KE-Stromkreis "fliessen" über das "Emitter-Beinchen" ab.
> Damit ich überhaupt eine Funktion habe muss ich ja beide Stromkreise
> schliessen. Und damit ich mir da im 3,3V Stromkreis nichts kaputt mache
> müsste ich doch eigentlich einen Widerstand (oder ein anderes Bauteil)
> nehmen damit dort nur 3,3V ankommen.
Du mußt irgendwo zwischen Deinen 3,3V und Masse ohnehin immer einen 
Widerstand schalten, sonst geht Dir die Basis-Emitter-Diode kaputt.

Wenn Du das so machst:
.                             10V
.                             |
.                             | Kollektor
.                             |
.                            /
.                           /
3,3V ----|||R|||-------Basis\
.                            \
.                             \
.                             | Emitter
.                             |
.                            --- GND

fließt in der Basis der Strom IB=(3,3V-0,7V)/R. Die 0,7V ist die 
Flußspannung der Basis-Emitter-Diode.
Im Kollektor fließt enetsprechend B*iB, wobei B die Stromverstärkung 
ist. Typische Werte sind B=50...300. Voraussetzung ist allerdings, daß 
der 10V-Stromkreis diesen Strom auch liefern kann.

> Und da beginnt denke ich mein Denkfehler. Da sich durch die Steuerung
> des Transistors die Stromstärke verändert kann ich mittels URI den Wert
> des Widerstands nicht errechnen, weil I "dynamisch" ist. Da war die
> Frage ob ich einfach den Widerstandswert so ausrechne das ich in jedem
> fall nicht über die 3,3V komme bzw. welche anderen Möglichkeiten ich
> habe.
Die Frage verstehe ich nicht mehr. Wo willst Du nicht über 3,3V kommen, 
und wo befindet sich Dein Widerstand? Die oben gezeichnete Beschaltung 
ist nicht die einzige Möglichkeit, einen Widerstand (sinnvoll) 
anzubringen.

> Außerdem gibt es IMHO in
> diesem Fall dann keine zwei Stromkreise, sondern für die Energiequelle
> nur einen.
Bist Du sicher? Stell Dir einmal vor, daß Du das Experiment mit zwei 
Batterien betreibst.

> Ok, eine Diode könnte ich noch hin machen damit nichts zurück
> fliessen kann.
Ich hab doch keine Glaskugel, in der ich die Schaltungen nachschauen 
kann, die Du Dir gerade vorstellst. Wo kommt denn jetzt auf einmal die 
Diode her?

Wenn Du eine vernünftige Antwort haben willst, solltest Du Dir mit der 
Fragestellung schon deutlich mehr Mühe machen. Am besten geht das mit 
einem Schaltbild.

Vielleicht auch ein Tip: Lade Dir mal LT-Spice runter und experimentiere 
damit.

http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice

Im Anhang habe ich Dir ein kleines Beispielprogramm mitgeschickt.

Viele Grüße
Michael

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