Transistor CMOS Schaltung zwei Dioden(IR)

[Joe M. (taco)]

(Aufgabe im Anhang)
Hoffe es kann mir jemand Helfen.

Zur Aufgabe a) haben ich unten schon ein Ansatz.
Bei der b) kenne ich dass nur mit dem Kurzschlussstrom und 
Leerlaufspanung an der Achse verbinden (Gerade) , und dann ist der 
Schnitpunkt der Arbeitspunkt.

[Easylife (Gast)]

Lies die B-E Spannung zum benötigten Strom aus dem Diagramm ab, ziehe 
diese von den 5V Steuerspannung ab, und berechne den 2. 
Serienwiderstand, da du den ersten (100R) ja kennst.

[0815 (Gast)]

In der Schaltung fehlt ein Widerstand an entscheidender Stelle ...

[Oliver R. (orb)]

Nicht wenn man, wie im Text angegeben, von einem Konstantstrom von 100mA 
ausgeht. Die Stromquelle ist nur nicht eingezeichnet

[Helper (Gast)]

Joe M. schrieb:
> Zur Aufgabe a) haben ich unten schon ein Ansatz.

Korrekter Ansatz.

0815 schrieb:
> In der Schaltung fehlt ein Widerstand an entscheidender Stelle ...

Konstaktstromquelle.

Joe M. schrieb:
> b) kenne ich dass nur mit dem Kurzschlussstrom und
> Leerlaufspanung an der Achse verbinden (Gerade) , und dann ist der
> Schnitpunkt der Arbeitspunkt.

Denke du meinst schon das richtige, allerdings ist "Kurzschlussstrom" 
nicht ganz das korrekte Wort, da selbst wenn ein Transistor maximal 
leitet nicht unbedingt ein Kurzschluss vorhanden sein muss. Man spricht 
hier eher von Sättigung.

http://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4ttigung_%28Elektronik%29

[ArnoR (Gast)]

Ist ja interessant; ein Transistor, dessen Basis-Emitter-Spannung einen 
positiven Temperaturkoeffizienten hat.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Die Schaltung ist eh' nur ein akademischer Hirnfurz...

Denn wenn da eine KSQ mit 100mA drin ist, dann sollte man die LEDs 
besser zum Ausschalten kurzschließen, statt die KSQ in den Leerlauf zu 
schicken.

Die Ratlosigkeit und Ungewissheit sieht man dann auch sehr schön an dem 
Fragezeichen im reinskizzierten Ersatzschaltbild... ;-)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Lothar Miller schrieb:
> Die Schaltung ist eh' nur ein akademischer Hirnfurz...

ACK. Ein ziemlich unbeholfener Versuch, die Dimensionierung einer 
Schaltstufe zu lehren.

> Denn wenn da eine KSQ mit 100mA drin ist

Das steht da nirgends. Es sollen 100mA durch die LEDs fließen. Im 
Prinzip kann man einen Transistor mit konstantem Basisstrom schon für 
sich alleine als Konstantstromquelle ansehen. Aber natürlich macht das 
niemand in der Praxis. Weil der schon der Basisstrom nicht konstant ist 
über die Temperatur. Ganz zu schweigen von der Stromverstärkung 
(Temperatur und Exemplarstreuung).

> dann sollte man die LEDs
> besser zum Ausschalten kurzschließen, statt die KSQ in den Leerlauf zu
> schicken.

Das nun sicher nicht. Soll ja wohl eine Fernbedienung sein. Permanent 
100mA aus der Batterie zu ziehen ist dann eine eher blöde Idee<tm>.


XL

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Helper schrieb:
> Joe M. schrieb:
>> b) kenne ich dass nur mit dem Kurzschlussstrom und
>> Leerlaufspanung an der Achse verbinden (Gerade) , und dann ist der
>> Schnitpunkt der Arbeitspunkt.
>
> Denke du meinst schon das richtige, allerdings ist "Kurzschlussstrom"
> nicht ganz das korrekte Wort, da selbst wenn ein Transistor maximal
> leitet nicht unbedingt ein Kurzschluss vorhanden sein muss. Man spricht
> hier eher von Sättigung.

Du hast das nicht richtig verstanden. Es geht um die Widerstandsgerade 
im Basisstromkreis des Transistors. Ideale Spannungsquelle + 
Innenwiderstand + Vorwiderstand + Basisdiode. Wenn man die beiden Punkte 
für Leerlaufspannung und Kurzschlußstrom auf den Achsen des Diagramms 
einträgt und verbindet, dann schneidet diese Gerade die U_be/I_b 
Kennlinie im Arbeitspunkt. Bzw. weil da zwei Kennlinien für verschiedene 
Temperaturen sind: in den Arbeitspunkten bei der jeweiligen Temperatur.

Allerdings sind da Fehler in Text und Diagramm:

- bei konstantem Basisstrom fällt U_be bei steigender Temperatur. Die 
Label "-25°C" und "125°C" sind wohl vertauscht.

- 80µA reichen im Leben nicht, um 100mA zu schalten. Sollen wohl eher 
800µA sein. Was auch viel besser zum Wertebereich der I_b Achse paßt.

Wenn man das berücksichtigt, kann man die Aufgabe sehr wohl grafisch 
lösen. Den Punkt bei 5V auf der Abszisse kennt man. Wenn man bei 800µA 
eine Horizontale einzeichnet, findet man den gewünschen Arbeitspunkt. 
Die verbindende Gerade zu 5V schneidet die Ordinate dann beim 
Kurzschlußstrom und die Steigung der Gerade gibt den Gesamtwiderstand 
an.

Dummerweise kann man den Basiswiderstand nicht richtig wählen. Entweder 
wählt man ihn so, daß der Strom bei -25°C stimmt, dann ist er bei 125°C 
zu groß. Oder man wählt ihn so, daß er bei 125°C stimmt, dann ist er bei 
-25°C zu klein. Vermutlich ist genau das der Punkt, den die Aufgabe 
illustrieren sollte.


XL

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Axel Schwenke schrieb:
>> dann sollte man die LEDs besser zum Ausschalten kurzschließen, statt die
>> KSQ in den Leerlauf zu schicken.
> Das nun sicher nicht. Soll ja wohl eine Fernbedienung sein.
Du rätselst offenbar genauso an dieser auf Annahmen basierenden 
Schaltung rum wie andere. Es könnte durchaus eine Konstantstromquelle 
im Spiel sein und es könnte auch ein IR-Sender z.B. zur 
Datenübertragung sein. Da steht nirgends was von Fernbedienung...  ;-)

> Ein ziemlich unbeholfener Versuch, die Dimensionierung einer Schaltstufe
> zu lehren.
Insbesodere der geringe Basisstrom ist schlecht, wenn es um halbwegs 
schnelles Schalten geht. Da dauert es ewig, bis die Basis freigeräumt 
ist...

[Joe M. (taco)]

1. Danke für die vielen Antworten. Damit habe ich nicht gerechnet.

Habe jetzt dank euch eine rechnung ist dass nun richtig?
Ja ich denke auch das die -25 und die 125 vertauscht sind, gut das war 
einer der Sachen die mich dann auch etwas verwirrt haben.

[Joe M. (taco)]

Falls ihr euch noch meine 2 Frage:
Beitrag "Nicht frequenzgangkompensierter Operationsverstärker"

Anschauen könntet.
Wäre ich euch sehr dankbar.

Da sieht es noch schlimmer aus

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Joe M. schrieb:
> Habe jetzt dank euch eine rechnung ist dass nun richtig?

Sieht so weit ok aus. Nur daß die 80µA nicht stimmen können. Der 
Transistor müßte dann eine Stromverstärkung von 100mA/80µA = 1250 haben. 
Faktor 10 weniger, also B=125 ist deutlich plausibler. Schau mal ins 
Datenblatt etwa eines BC546. Nicht zu vergessen, daß das Diagramm ja 
nicht ohne Grund bis U_be=5V geht. Warum sollte es dann auf der anderen 
Achse bis 1mA gehen, wenn 0.1mA auch dicke gereicht hätten?


XL