Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verständnisfrage: Kennlinienfelder - Transistoren


von Mira S. (mira79)


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Hallo,

hoffentlich bin ich hier richtig. Es geht hier nicht um eine Hausaufgabe 
oder Ähnliches sondern wohl um eine Verständnislücke die ich zu gerne 
füllen würde.
Ich bin gestern auf zwei Aufgaben gestoßen, die mir nicht mehr aus dem 
Kopf gehen. Es geht einmal um einen 1) Kleinleistungstransistor und um 
einen 2) n-kanal Sperrschicht Feldeffekttransistor.

1) Gegeben ist hier das Ausgangskennlinienfeld und eine 
Leerlauf-Spannungsverstärkung von -10, sowie eine Betriebsspannung von 
1,5V. Später soll die Verstärkung auf -15 verändert werden.

2) Gegeben ist hier das Kennlinienfeld und ein Eingangswiderstand von 
10Mohm, sowie eine Spannungsverstärkung von 15.

Nun stehe ich doch seit einiger Zeit auf dem Schlauch wie ich daraus 
jeweils erforderliche Widerstände berechne geschweige denn den die 
zunächst benötigen Stromstärken/Spannungen (Ic, Ube, Uce etc.) bestimme.
Sobald ich mit dem Rechnen beginnen will fehlt mir entweder ein 
Widerstand, ein Quadrant der kennlinienfelder, eine Stromstärke etc.

Als kurze Ergänzung: Die benötigten Werte (Stromstärke/Spannung) müsste 
ich ja theoretisch über die Wahl eines mit den gegebenen Werten 
definierten Arbeitspunktes erhalten? Nur wie?

Es wäre super wenn ihr mir auf die Sprünge helfen könntet.

Danke!

von ah so (Gast)


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Da fehlt etwas viel Theorie... eigentlich ist nichts an Theorie 
vorhanden. Noch nie ein Kennlinienfeld gesehen, und auch keine Idee was 
dahinter stecken koennte... das wird Jare dauern.. vergiss es.

von Ralph B. (rberres)


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ah so schrieb:
> Da fehlt etwas viel Theorie... eigentlich ist nichts an Theorie
> vorhanden. Noch nie ein Kennlinienfeld gesehen, und auch keine Idee was
> dahinter stecken koennte... das wird Jare dauern.. vergiss es.

Muss man Fragesteller eigentlich immer so vor den Kopf stoßen?

Geht es nicht auch anders? Ich nehme an du hast dein Wissen mit der 
Geburt auf den Weg bekommen, oder reagierst du nur so, weil du es 
gegebenfalls auch nicht selber weist?

Zugegeben ich muss da auch jedesmal tieftauchen, weil ich es nur selten 
brauche.

Doch es gibt ja Quellen wo man nachschauen kann.

Hier z.B.

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm

Ralph Beres

von Mira S. (mira79)


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Danke Ralph! Ich habe mir den von dir gesendeten Link bereits 
angeschaut. Die Zusammenhänge an sich und die Berechnungen der 
Arbeitswiderstände sowie Kenngrößen etc. sind mir mittlerweile relativ 
klar. Auch kann ich mit dem Vierquadrantenkennlinienfeld was anfangen 
und damit einigermaßen arbeiten.

Schaue ich mir jedoch das von mir genannte erste Beispiel an wo 
lediglich das Ausgangskennlinienfeld gegeben ist, kann ich erst was 
damit anfangen, wenn ich mir in der gegebenen Lösung die Werte für U_Be, 
U_Ce, I_Ca und I_Ba da ich ums zerbrechen nicht darauf komme wie mit den 
von mir genannten Werten (Betriebsspannung U und Verstärkung) dort der 
Arbeitspunkt bestimmt wird - da mir immer irgend eine Angabe fehlt.

von Ralph B. (rberres)


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Ohne mich jetzt nochmal in die Materie einarbeiten zu wollen, kann man 
aber generell sagen, das der Arbeitspunkt immer in der Mitte der 
Arbeitsgerade liegen soll, damit zu negativen und positiven 
Betriebspannungsgrenze der gleiche Ausgangsspannungshub möglich ist, 
bevor die Arbeitsgerade endet.

Wie groß der Strom in der Mitte der Arbeitsgerade ist ( also ohne 
Aussteuerung durch die Wechselspannung) hängt im A-Betrieb auch von der 
entnehmbaren Leistung, also dem Lastwiderstand ab.

Oder anders ausgedrückt, je mehr Leistung man der Stufe entnehmen will, 
desto niederohmiger muss der Kollektorwiderstand sein. Die 
Kollektorspannung ohne Aussteuerung wird man im etwa auf halbe 
Betriebsspannung legen. Ich spreche in diesem Fall von einen Verstärker 
in Emitterschaltung ( also Emitter wechselspannungsmäßig auf Masse.

Ralph Berres

von Mira S. (mira79)


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Das hatte ich auch mal einem youtube video entnommen. Jedoch sind in 
etlichen Aufgaben, Videos etc. eine Arbeitsgerade, ein zusätzlicher 
Widerstand oder ein Strom gegeben. Sämtliche Formeln benötigen eine 
dieser Werte um über das Ausgangskennlinienfeld den Arbeitspunkt zu 
bestimmen. Leider ist all dies hier nicht gegeben.
Anhand der Betriebsspannung kann ich bei einem Strom von 0 zwar einen 
Punkt auf der X-Achse setzen aber das wars auch schon, da mir eine 
Steigung (kein Widerstand angegeben), ein Punkt auf der Y-Achse (kein 
Strom angegeben) einfach fehlen.

von Ralph B. (rberres)


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Du must zu alle erst mal wissen, welche Leistung du dieser Stufe 
entnehmen willst. Danach richtet sich letztendlich auch der Strom.

Du hast eine Betriebspannung vorgegeben. Der Ausgangsspannungshub in VSS 
kann niemals größer sin als die Betriebsspannung. ( Sie ist wegen der 
Sättigungsspannung etwas kleiner ). Somit kannst du aus der maximalen 
Ausgangsspannung bei der gewünschten Ausgangsleistung den erforderlichen 
Spitzenstrom in Iss berechnen.

Aus den beiden Größen ergibt sich der Lastwiderstand der am Ausgang 
hängt.

Der Arbeitswiderstand und der Lastwiderstand parallel ergibt der 
Widerstand für die Arbeitsgerade. Bei Leistungsanpasung ist der 
Lastwiderstand gleich dem Innenwiderstand der Verstärkerstufe.

den Ruhestrom must du so einstellen, das sich bei dem erforderlichen 
Kollektorwiderstand die halbe Betriebsspannung am Kollektorwiderstand 
abfällt.

Ralph Berres

von Ralph B. (rberres)


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