Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NPN Transistor Kennlinie verstehen


von Michael (Gast)


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Hallo liebes Forum.
Ich versuche gerade Transistoren besser zu vertstehen und habe versucht 
einen Versuchsaufbau im vorhinein einmal zu berechnen.
Dabei bin ich noch etwas von den Kennlinien abgeschreckt.
Jetzt wo ich dachte ich habe die Kennlininen verstanden scheint es nicht 
ganz so.
Ich habe im Anhang das Datenblatt angehangen.

Vollgender Versuchsaufbau:
(Ich habe extra keinen Lastwiederstand zur Vereinfachung eingebaut)
   .---------------.
   |       |       |
   |       |       |
   |      .-.      |
   |   R1 | |      |
   |      | |      |
   |      '-'      |
   |       |       |
   |       |     |/
   |       '-----|    NPN Transistor
  /+\            |>
 (   )             |
  \-/              |
   |               |
   '---------------'

Mein Vorgehen:

Als erstes habe ich mit auf dem Datenblatt "Figure 1. Static 
Characteristics" angesehen und dort nach einer passenden Gesamtspannung 
gesucht, da ich ja keinen Lastwiederstand eingebaut habe muss ich ja 
eine wählen die der Transistor bewältigen kann.
Dabei habe ich mich für U0 = 5V entschieden.
Somit gehe ich davon aus, das Uce = 5V beträgt.
(Ich wunder mich etwas, dass der Transistor selber schon einen so großen 
Spannungsabfall haben kann bzw. da habe ich doch einen Denkfehler oder?)
Laut meiner Interpretation des Datenblattes könnte ich ja sogar 14 V an 
die Uce Strecke anlegen?
Hier bin ich also schon etwas verwirrt weil ich jetzt nicht genau sagen 
kann wie hoch Uce denn wirklich sein sollte.

Als nächstes suche ich mir einen Ic Wert aus, ich habe mir hier Ic = 
48mA ausgesucht.
Dann kann ich ja mit dem Wissen, dass Uce = 5V und Ic = 48mA, den Ib 
Wert ablesen.
(Auch noch "Figure 1. Static Characteristics")
In diesem Fall Ib = 0,2 mA.

(Jetzt "Figure 2. Transfer Characteristic")
Und als letztes kann ich anhand des Datenblattes und Ic Ube ablesen.
Hier Ube = 0,75V.

Nun habe ich anhand der gesammelten Daten noch den Wiederstand 
berechnet.
U1 = 4,25 V
I1 = 0,2 mA
R1 = 21250 Ohm
Ist das richtig ?

So nachdem ich mir das hier alles gedacht hatte, habe ich das alles 
einfach mal aufgebaut und angefangen zu messen.
Es scheint mehr oder weniger hinzukommen.
(Ib ist um 10 mA kleiner als ertwartet genauso wie Uce um 100 mV zu 
klein ist, was aber wahrscheinlich damit zusammenhängt, dass ich einen 
um 800 Ohm höheren Wiederstand nehmen musste)
Wobei doch an der Strecke Uce doch 5 V abfallen MÜSSEN und doch zeigt 
mir das Messgerät 4,9 V an.
Ist das ein Messfehler oder verstehe ich da was grundsetzliches nicht.

Nur fällt mir auf, dass der Transistor ganz schön heiß wird.
Ich denke es liegt an dem hohen Uce Spannungsabfall.
Aber wie kann ich die Kennlinien jetzt genau verstehen und die Optimalen 
Spannungen und Ströme festlegen?
Ich meine es ist doch bestimmt am besten Uce möglichst klein zuhalten, 
oder?

: Verschoben durch Admin
von Lutz H. (luhe)


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Mit einem Kollektorwiderstand ( Lastwiderstand ) kann die Schaltung 
begriffen werden.

Ein Transistor verstärkt den Strom, der in die Basis  hineinfließt,
damit der gewünschte Strom in der Last fließt. Das Verhältnis heißt 
Stromverstärkung.(im Datenblatt)
hFE DC Current Gain VCE=5V, IC=2mA 110 800
 Durch unterschiedliche Strömen in der Basis kommt es zu 
unterschiedlichen Strömen im Kollektor. Dadurch wird das Verhältnis der 
Spannung  über dem Transistor und dem Lastwiderstand geändert.

: Bearbeitet durch User
von lrep (Gast)


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Michael schrieb:
> Somit gehe ich davon aus, das Uce = 5V beträgt.
> (Ich wunder mich etwas, dass der Transistor selber schon einen so großen
> Spannungsabfall haben kann bzw. da habe ich doch einen Denkfehler oder?)

Kein Denkfehler, denn die Kollektor-Basis-Diode wird ja in Sperrrichtung 
betrieben.
Für die Ablenkschaltungen in Fernsehern gab es sogar npn-Transistoren, 
die eine Spannungsfestigkeit von 1500V hatten.

Der Emitter inijeziert dann Elektronen in diese Sperrschicht, wodurch 
deren Sperrstrom (= der Kollektorstrom) steigt.

Manchmal ist es günstiger, den Transistor so zu betrachten, wie ihn die 
Erfinder zuerst erlebt haben, also in der Basisschaltung, anstatt in der 
heute meistens benutzten Emitterschaltung.

von Günter Lenz (Gast)


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Michael schrieb:
>Laut meiner Interpretation des Datenblattes könnte ich ja sogar 14 V an
>die Uce Strecke anlegen?
>Hier bin ich also schon etwas verwirrt weil ich jetzt nicht genau sagen
>kann wie hoch Uce denn wirklich sein sollte.

Kolektorstrom * Kollektorspannung darf nicht größer
als 500mW sein, sonst steigt eine Rauchwolke auf
und der Transistor ist kaputt.
Siehe Absolute Maximum Ratings.

von Bernd R. (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)


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Oje,
bitte keinen Schalter-Transistor mit wagen analogen Parametern 
berechnen!

Uce soll doch nicht wirklich 5V sein ?
Da würde ich eher 0,5-1V ansetzen, damit noch etwas Spannung für den 
nicht-vorhandenen Arbeitswiderstand bleibt.

Nimm einen 4,7k-Basiswiderstand und alles wird gut.

von Bitflüsterer (Gast)


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