Hallo! Da ich in 2 Wochen meine Abschlussklausur schreibe, hätte ich mal eben eine Frage zu einem Übungsbeispiel aus meiner Mitschrift, da ich komischerweise immer wieder auf ein absolut falsches Ergebnis komme. Und das bwohl es relativ simple ist, aber trotz dem Internet und Freund Google nicht auf das richtige Ergebnis komme! Die Aufgabe lautet: Skizzieren Sie die Schaltung einer Stromquelle mit einstellbarem Strom (Transistor = JFET). Dimensionieren Sie diese Stromquelle basierend auf dem FET BF245 (fehlende Werte laut Datenblatt) sodass Sie einen Konstantstrom von 2,5mA liefert. Wie groß ist der maximale Lastwiderstand R_LMAX, der mit dieser Stromquelle bei einer Betriebsspannung von U_B=12V gespeist werden kann? Frage 1 ist nicht sonderlich schwer, einfach nen JFET mit einem Poti als R_S - das dimensionieren (ausrechnen) der Stromquelle und des max. R_Lmax überfordert mich ziemlich, da ich in der Mitschrift komischerweise keinerlei Formeln finden kann. Für den R_Lmax hätte ich gesagt einfach mit Ptot und I_L ausrechnen, oder? Für den Rest habe ich absolut keinen (richtigen) Ansatz! Danke für eure Hilfe im Voraus! PS.: Datenblatt ist angehängt!
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Andreas Suttner schrieb: > einfach nen JFET mit einem Poti als > R_S - das dimensionieren (ausrechnen) der Stromquelle und des max. > R_Lmax überfordert mich ziemlich, da ich in der Mitschrift > komischerweise keinerlei Formeln finden kann. du findest keine Formel, wie der Strom durch den JFET von der Gate-Source Spannung abhängt? Suche nochmal gründlicher ;-) Andreas Suttner schrieb: > Für den R_Lmax hätte ich gesagt einfach mit Ptot und I_L ausrechnen, > oder? Wie viel Spannung muss an deiner Stromquelle mindestens abfallen, damit sie den richtigen Strom liefert? Wie viel Spannung bleibt dann höchstens für den Lastwiderstand übrig, wenn die Versorgung 12V beträgt? Wenn der Strom 2,5mA beträgt und nur eine bestimmt Spannung für den Widerstand zur Verfügung steht, was bedeutet das für den maximalen Widerstandswert?
Beim gewünschten Strom fällt am Transistor und am Poti Spannung ab. Es bleibt nur ein Teil der Spannung für die Last übrig. Wenn der Lastwiderstand zu groß ist, kommst du mit den 12V nicht mehr aus. Also rechne mal aus, wieviel Spannung für den Lastwiderstand übrig bleibt, dividiere durch den Strom und dann hast du den Wert in Ohm.
Danke für die super Antworten! Hätt ich mir das anmelden im Forum auch sparen können. Ich finde exakt Diagramme wie I_D von U_GS abhängt, aber keine Formel! Aber da ich so oder so wieder auf mich angewiesen bin, hör ich wohl auf mit dem Fragen hier.
Andreas Suttner schrieb: > Hätt ich mir das anmelden im Forum auch sparen können. Richtig, du hättest diese Frage auch als Gast stellen können. Hast du einfach eine Lösung zum kopieren gesucht, oder eine Hilfe zum kapieren? Andreas Suttner schrieb: > fehlende Werte laut Datenblatt Ja, und dort hast du doch die benötigten Diagramme gefunden... Damit kannst du die Aufgaben lösen. Schritt 1 ist das Herausinden der Ugs für den gewünschten Strom. Und dann kannst du den Widerstand berechnen. Danach siehst du nach, wieviel Spannung der Fet für diesen Strom mindestens braucht, addierst dazu die Spannung für den berechneten Widerstand, ziehst das Ganze von 12V ab und hast die Spannung für den größten Lastwiderstand....
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Andreas Suttner schrieb: > Ich finde exakt Diagramme wie I_D von U_GS abhängt, aber keine Formel! Nicht dein Ernst, oder? Wenn ich nach "JFET" google liefert mir schon der erste Treffer bei Wikipedia eine solche Formel. Deren Verlauf passt genau zu dem Diagramm im Datenblatt. Sowohl mit der Formel als auch mit dem Diagramm kannst du die Aufgabe den Widerstand im R_S bestimmen. Andreas Suttner schrieb: > Aber da ich so oder so wieder auf mich angewiesen bin, Stimmt: wenn du die Sache kapieren willst, kann dir niemand abnehmen, darüber nachzudenken. Wenn du statt dessen eine Antwort zum Abmalen suchst: was nutzt dir das, wenn in zwei Wochen die Klausur kommt?
mei, was für ein krummer Satz: Achim S. schrieb: > Sowohl mit der Formel als auch mit > dem Diagramm kannst du die Aufgabe den Widerstand im R_S bestimmen. es sollte heißen: sowohl mit der Formel als auch mit dem Diagramm kannst du den Widerstand R_S bestimmen.
Ja ich möchte es kapieren und nicht abmalen! Sorry war vorher ziemlich sauer weil ich schon ewig an dem Bsp gesessen habe! Aber jetzt sollte es hfftl klappen. 1 Frage aber noch: Bei dem Diagramm steht dabei: Gilt nur für U_DS = 15V - aber ich habe ja eben NICHT 15V an U_DS? das ist das einzige was mir bisher noch Kopfzerbrechen bereitet! Ich probiers trotzdem mal - vielen Dank und sorry nochmal! Nerven liegen etwas blank :P Lg
Andreas Suttner schrieb: > Danke für die super Antworten! > > Hätt ich mir das anmelden im Forum auch sparen können. Ganz schön forsch aber.... Andreas Suttner schrieb: > ...Sorry war vorher ziemlich sauer weil ich schon ewig an dem Bsp gesessen > habe! ...Du hast Dich ja nochmal gefangen. > 1 Frage aber noch: Bei dem Diagramm steht dabei: Gilt nur für U_DS = 15V > - aber ich habe ja eben NICHT 15V an U_DS? Der Witz bei der Sache (und warum eine Stromquelle mit diesem Bauteil überhaupt funktioniert, ist gerade der, dass die Abhängigkeit des Drainstromes von der Drain-Source-Spannung im rechten Teil der Kennlinie recht gering ist. Schau Dir dazu die Diagramme I_D von V_DS an (Fig. 4, 6, 8)! Rechne einfach mit dem Wert, den Du aus dem Diagramm I_D von V_GS ablesen kannst (Fig. 3, 5, 7). Mir fällt auf, dass nirends steht, welchen Typ (A, B oder C) Du verwenden sollst. Du musst Dich auf einen festlegen.
Andreas Suttner schrieb: > Ja ich möchte es kapieren und nicht abmalen! > > Sorry war vorher ziemlich sauer weil ich schon ewig an dem Bsp gesessen > habe! ok, ist akzeptiert ;-) Andreas Suttner schrieb: > 1 Frage aber noch: Bei dem Diagramm steht dabei: Gilt nur für U_DS = 15V > - aber ich habe ja eben NICHT 15V an U_DS? Wie mse2 schon geschrieben hat: im pinch off hängt I_D fast nicht vom genauen Wert von U_DS ab. Ob U_DS 15V beträgt oder 10V: es fließt praktisch der gleiche Strom (deshalb ist es eine Stromquelle). Irgendwann wird U_DS aber so klein, dass I_D doch abnimmt. Das sagt dir, wie viel Spannung mindestens am Transistor abfallen muss, damit die Stromquelle noch funktioniert. Dazu kommt der Spannungsabfall am Source-Widerstand. Was dann noch von der Versorgung übrig bleibt, steht für den Lastwiderstand zur Verfügung.
Ok vielen Dank - jetzt wird mir einiges klar :) Bezüglich A, B oder C Typ - das ist selbst zu wählen. Ich hätte für mich den B Typ genommen - da I_D bei genau -2V U_GS 2,5mA ergibt, und es sehr gut ablesbar ist im Diagramm.
Also, ich habe nun nochmal alles (unter Berücksichtigung eurer Tipps, Hinweise etc.) gerechnet, komme jedoch auf das gleiche (laut Simulation falsche) Ergebnis! Gedankengang: Gewählt Typ BF245B Im U_GS / I_D Diagramm die Werte herausgelesen für I_D=2,5mA --> U_GS=-2V Danach R_S ausgerechnet: |U_GS| / I_D --> 2V/2,5mA --> 800 Ohm Wenn ich den Wert 800 Ohm jedoch in die Simulation einfüge, kommt ein I_D von 1,54mA heraus - obwohl ich ja eigentlich 2,5mA im Sinn hat. Laut Simulation müsste R_S = 325 ... 375 Ohm betragen, damit I_D = 2,5mA beträgt) Habe die Simulation schon mit Typ A getestet mit einem Internetbeispiele - da waren alle Werte richtig! Habe ich einen Denkfehler oder woran kann das liegen? Natürlich habe ich auch in der Simulation den Typ B gewählt! Bezüglich R_Lmax: Laut Diagramm muss U_DS mindestens ~3V betragen, damit für U_GS -2V (bzw. für I_D 2,5mA) zur Verfügung stehen. Das heißt also dann: U_B - U_Rs - U_DS = 12V - 2V - 3V = 7V R_Lmax = U / I_D --> 7V / 2,5mA --> 2.800 Ohm Müsste doch eig. stimmen oder? Lg Andi
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Andreas Suttner schrieb: > Müsste doch eig. stimmen oder? Ja, deine Rechnung sieht gut aus. Wenn deine Simu andere Ergebnisse liefert, dann weicht wahrscheinlich das Simulationsmodell von den von dir verwendeten typischen Kurven im Datenblatt ab. (Die Transistorparameter streuen ja sehr stark). Welchen Lastwiderstand hast du für die Simu verwendet? Du kannst ja mal deine Simu hochladen (inkl. Modell für den BF245, den finde ich in LTSpice nicht). Oder du "erzeugst" dir mit dem Simulationsmodell die Kennlinien aus dem Datenblatt und vergleichst, ob Simulator und Datenblatt die identischen Kennlinien zeigen.
Für die Simulation verwende ich Multisim 11.0 (ja das mit den "falschen" Transistorkurven hatte ich auch schon im Kopf - aber das Modell C zB liefert bei einem Internetbeispiel richtige Werte, bei meinem Beispiel jedoch wiederum falsche - im Internetbeispiel sind jedoch keine Rechengänge wodurch ich nicht sagen kann ob ich einen Rechenfehler habe oder nicht!) Wobei ich auch sagen muss das die Werte für I_D in Abhängigkeit von U_GS bei dem Testbeispiel aus dem Internet in absolut keinem Zusammenhang mit dem Diagramm aus meinem Datenblatt stehen wie ich gerade bemerkt habe. Also ich habe absolut keine Ahnung woher dieser jemand die Werte für I_D und U_GS nimmt - anscheinend von einer gaaaaaaanz anderen Kennlinie wie ich! Bei meiner eigentlichen Simulation mit dem B Typ (die Werte sind einfach schon fast kitschig abzulesen - deshalb habe ich diesen Typ gewählt ;) ) habe ich als Lastwiderstand 1kOhm gewählt. Edit: Die Simulation arbeitet definitiv mit (merklich) anderen Kennlinien - denn um mit Typ B die von mir gewünschten 2,5mA zu erreichen müsste ich an U_GS -0,8V anliegen haben, wobei aber laut meinem Datenblatt -2V anliegen müssen. Somit denke ich es liegt zu 99% an der Simulation! Danke trotzdem :)
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