Guten Abend, ich versuche gerade die Herleitung für die Shockley-Diodengleichung mit dieser (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_3.html) Seite zu verstehen. (Achtung, die Formeln kann man leider nur mit dem Internet Explorer sehen ;) ) Dabei stellen sich mir zwei Fragen: 1. Die ideale Kennlinie weiter unten, steigt schon ab 0V sehr steil an. Bei einer normalen Diode muss man doch meist mindestens 0,7V anlegen damit was passiert. Inwiefern kann diese Kennlinie einer "idealen" Diode dann richtig sein? 2. Wie kann der pn-Übergang weiter bestehen, wenn sie nicht mehr im Gleichgewicht ist? Für U>0, müssten aufgrund des hohen Diffusionsstromes ja irgendwann die Elektronen im n-Bereich, und die Löcher im p-Bereich fehlen. Für U<0, würde ja etwas ähnliches passieren, nur das hier der Feldstrom anstatt des Diffusionsstromes zur Umverteilung der Ladungsträger beiträgt. Ansonsten wünsche ich einen guten Rutsch ins neue Jahr
Hallo, student01 schrieb: > (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_3.html) > Seite zu verstehen. (Achtung, die Formeln kann man leider nur mit dem > Internet Explorer sehen ;) ) nanu? ...dann muß mein Firefox zum IE mutiert sein... Gruß aus Berlin
student01 schrieb: > die Formeln kann man leider nur mit dem > Internet Explorer sehen Mit dem Firefox gehts auch. student01 schrieb: > Bei einer normalen Diode muss man doch meist mindestens 0,7V anlegen > damit was passiert. Nein, die Stromleitung beginnt sehr viel früher. Das ist nur eine Frage des Maßstabes, und wenn du eine halblogarithmische Darstellung wählst, ist die U/I Kennlinie über ca. 6 Zehnerpotenzen eine Gerade. Schau mal ins Datenblatt einer Leistungsdiode!
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student01 schrieb: > Wie kann der pn-Übergang weiter bestehen, wenn sie nicht mehr im > Gleichgewicht ist? Der PN-Übergang ist von der geometrische Anordnung abhängig. Sofern man den Strom nicht über die Kennwerte eine Diode jagt bleibt der PN-Übergang wo er ist und mit der außen angelegten Spannung moduliert man lediglich die Größe der Raumladungszone (RLZ). Legt man die Flussspannung an wird die RLZ verschwindend klein, legt man eine Sperrspannung an wird die RLZ so groß sodass praktisch kein Strom mehr fließen kann. Warum man die Diffusionsspannung nicht messen kann ist dir schon klar? student01 schrieb: > Für U>0, müssten aufgrund des hohen Diffusionsstromes ja irgendwann die > Elektronen im n-Bereich, und die Löcher im p-Bereich fehlen. Nein, es hat seinen Grund warum es "quasi-frei" heißt. ;)
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student01 schrieb: > Bei einer normalen Diode muss man doch meist mindestens 0,7V anlegen > damit was passiert. Dieser ominöse Wert von 0,7 Volt (manchmal auch nur 0,6 Volt) geistert durch viele Bücher und Artikel und wird oft missverstanden. Entstanden ist dieser Wert dadurch, dassman den "scheinbar" linearen Verlauf der Kennlinie extrapoliert (Tangente) und auf der Spannungsachse dann einen Wert bei etwa 0.65...0.7 V findet. Aber "passieren" wird schon bei 0,1V etwas - es fließt nämlich ein Strom in Durchlass-Richtung, nur eben ein relativ kleiner Strom, der zudem noch im stark nicht-lineraen Teil der Kennlinie liegt. Und bitte - weil Du schon bei der Shockley-Gleichung bist: Mache Dir klar, dass es absolut keinen Grund gibt, warum diese Gleichung für den pn Übergang nicht auch für den bipolaren Transistor als STEUER-GLEICHUNG gelten soll. Will heißen: Glaube bitte von Anfang an nicht den falschen Erklärungen in manchen Büchern und Texten, die Dir sagen wollen, der bipolare Transistor sei ein STROMGESTEUERTES Element. Wer das sagt und glaubt, interpretiert die bekannte Beziehung Ic=betra*Ib völlig falsch. Es gibt in Transistorschaltungen nämlich etliche Effekte, die sich mit der ach so schön einfachen Stromsteuerung NICHT erklären lassen. Der bipolare Transistor wird gesteuert durch die Basis-Emitter-Spannung - nur fließt eben leider auch ein Eingangsstrom, der den Einganswiderstand leider verringert, der aber absolut keine Steuerwirkung hat. (Die Mehrzahl der deutschsprachigen Bücher erklärt es falsch - keine Ahnung, wie das kommt).
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Hp M. schrieb: > Nein, die Stromleitung beginnt sehr viel früher. > Das ist nur eine Frage des Maßstabes, und wenn du eine > halblogarithmische Darstellung wählst, ist die U/I Kennlinie über ca. 6 > Zehnerpotenzen eine Gerade. Naja, genau das verstehe ich noch nicht. Bisher habe ich mir eine Diodenkennlinien immer folgendermaßen vorgestellt: https://de.wikipedia.org/wiki/Shockley-Gleichung#/media/File:Dioden-Kennlinie_1N4001.svg Hier ist ja keine Achse logarithmiert, aber der Strom fängt ja doch erst an (nennenswert) zwischen 0,4 und 0,8V zu fließen. Frage 2 formuliere ich nochmal etwas aus. Innerhalb der Diode fließen ja 2 Ströme: der Diffusionsstrom und der Drift- bzw. Feldstrom. Im thermischen Gleichgewicht (Uextern = 0) sind beide genau gleich groß, es bleibt also alles im dynamischen Gleichgewicht. Wenn ich doch nun aber eine ausreichend große Spannung (egal ob positiv oder negativ) angelegt wird, wird entweder der Diffusions- oder der Feldstrom größer. Dadurch sollte es aber zu einer anwachsenden Verschiebung der Elektronen und Löcher kommen, wodurch wiederum ein elektrisches Feld entsteht, bis kein Strom mehr fließen kann. Für mich ergibt das keinen Sinn. U>0 ==> hoher Diffusionsstrom ==> Elektronen wandern aus dem n-Bereich in den p-Halbleiter und Löcher tun dies genau andersherum ===> Aufbauen eines elektrischen Feldes bis Stärke des äußeren Feldes erreicht ist ==> Ende Das kann doch irgendwie nicht sein...
student01 schrieb: > Hier ist ja keine Achse logarithmiert, aber der Strom fängt ja doch erst > an (nennenswert) zwischen 0,4 und 0,8V zu fließen. > Richtig - nenneswert! Es fließt jedoch ein Strom und es ist - wie früher gesagt - eine Frage des Maßstabs (aber die Darstellung aus Wikipedia ist nun wirklich nicht sehr realitätsnah). > Frage 2 formuliere ich nochmal etwas aus. Innerhalb der Diode fließen ja > 2 Ströme: der Diffusionsstrom und der Drift- bzw. Feldstrom. Im > thermischen Gleichgewicht (Uextern = 0) sind beide genau gleich groß, es > bleibt also alles im dynamischen Gleichgewicht. Ohne externe Spannung fließen überhaupt keine Ströme. Und das Gleichgewicht besteht zwischen Diffusionsdruck (Bestreben der Ladungsträger, sich auszugleichen) und der Diffusionsspannung, die erst durch den teilweisen Ausgleich entstanden ist und den Diffusionsvorgang zum Stillstand bringt (Gleichgewicht).
Zusatz: Warum kann in einem Draht überhaupt ein Strom fließen? Schließlich könnten Lutz V. schrieb: > Ohne externe Spannung fließen überhaupt keine Ströme. Und das > Gleichgewicht besteht zwischen Diffusionsdruck (Bestreben der > Ladungsträger, sich auszugleichen) und der Diffusionsspannung, die erst > durch den teilweisen Ausgleich entstanden ist und den Diffusionsvorgang > zum Stillstand bringt (Gleichgewicht). http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_2.html 1. Satz
Im Tietze-Schenk ist die Gleichung abgeleitet. Da ist noch eine "Temperaturspannung" angeführt. Vielleicht hilfts - Werner
student01 schrieb: > http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_2.html > > 1. Satz Ja - das ist nun das Grundproblem: Man liest so viel richtiges und falsches und widersprüchliches. Wenn also nun ein Strom Null ist, besteht er (der nicht existierende)aus zwei entgegengesetzten gleich großen Strömen? Oder ist das Wortklauberei? Wichtig ist es, für alle physikalischen Effekte, mit denen man sich befasst, eine Erklärung zu finden, die (a) möglichst einleuchtend und logisch ist und (b) auch alle beobachteten Effekte erklären kann und ihnen nicht widerspricht. Mir reicht die Vorstellung, dass - nach teilweisem Ladungsträger-Ausgleich - die Diffusionsspnnung den Vorgang zu einem Gleichgewicht gebracht hat, so dass keine weiteren Ladungsverschiebungen mehr erfolgen können (ohne externe Spannung). Zur genannten Referenz (und ihrer Zuverlässigkeit): Unter 10.2.4 heißt es: "Der Emitter - Kollektor Strom wird durch den Emitter-Basis Strom geschaltet oder gesteuert". Das ist nicht korrekt. Schon unter Energie-Aspekten ist es nicht möglich, mit einem kleinen Strom einen größeren Strom DIREKT zu steuern. Außerdem gibt es nicht wenige Transistor-Effekte und Schaltungs-Eigenschaften, die NUR mit der Tatasache der Spannungssteuerung zu erklären sind.
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Ja, eine etwas leichtere Darstellung fände ich auch ok. Mein Prof aber nicht. Mal etwas OT: Ich finde dieses Fach "elektronische Bauelemente" so grauenhaft. Man soll komplizierte Wirkzusammenhänge anhand von "vereinfachten" Quantenmodellen verstehen; das führt dann zu sowelchen schwammigen Erklärungen, die irgendwie nicht ganz logisch aber auch nicht ganz falsch klingen. Ich kann absolut nicht nachvollziehen, warum man sich später auf soetwas grausiges wie Halbleiterelektronik spezialisieren sollte.
student01 schrieb: > Ja, eine etwas leichtere Darstellung fände ich auch ok. Mein Prof aber > nicht. Mal etwas OT: Ich finde dieses Fach "elektronische Bauelemente" > so grauenhaft. Man soll komplizierte Wirkzusammenhänge anhand von > "vereinfachten" Quantenmodellen verstehen; das führt dann zu sowelchen > schwammigen Erklärungen, die irgendwie nicht ganz logisch aber auch > nicht ganz falsch klingen. Ich kann absolut nicht nachvollziehen, warum > man sich später auf soetwas grausiges wie Halbleiterelektronik > spezialisieren sollte. Ja - das ist ausgesprochen schade, wenn durch eine ungeschickte Präsentation eines Stoffes das Interesse gar nicht erst geweckt wird - und man sogar eine Abneigung (so etwas "grausiges") dagegen entwickelt. Dabei ist das ganze überhaupt nicht "grausig". Und - was ich auch in meinem ersten Beitrag versucht habe, deutlich zu machen: Als Student darf man nicht alles für richtig halten, was irgendwo gedruckt oder an der Tafel steht. Man soll nie etwas glauben, sondern immer nachfragen, bis man es verstanden hat (oder eben den Fehler oder das Missverständnis aufgedeckt hat). Ich kann Dir versichern: In der Halbleitertechnik und -Anwendung kann man ALLES vom Verständnis her nachempfinden. Deshalb bin ich auch immer wieder überrascht, wieso manche immer noch glauben können, der Transistor sei vom Strom Ib gesteuert - nur weil die Beziehung Ic=B*Ib so schön einfach ist? Witzigerweise handeln diese Menschen überhaupt nicht nach ihren Grundsätzen. Denn sie realisieren schön und brav den niederohmigen Spannungsteiler an der Basis - warum? Um eine Spannung möglichst "einzuprägen". Und sie realisieren eine stromgesteuerte SPANNUNGS-Gegenkopplung (Widerstand Re). Alles schön in Übereinstimmung mit den Gesetzen der Spannungssteuerung. Aber sie schwören auf Stromsteuerung.
Lutz V. schrieb: > Glaube bitte von Anfang an nicht den falschen Erklärungen > in manchen Büchern und Texten, die Dir sagen wollen, der bipolare > Transistor sei ein STROMGESTEUERTES Element. Natürlich ist ein BiPo ein stromgesteuertes Element. Wer was anderes sagt hat den BiPo schlicht nicht verstanden. Man schickt einen Strom in die Basis und verringert somit die RLZ zwischen Basis und Emitter. Gleichzeitig vergrößert man die RLZ von Basis und Kollektor. Die Majoritäten des Emitters sehen nur, dass in der Basis ganz viel Platz ist für sie, deshalb wandern sie in die Basis und sowie sie ins RLZ-Gebiet Basis Kollektor kommen werden sie von dieser in den Kollektor abgesaugt. Nicht grundlos heißt der BiPo in der Fachsprache auch Minoritätladunginjektionstransistor.
Lutz V. schrieb: > Aber sie schwören auf Stromsteuerung. Da hast du ja eine dolle Verschwörung aufgedeckt. Wann kommt deine ganz dolle Weltformel?
hinz schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Aber sie schwören auf Stromsteuerung. > > Da hast du ja eine dolle Verschwörung aufgedeckt. Wann kommt deine ganz > dolle Weltformel? Ich kann Ironie durchaus vertragen - wenn sie angebracht ist. Aber falsche Darstellungen in manchen Büchern haben noch nichts mit "Verschwörung" zu tun. Anstatt blind zu glauben, solltest Du vielleicht mal nachdenken, was Dir die Verstärkungsformel für Transistorstufen sagt. Da könnte man nämlich erkennen, dass es die STEILHEIT gm ist, welche die Verstärkung bestimmt. Und diese Steilheit ist identisch zur Steigung der Kennlinie Ic=f(Vbe) - also: gm=dIc/d(Vbe). Das ist nur ein Indiz für Spannungssteuerung. Man könnte auch mal über die Aussage der Verstärkungs-Formel mit Re-Gegenkopplung nachdenken. Aber wie gesagt....nachdenken.
Michael K. schrieb: > Natürlich ist ein BiPo ein stromgesteuertes Element. Wer was anderes > sagt hat den BiPo schlicht nicht verstanden. Eine eindeutige Aussage. Man muss sich aber schon sehr sicher fühlen, um das mit solch kräftigen Worten zu formulieren. Sagt Dir der Name Barrie Gilbert etwas? Er hat in der Halbleiterwelt etwas mehr Reputation als ich (das war übrigens Selbst-Ironie). Zitat: "BJT is a voltage-controlled current-source; the base current is purely incidental (it is best viewed as a „defect“)" Ich wiederhole: "DEFECT" Noch ein Zitat (University of Berkeley)? "Ic is determined by the rate of electron injection from the emitter into the base, i.e., determined by VBE. An undesirable but unavoidable side effect of the application of VBE is a hole current flowing from the base, mostly into the emitter. This base (input) current, Ib, is related to Ic by the common-emitter current gain" Ich wiederhole: "undesirable, but unavoidable". Benötigst Du weitere (seriöse) Quellen? Anstatt zu lesen (und zu glauben) könnte man auch selber nachdenken, um einige zu beobachtende Effekte erklären zu können (siehe meine vorherige Antwort).
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Natürlich hängt das Verhalten des BiPos auch von der Spannung Ube ab, keine Frage. Der primäre Effekt ist aber das verschieben von Ladungsträgern und ein verschieben von Ladungsträgern ist immer ein Strom. Das Bild im Anhang zeigt die Abhängigkeit von Ube von Ic (vom BC547). Das schaut aber alles andere aus als sei Ic primär von Ube abhängig.
Die stark vereinfachten Modelle (etwa auf dem Schulniveau) gehen beim BJT von Stromsteuerung aus - auch das kann man noch konstitent durchhalten, wenn man nicht gerade das Zeitverhalten verstehen will. Auch zur Schaltungsanalyse ist die Form als Stromsteuerung oft geeigneter. Die besseren Modelle gehen von der Spannung als wensentlichem Parameter aus. Durch den recht direkten Zusammenhang zwischen Basis-Emitter Spannung und Basisstrom kommt da im Endeffekt oft fast das selbe heraus. Das ist jetzt keine wirklich neue Idee, war aber wohl ein wesentlicher Schritt für ein besseres Verständnis. Es irritiert aber doch viele, weil sie es anders gewohnt sind. Dabei sind verschiedene Sichtweise für einen Zusammenhang gar nicht so selten und es ist oft hilfreich passend zwischen den beiden zu wechseln,- nicht weil ein Bild richtig ist und das andere falsch, sondern weil je nach Anwendung das eine oder andere praktischer ist. Sei es zwischen Teilchen und Wellenbild für Licht, dem Zeit oder Frequenzbereich für Signale oder Elektronen als Teilchen oder Wellen.
Lutz V. schrieb: > Der bipolare Transistor wird gesteuert durch die Basis-Emitter-Spannung > - nur fließt eben leider auch ein Eingangsstrom, der den > Einganswiderstand leider verringert, der aber absolut keine > Steuerwirkung hat. (Die Mehrzahl der deutschsprachigen Bücher erklärt es > falsch - keine Ahnung, wie das kommt). DU solltest dir mal Gedanken über Modellbildung und praktische Anwendbarkeit machen. Ingenieure sind keine Physiker. Viel Spaß dabei Schaltungsanalyse über die Basis-Emitter-Spannung und die Gummel-Zahl zu betreiben. Das ist nicht zielführend. Der wichtigste Parameter eines Bipolartransistors, der auch sein Verhalten maßgeblich bestimmt, ist die Stromverstärkung Beta.
Lurchi schrieb: > Dabei sind verschiedene Sichtweise für einen Zusammenhang gar nicht so > selten und es ist oft hilfreich passend zwischen den beiden zu > wechseln,- nicht weil ein Bild richtig ist und das andere falsch, > sondern weil je nach Anwendung das eine oder andere praktischer ist Ja - da stimme ich zu, im Prinzip jedenfalls. Aber in diesem Fall gibt es nun mal nur eine "Wahrheit" (anders als beim Licht). Und zur Klarstellung: Ich spreche nicht von "Modellen" oder "Bildern", sondern einfach von der physikalischen Realität, die eben durch etliche Beobachtungen bestätigt wird! Aber mal zwei ganz konkrete Fragen zu Deinem Beitrag: 1.) Für welche Anwendung/Rechnung/Schaltungsanalyse ist die Annahme einer Stromsteuerung denn besser "geeignet"? Das ist ja gerade das Phänomen: Viele haben das evtl. so gelernt und glauben einfach an die Stromsteuerung, dimensionieren Ihre Schaltung aber ganz korrekt nach den Regeln der Spannungssteuerung. Deshalb würde mich ein Gegenbeispiel mal interessieren. 2.) Warum kommentiert eigentlich keiner der Stromsteuerungs-Befürworter meine technischen Argumente (verstärkungsformel, Gegenkopplung). Und ich habe weiter Indizien: Wer kann denn den Early-Effekt erklären durch das Stromsteuerungs-Modell? Apropos "Modell": Man könnte sich ja auch mal ansehen, wie die Simulationsprogramme das Gummel-Poon-Modell implementiert haben. Vielleicht könnten die Strom-Steuerungs-Gläubiger sogar mal die Patentschrift von W. Shockley einsehen?
Heinz K. schrieb: > DU solltest dir mal Gedanken über Modellbildung und praktische > Anwendbarkeit machen. Ingenieure sind keine Physiker. Viel Spaß dabei > Schaltungsanalyse über die Basis-Emitter-Spannung und die Gummel-Zahl zu > betreiben. Das ist nicht zielführend. > Der wichtigste Parameter eines Bipolartransistors, der auch sein > Verhalten maßgeblich bestimmt, ist die Stromverstärkung Beta. Ich will mich wirklich bemühen, nicht unhöflich zu erscheinen, aber weißt Du eigentlich, wovon Du sprichst? Hast Du dir denn mal Gedanken gemacht und mal angeschaut, wie die Transistoren in den Spice-basierten Simulationsprogrammen modelliert sind (Gummel-Poon Modell)? Vielleicht fällt Dir dan der exponentielle Charakter des Zusammenhangs zwischen Ic und Ube auf. Wenn Du den beta-Wert als wichtigsten Transistor-Parameter ansiehst, sei das Dir unbenommen. Aber darum geht es bei dieser Diskussion nicht. Ich wollte weiter nichts als darauf hinweisen, dass der bipolare Transistor in seinem Kollektorstrom von der Spannung Ube gesteuert wird. Dafür gibt es Beweise und seriöse Quellen (sogar Tietze-Schenk ist korrekt in diesem Punkt.Oder schau mal in die "Bibel" der Praktiker: Art of Electronics (Horowitz/Hill). Man müsste z.B. einfach mal darüber nachdenken, wieso der Eingangswiderstand durch Re-Gegenkopplung steigt (und es nicht blind als gegeben hinnehmen). Nichts für ungut - aber man sollte einfach mal sachlich bleiben.
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Für die Analyse von Hand ist oft tatsächlich das Model mit Stromverstärkungsfaktor passender. Allerdings geht es da auch oft nur um grobe Abschätzungen ob etwa der Basisstrom ausreicht - es geht aber auch einiges mehr, etwas die Funktion vom Differenzverstärker. Den Early effect kann man sich sogar eher einfacher im Stromgesteuerten Model kar machen - als variable Breite der Basiszone und damit variable Stromverstärkung. Auch die Spannungssteuerung ist nur ein vereinachendes Model, wenn auch ein recht gutes. So etwas wie die Gegenkopplung durch einen Emitterwiderstand kann man in beiden Modellen erfassen. Die Schwierigkeiten des Stromgesteuerten Modells liegen eher darin so etwas wie Schaltverzögerungen zu erfassen.
Lutz V. schrieb: > Vielleicht fällt Dir dan der exponentielle Charakter des > Zusammenhangs zwischen Ic und Ube auf. [...] > > Ich wollte weiter nichts als darauf hinweisen, dass der > bipolare Transistor in seinem Kollektorstrom von der > Spannung Ube gesteuert wird. Hmm. Und Wasserräder werden mit "Höhe" betrieben, weil die Energie schließlich aus der Höhendifferenz stammt? Nee, wirklich nicht. Wir wollen doch bitte sprachlich sauber bleiben: Die Energie des Wassers stammt aus der Höhendifferenz, aber das Wasser treibt die Turbine an. Ansonsten sind wir ganz schnell dort, dass die Halbleiterei ein Teilgebiet der Geologie ist, weil Silizium schließlich aus Sand gewonnen wird. > Dafür gibt es Beweise und seriöse Quellen (sogar Tietze-Schenk > ist korrekt in diesem Punkt. Quatsch. (Siehe weiter unten.) Bitte keinen "Beweis durch unanfechtbare Autorität" versuchen. > Man müsste z.B. einfach mal darüber nachdenken, wieso der > Eingangswiderstand durch Re-Gegenkopplung steigt (und es > nicht blind als gegeben hinnehmen). Nein. Man muss sich zunächst mal klarmachen, dass "Bipolartransistor" (als Bauelement) und "Transistorstufe" (als Gegenstand der Schaltungstechnik bzw. der Vierpoltheorie) zwei verschiedene Betrachtungsebenen sind. Darauf wurdest Du bereits hingewiesen. Wenn man das akzeptiert, kommt man zu der merkwürdigen, aber richtigen Erkenntnis, dass das Bauelement stromgesteuert, die mit diesem Bauelement aufgebaute Transistorstufe aber spannungs- gesteuert sein kann. Die Eingangskennlinie des Transistors wird ausschließlich durch seinen inneren Aufbau bestimmt; der Eingangswiderstand der Transistorstufe hingegen auch von der Gegenkopplung und dem Arbeitspunkt. Beide Dinge sind nicht identisch. Dein Fehler ist, beide Ebenen zu vermengen. Ärgerlich an dieser Diskussion ist, dass Du eine in meinen Augen richtige Erkenntnis durch diesen falschen Kontext völlig verfälschst. Die richtige Erkenntnis ist nämlich: Die Steilheit ist in der Analogtechnik i.d.R. wesentlich nützlicher als die Stromverstärkung. Das liegt aber nicht an der Bauelemente-Physik, sondern an der Schaltungstechnik: Man koppelt Transistorstufen i.d.R. gegen, und man wählt häufig "Eingangswiderstand >> Quellwiderstand", so dass für die Stufen Spannungssteuerung resultiert. Und, ja - es ist tatsächlich ein merkwürdiges Phänomen, dass überall die weitgehend uninteressante Stromverstärkung erörtert wird, während die Steilheit systematisch zu kurz kommt (zumindest ist das in den Bücher so, die ich in der Hand hatte). Man kann über die Stromverstärkung weder die Gilbert-Zelle (im Kleinsignalbetrieb) noch die Verzerrungen in der Emitterschaltung (im Großsignalbetrieb) verstehen. Über die Steilheit klappt das durchaus.
Lurchi schrieb: > Den Early effect kann man sich sogar eher einfacher im Stromgesteuerten > Model kar machen - als variable Breite der Basiszone und damit variable > Stromverstärkung. > ..und durch welche Größe (Strom oder Spannung?) wird die Basisbreite moduliert? Denke bitte an den pn-Übergang der Diode. > Auch die Spannungssteuerung ist nur ein vereinachendes Model, wenn auch > ein recht gutes. Es ist das einzige, das mit der Theorie übereinstimmt. > > So etwas wie die Gegenkopplung durch einen Emitterwiderstand kann man in > beiden Modellen erfassen. ...was heißt denn "erfassen"? ERKLÄREN muss man es können. Und man muss erklären können, wieso der Eingangswiderstand größer wird. Muss ich wirklich noch darauf hinweisen, dass laut Rückkopplungs-Theorie der Einganswiderstand NUR bei rückgekoppelter SPANNUNG ansteigt und bei rückekoppeltem Strom sinkt?
1.) Zum Komplex "Wasserräder" kann ich nichts sinnvolles beitragen. 2.) Zum Thema "Gegenkopplung" habe ich gerade in meiner vorstehenden Antwort Stellung genommen und Erklärungen geliefert, die ich eigentlich für überflüssig hielt. Ich habe wohl zuviel Kenntnisse der Rückkopplungstheorie vorausgesetzt.(Ein einfaches "Nein" von Deiner Seite ist als Kommentar ein bischen wenig). Possetitjel schrieb: > Man muss sich zunächst mal klarmachen, dass "Bipolartransistor" > (als Bauelement) und "Transistorstufe" (als Gegenstand der > Schaltungstechnik bzw. der Vierpoltheorie) zwei verschiedene > Betrachtungsebenen sind. Darauf wurdest Du bereits hingewiesen. Keine besonders originelle Erkenntnis - aber: Die Eigenschaften des Transistors kann man doch wohl in einer Verstärkerstufe überprüfen? Ich könnte es jedenfalls. > > Wenn man das akzeptiert, kommt man zu der merkwürdigen, aber > richtigen Erkenntnis, dass das Bauelement stromgesteuert, die > mit diesem Bauelement aufgebaute Transistorstufe aber spannungs- > gesteuert sein kann. Mag ja sein, dass Du zu dieser Erkenntnis kommst. Ist aber bisher nur eine Behauptung, die aber nachweislich falsch ist. > Die Eingangskennlinie des Transistors wird ausschließlich durch > seinen inneren Aufbau bestimmt; der Eingangswiderstand der > Transistorstufe hingegen auch von der Gegenkopplung und dem > Arbeitspunkt. Beide Dinge sind nicht identisch. > Dein Fehler ist, beide Ebenen zu vermengen. Du hast nichts verstanden (Entschuldigung); das mag aber auch daran liegen, dass ich zu wenig erklärt bzw. zuviel vorausgesetzt habe. Im Klartext: Die Tatsache, dass der Eingangswiderstand an der Basis (mit Re-Gegenkopplung) mit Re steigt, beweist (!!), dass auf die Basis-Emitterstrecke eine gegnkoppelnde SPANNUNG wirkt. Dazu hätte ich gerne Deinen Kommentar. > > Ärgerlich an dieser Diskussion ist, dass Du eine in meinen > Augen richtige Erkenntnis durch diesen falschen Kontext > völlig verfälschst. Ich hoffe, Du hast jetzt etwas besser verstanden. > > Die richtige Erkenntnis ist nämlich: Die Steilheit ist in der > Analogtechnik i.d.R. wesentlich nützlicher als die Stromverstärkung. > Schon wieder diese schwammigen Formulierungen. Es geht nicht um "Nützlichkeit"! Wir reden über Physik und Messtechnik! Und für den BJT ist die Steilheit die einzige Größe die den Ausgang mit dem Eingang steuermäßig verbindet. Und deshalb kommt auch nur die Steilheit gm in den Verstärkungsformeln vor (und argumentiere jetzt bitte nicht mit gm=h21/h11, das wäre ein wenig kurzsichtig) > > Und, ja - es ist tatsächlich ein merkwürdiges Phänomen, dass > überall die weitgehend uninteressante Stromverstärkung erörtert > wird, während die Steilheit systematisch zu kurz kommt (zumindest > ist das in den Bücher so, die ich in der Hand hatte). > Da kann ich endlich zustimmen. Apropos Bücher: Ich versuche keinen "Beweis durch unanfechtbare Autorität". Für längere Beweise und Ladungsträger-Physik ist in so einem Forum kein Platz - das wirst Du hoffentlich einsehen. Und ich habe nicht nur Behauptungen aufgestellt, sondern messtechnisch überprüfbare Argumente genannt. Und da diese Fakten bisher von KEINEM Teilnehmer registriert bzw. kommentiert worden sind, dachte ich, es wäre hilfreich ein paar Quellen mit hoher Reputation zu erwähnen (mit einigen der sog. Lehrbücher habe ich recht zweifelhafte Erfahrungen). Aber wieso kommentierst Du meinen Hinweis auf Tietze/Schenk lapidar mit "Quatsch"???
Lutz V. schrieb: > Lurchi schrieb: >> Auch die Spannungssteuerung ist nur ein vereinachendes Model, wenn auch >> ein recht gutes. > > Es ist das einzige, das mit der Theorie übereinstimmt. Blödsinn. Es gibt gar keine Theorie für die Spannungssteuerung des Bipolartransistors. Es gibt hingegen eine sehr gute (einleuchtende, konsistente) Theorie für die Stromsteuerung. Bevor du danach fragst, wie die Stromsteuerung Sekundäreffekte am Transistor wie den Early-Effekt erklärt, solltest du erstmal darlegen wie die Basis-Emitterspannung unabhängig vom Basisstrom den Kollektor- strom steuern können soll. Denn so funktioniert Wissenschaft: wenn du sagst "die alte Theorie ist schlecht, meine neue hier ist besser", dann muß deine neue Theorie mindestens erstmal alles erklären was die alte Theorie erklärt hat und dann oben drauf noch etwas neues, was die alte Theorie nicht erklären konnte. So lange du das nicht kannst, bist du einfach nur ein Schwätzer. Es sind nicht die alten Theorien, die nachweisen müssen daß sie besser sind. Es sind die neuen Theorien. >> So etwas wie die Gegenkopplung durch einen Emitterwiderstand kann man in >> beiden Modellen erfassen. > > ...was heißt denn "erfassen"? ERKLÄREN muss man es können. Und man muss > erklären können, wieso der Eingangswiderstand größer wird. Ich denke mal, alle hier (außer dir offensichtlich) haben verstanden, daß eine Rückkopplung im Emitterkreis zwar den Eingangswiderstand der Transistorschaltung erhöht, aber eben nicht den Eingangswiderstand des Basis-Emitter-pn-Übergangs verändert. Und falls das nicht klar geworden ist: du schreibst hier Bullshit. Niemand bestreitet, daß man am Bipolartransistor eine Spannung anlegen muß um den Kollektorstrom zu steuern. Aber die Steuergröße ist der Basisstrom (der ohne Spannung nun mal nicht fließt). Nun kann man sich zwar auf den Standpunkt stellen daß der Basisstrom ja direkt von der Basis-Emitterspannung abhängt und man daher auch eine direkte Abhängigkeit des Kollektorstroms von der Basis-Emitterspannung annehmen kann. Nun, für die Zwecke der Modellierung sind beide Betrachtungsweisen gleichwertig. Andererseits gibt es für die Spannungssteuerung am Bipolartransistor keinerlei tragfähigen physikalischen Mechanismus. Ganz im Gegensatz zur Elektronenröhre oder zum MOSFET, wo es einen solchen Mechanismus gibt. Und deswegen gibt es genau gar keinen Grund, an die Spannungssteuerung des Bipolartransistors zu glauben. Im Gegenteil. Wenn man sich diese Betrachtungsweise zum Vorbild nehmen würde, kann könnte man mit Fug und Recht behauoten, daß ein Auto durch Muskelkraft angetrieben wird. Denn schließlich muß man mit dem Fuß (also mit Muskelkraft) das Gaspedal betätigen. Ohne das fährt das Auto nicht. Daß der Fuß den Zufluß von Kraftstoff zum Motor steuert, ist ein unwichtiges Detail, ein "Defekt" des Modells. Ja, das war jetzt Ironie.
Ich möchte mich kurz fassen; eine längere Antwort verdient dieser Beitrag nicht. Axel S. schrieb: > Blödsinn. Es gibt gar keine Theorie für die Spannungssteuerung des > Bipolartransistors. Es gibt hingegen eine sehr gute (einleuchtende, > konsistente) Theorie für die Stromsteuerung. Worte wie "Blödsinn" und "Bullshit" (später) würde ich nur gebrauchen, wenn ich über das zu diskutierende Problem mindestens eine Woche nachgedacht hätte. Hier zeugt es nur von Ignoranz. Hast Du eigentlich jemals die Namen Ebers-Moll bzw. Gummel-Poon gehört? Nein, natürlich nicht - sonst könntest Du nicht so dumm (pardon) daherreden. Das sind in allen modernen Simulationsprogrammen berücksichtigte Modelle, die ausscjhließlich auf Spannungssteuerung aufbauen. > > wenn du > sagst "die alte Theorie ist schlecht, meine neue hier ist besser", dann > muß deine neue Theorie mindestens erstmal alles erklären was die alte > Theorie erklärt hat und dann oben drauf noch etwas neues, was die alte > Theorie nicht erklären konnte. So lange du das nicht kannst, bist du > einfach nur ein Schwätzer. > > Es sind nicht die alten Theorien, die nachweisen müssen daß sie besser > sind. Es sind die neuen Theorien. Eine Empfehlung meinerseits: Bevor Du solchen - Pardon - Unsinn von Dir gibst ("alt" und "neu"), solltest Du Dich einfach vorher mal informieren. Es ehrt mich zwar ungemein, dass Du annimmst, die "Theorie der Spannungssteuerung" würde von mir stammen. Sorry - ist uralt. Versuche einfach mal, ein paar vernünftige Bücher dazu zu lesen (die englischsprachigen sind besser als die deutschen). Falls Dir der Name Shockley etwas sagen sollte, in seiner Patentschrift hat er im Jahre 1951 ausführlich beschrieben, wie und warum der Kollektorstrom nur von der Basis-Emitter-Spannung Ube gesteuert wird. Ich weiß, es ist schwer, eine seit Jahren verfestigte Vorstellung aufzugeben, aber gerade solche Flexibilität unterscheidet das selbstkritische vom tumben/sturen Individuum. Nichts für ungut - ich erlaube mir solche "weisen" Ratschläge. Ich bin 75 Jahre alt und möchte meine Erfahrungen mit vielen, vielen Studenten hier in diesem Forum einbringen. Allerdings erhoffe ich mir ausschließlich sachlich-technisch orientierte Beiträge, Antworten und echte (faire!) Diskussionen! Dazu gehört aber auch, dass man die menschliche Größe aufbringt, auch mal eigene Fehlinterpretationen zu korrigieren.
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Lutz V. schrieb: > Nichts für ungut - ich erlaube mir solche "weisen" Ratschläge. Ich bin > 75 Jahre alt Ok. Dann hake ich das unter "Altersstarrsinn" ab. EOD. > und möchte meine Erfahrungen mit vielen, vielen Studenten > hier in diesem Forum einbringen. Davor kann ich besagte Studenten nur warnen. Genau diesem Zweck diente mein Post. Wenn spätere Leser diesen Thread via (z.B.) Google finden, dann sollen sie wissen daß dein Gefasel nicht der Konsens ist, sondern eine Einzelmeinung.
Lutz V. schrieb: > Mag ja sein, dass Du zu dieser Erkenntnis kommst. Ist > aber bisher nur eine Behauptung, die aber nachweislich > falsch ist. Wäre sie tatsächlich falsch, so könntest Du diesen Nachweis führen. Das kannst Du aber nicht. Du kannst nur behaupten, Shockley oder irgend eine andere Autorität hätte diesen Nachweis bereits geführt. Auf solche Spiegelfechterei habe ich keine Lust. > Dazu hätte ich gerne Deinen Kommentar. Den bekommst Du aber nicht. Es gibt bedeutend vergnünglichere Möglichkeiten, seine Zeit zu verbringen. > Ich hoffe, Du hast jetzt etwas besser verstanden. Ja, habe ich. Und tschüss.
Lutz V. schrieb: > Und deshalb kommt auch nur die Steilheit gm in den Verstärkungsformeln > vor > (und argumentiere jetzt bitte nicht mit gm=h21/h11, das wäre ein wenig > kurzsichtig) Es ist absolut wurscht, was für ein Bauteil in dem viereckigen Kästchen steckt. Egal ob Transistor, Röhre oder FET. Alles wird über die H-Parameter charakterisiert. Lutz V. schrieb: > Für längere Beweise und Ladungsträger-Physik ist in so einem Forum kein > Platz - das wirst Du hoffentlich einsehen. Warum nicht? Physik und Schaltungstechnik sind sehr grundverschieden. Die Physik der Halbleiter mußten wir damals pauken. Ich habe sie kaum wieder gebraucht. Sie kann man aber auch nicht mal schnell im Bastelkeller erklären. Bändermodell, Dotierung ... Wir hatten als Dozenten damals einen Schüler von diesem Herren: Prof.Dr.sc.techn.Dr.h.c.mult. Eugen S. Philippow
Den steigenden Eingangswiderstand einer Schaltung mit Eitterwiderstand kriegt man raus, unabhängig davon ob man den Basisstrom oder die Basis-Emitterspannung als wesentlichen Parameter ansieht. Das sagt also gar nichts aus. Ein Unterschied zwischen den beiden Beschreibungen sieht man vor allem bei Schaltvorgängen: Beim Auschalten einen Transistors in Emitterschaltung bricht der Kollektorstrom mit der Spannung an der Baisis zusammen, nicht mit dem Basisstrom. In dem Fall tut sich die Beschreibung über den Strom recht schwer das zu modellieren. Die Idee ist da die Zahl der Minoritätsladungsträger in der Basis zu betrachten, die sind es die einen Stromfluss durch die Basis erlauben. Mit der Spannung sind ist die zahl über einen einfachen Logrithmischen Zusammenhang verbunden. Über die Ströme bekommt man die Ladungsträgr nur über Intergrale aus der Vergangenheit. Um wieder zurück zum PN Übergang zu kommen, da wird die Bedeutung der Spannung z.B. bei der LED deutlich: die Lichtaussendung beim ein / ausschalten bei der LED folgt zeitlich der Spannung, nicht dem Strom.
Lutz V. schrieb: > Nichts für ungut - ich erlaube mir solche "weisen" Ratschläge. > Ich bin 75 Jahre alt Das ist ÄUSSERST schwer zu glauben, denn... > und möchte meine Erfahrungen mit vielen, vielen Studenten > hier in diesem Forum einbringen. ... bei diesem Lebensalter würde ich bei Dir das Bewusstsein erwarten, dass a) die Forenteilnehmer nicht Deine Studenten sind und b) man mit niemanden - selbst mit Studenten nicht - in einem derart belehrend-herablassenden Ton reden sollte, wenn man angehört werden möchte. > Allerdings erhoffe ich mir ausschließlich sachlich-technisch > orientierte Beiträge, Antworten und echte (faire!) Diskussionen! Nun ja. Behandele die anderen so, wie Du selbst von ihnen behandelt werden möchtest. Deine aus jeder Zeile triefende Überzeugung, Deine Gesprächspartner seien nicht nur unfassbar dumm, sondern überdies auch renitent, ist nicht geeignet, ein angenehmes Diskussionsklima zu schaffen. > Dazu gehört aber auch, dass man die menschliche Größe aufbringt, > auch mal eigene Fehlinterpretationen zu korrigieren. "Vor den Erfolg haben die Götter den Schweiss gesetzt". Hilf mir, meine Interpretation als Fehlinterpretation zu erkennen, und ich werde die Größe aufbringen, sie zu korrigieren :)
Lurchi schrieb: > Den steigenden Eingangswiderstand einer Schaltung mit > Eitterwiderstand kriegt man raus, unabhängig davon ob > man den Basisstrom oder die Basis-Emitterspannung als > wesentlichen Parameter ansieht. Das sagt also gar nichts > aus. Richtig. Ein I/U-Wandler mit FET-OPV hat in ziemlich guter Näherung 0 Ohm Eingangswiderstand. Ist das jetzt ein Beweis dafür, dass ein FET 0 Ohm Eingangswiderstand hat? - Natürlich nicht. So ein Blödsinn. > Um wieder zurück zum PN Übergang zu kommen, da wird die > Bedeutung der Spannung z.B. bei der LED deutlich: die > Lichtaussendung beim ein / ausschalten bei der LED folgt > zeitlich der Spannung, nicht dem Strom. ??? Das Argument verstehe ich nicht. Das LED-Leuchten ist meines Wissens Rekombinationsleuchten; die Intensität sollte also (in sinnvollen Bereichen) zum Strom proportional sein. Leckströme und Sättigungseffekte kommen sicherlich noch dazu.
Hallo Nochmal zum statischen Fall: Im BPT wird der Injektionsstrom aus dem Emitter in die Basis über die Weite der BE-Raumladungszone eingestellt. Die Weite der Raumladungszone (RLZ) hängt von der angelegten Spannung ab, nicht vom Strom. Die Ladungsträger diffundieren in der Basis zum Kollektor-Übergang und werden dort "abgesaugt". Jeder Strom der am Basiskontakt fließt resultiert aus Ladungsträgern die es nicht bis zum Kollektor geschafft haben z.B. durch Rekombination. D.h. die Spannung am BE-Übergang legt letztendlich den Kollektorstrom fest. Der Strom der dabei fließt, ist ein Störeffekt der durch Rekombination in der Basis oder in den RLZ stattfindet. Auch dieser Strom hängt exponentiell von der BE-Spannung ab. Possetitjel schrieb: >> Um wieder zurück zum PN Übergang zu kommen, da wird die >> Bedeutung der Spannung z.B. bei der LED deutlich: die >> Lichtaussendung beim ein / ausschalten bei der LED folgt >> zeitlich der Spannung, nicht dem Strom. > > ??? > > Das Argument verstehe ich nicht. Das LED-Leuchten ist meines > Wissens Rekombinationsleuchten; die Intensität sollte also > (in sinnvollen Bereichen) zum Strom proportional sein. Leckströme > und Sättigungseffekte kommen sicherlich noch dazu. Ich schätze er meint es so, dass beim Umschalten eben nicht nur ein Rekombinationsstrom fließt (so wie im statischen Fall) sondern auch ein Strom der die Ladungen für den Aufbau der Raumladungszone zur Verfügung stellt. Es ist sozusagen die Kapazität die in der LED umgeladen werden muss. Damit liegt aber eben auch nicht die Spannung unverzögert am pn-Übergang an obwohl bereits ein Strom fließt. Ich denke er hat hier nicht umsonst geschrieben: "beim ein / ausschalten" Klar kann man sich hier auch wieder streiten, denn die Spannung direkt am pn-Übergang kann man genauso wenig messen wie den reinen Rekombinationsstrom. Sie bestehen immer aus mehreren Komponenten.
Liebe Freunde - lasst mich eines sagen: Einige von Euch müssen noch lernen, wie man eine technische Diskussion anständig und fair führt. Ich will auf die letzten Beiträge (es sind eher Meinungsäußerungen ohne sachlichen Inhalt) gar nicht eingehen. Wer nicht versteht, worum es geht, sollte lieber schweigen. Das Wort "Starrsinn" fällt wohl eher auf diejenigen zurück, die unfähig oder nicht willens sind, etwas dazu zu lernen. Schade für Euch. Nur zwei Beispiele: 1.) Ich habe nie gesagt, dass die Berechnung des Eingagswiderstandes nur über die Tatsache der Spannungssteuerung möglich ist, sondern es geht um die Feststellung, dass sich der Eingangswiderstand an der Basis ERHÖHt ! Hat das denn keiner verstanden? Und diese Tatsache ist es, die auf Spannungssteuerung hinweist - andernfalls müsste der Eingangswiderstand nämlich sinken! Weiß das denn keiner von Euch? Das sind Grundlagen der Rückkopplungstheorie! 2.) Diejenigen, die von Stromsteuerungsmodellen reden, machen einen grandiosen Denkfehler: Sie verwechseln das lineare Kleinsignal-Ersatzmodell des Transistors mit dem vollständigemn Modell so wie es in den Simulationsprogrammen implementiert ist. Was glaubt Ihr denn, wie die e-Funktion der Eingangskennlinie zustande kommt? Durch Euer h-Parameter-Ersatzbild? Bitte realisiert, dass dieses vereinfachte h-Paramer-Modell nur für Kleinsignale gilt und nur für einen einzigen bestimmten Arbeitspunkt, den ihr im Modell gar nicht seht. Und dieser DC-Arbeitspunkt wird natürlich durch die Spannung Ube engestellt, wodurch denn sonst? Wozu denn sonst der Basis-Spannungsteiler? Seid Ihr wirklich so stur und glaubt, dass alle führenden US-Universitäten einschließlich des Mr. Shockley, der der e-Funktion zur Beschreibung des pn Übergangs seinen Namen gab, falsch liegen? Ihr wisst es besser? Und Ihr werft mr Starrsinn vor? Zitat: "If you make people think they're thinking, they'll love you. But if you really make them think, they'll hate you" - Don Marquis Schade - ich dachte, dieses Forum wäre seriöser. Der starrsinnige Prof. im Ruhestand verabschiedet sich. Viel Erfolg weiterhin bei allen selbstkritischen Betrachtungen.
Hallo Herr von Wangenheim, zum Verständnis des Early-Effekts : ich habe gerade einen Forums-Eintrag (research-gate) bzgl. des Early-Effekts von Ihnen gefunden. Ihr Verständnis ist leider nicht richtig. Die Raumladungszone verkleinert sich nicht, wie sie schreiben. Sie wird größer und dehnt sich in die neutrale Basis aus. Folglich verringert sich tau in der Basis, was zum Stromanstieg führt. Musst ich nur mal loswerden.
samdeluxe schrieb: > > zum Verständnis des Early-Effekts > : > ich habe gerade einen Forums-Eintrag (research-gate) bzgl. des > Early-Effekts von Ihnen gefunden. Ihr Verständnis ist leider nicht > richtig. Die Raumladungszone verkleinert sich nicht, wie sie schreiben. > Sie wird größer und dehnt sich in die neutrale Basis aus. Folglich > verringert sich tau in der Basis, was zum Stromanstieg führt. Danke für die Anfrage - es kann sich dabei nur um ein Missverständnis bei einem von uns beiden handeln. Ich würde es gerne aufklären, deshalb: Was war der Titel der betreffende Frage in RG ?
Geil "The Big Bang Theory" im echten leben. Soll mal jemand behaupten das TV Serien keinen Bezug zu Realität haben. ;-) Chuck L.
Bodo schrieb: > > Im BPT wird der Injektionsstrom aus dem Emitter in die Basis über die > Weite der BE-Raumladungszone eingestellt. Die Weite der Raumladungszone > (RLZ) hängt von der angelegten Spannung ab, nicht vom Strom. > Die Ladungsträger diffundieren in der Basis zum Kollektor-Übergang und > werden dort "abgesaugt". > Jeder Strom der am Basiskontakt fließt resultiert aus Ladungsträgern die > es nicht bis zum Kollektor geschafft haben z.B. durch Rekombination. > D.h. die Spannung am BE-Übergang legt letztendlich den Kollektorstrom > fest. > Der Strom der dabei fließt, ist ein Störeffekt der durch Rekombination > in der Basis oder in den RLZ stattfindet. Auch dieser Strom hängt > exponentiell von der BE-Spannung ab. Ich glaube, das hier ist der erste sachliche Beitrag (ohne Polemik) zum Thema. Eigentlich schade, dass man das extra betonen muss. Der Hauptgrund dafür, dass ich mich noch einmal zu Wort melde, ist aber der nochmalige Versuch, durch zwei weitere sachlich-technische Argumente (und nicht nur durch Behauptungen)zu überzeugen: 1.) Die Wirkungsweise des klassischen Stromspiegels kann nur erklärt werden durch die Tatsache, dass der Kollektorstrom durch die Basis-Emitter-Spannung bestimmt wird; 2.) Die Übertragungskennlinie des aus zwei bzw. drei bipolaren Transistoren bestehenden Differenzverstärkers folgt der tanh-Funktion. Wer von den - ach so selbstsicheren Stromsteuerungs-Anhängern (die Ironie kann ich mir nicht verkneifen) - kann das wohl erklären, ohne auf die e-Funktion der Spannungssteuerung zurückgreifen zu müsssen? Ich wünsche allen einen guten Jahresübergang und einigen viel Erfolg beim Erwerben neuer bzw. Vermehren der (hoffentlich!) gewonnenen Erkenntnisse.
2.) The explanation for the Early effect is based on the narrowing of the depletion area (and the corresponding increase of the electrical field inside this area). Therefore, the current Ic increases - for a constant current Ib! Does this phenomenon proof that the current Ic depends on the voltage which determines the field strength within the pn junction? aus: https://www.researchgate.net/post/Voltage_or_current_controlled_device_is_a_BJT_And_what_does_voltage_controlled_and_current_controlled_mean_Is_this_a_property_of_the_BJT
Samdeluxe - danke für den link. In der Tat - ein Missverständnis, das sich aber leicht aufklären lässt: Wenn die C-E-Spannung (und damit auch die C-B-Spannung) steigt, verbreitert sich die C-B-Sperrschicht (zu Lasten der sowieso schon verschmälerten B-E-Zone). Es wird also die durch die konstant B-E-Spannung fast abgebaute B-E-Sperrschicht zusätzlich in ihrer Ausdehnung verringert. Dadurch steigt logischgerweise die Feldstärke innerhalb dieser Schicht an und damit die Bewegungsenergie der vom Kollektor angezogenen Ladungsträger, deren Zahl sich dadurchvergrößert. Der Kollektorstrom steigt also. Der "Knackpunkt" ist also die Tatsache, dass wir zwei Sperrschichten betrachten müssen, da es ja auch zwei pn-Übergänge gibt (einer gesperrt undd er andere offen). In dem zitierten Text hätte ich - der Klarheit halber - hinzufügen müssen: (...narrowing of the depletion area...) "between base and emitter". Andererseits sollte aus den vorangegangenen Beiträgen in RG klar geworden sein, dass es sich nur um die B-E-Zone handeln kann. Missverständnis geklärt?
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Nun da kann ich Ihnen leider nicht zustimmen. Die Beschreibung des Early-Effektes bezieht sich nur auf die BC-RLZ. Durch Verkleinerung der neutralen Basis durch Ausdehnung der BC-RLZ verkürzt sich die Zeit der Minoritäten in der neutralen Basis und der Strom steigt auf Grund von I=dQ/dt. Der Early-Effekt wird durch das Dotierungsprofil von Basis und Kollektor bestimmt. Der Early-Effekt als Basisweitenmodulation ist übrigens auch so im Tietze-Schenk beschrieben. Trotz alledem, eine sehr interessante Diskussion.
Ja - und wo ist der Widerspruch? Welcher Aussage können Sie nicht zustimmen? Genau das habe ich doch gesagt: Die Basiszone verringert sich in der Breite bei steigender Spannung Ucb.
Lutz V. schrieb: > Dadurch steigt logischgerweise die Feldstärke > innerhalb dieser Schicht an und damit die Bewegungsenergie der vom > Kollektor angezogenen Ladungsträger, deren Zahl sich dadurchvergrößert. Gibt hierbei nur ein Problem: Der Kollektor zieht gar keine Ladungsträger an. Die Ladungsträger, die vom Emitter in die Basis kommen würden am liebsten in der Basis bleiben, es ist lediglich die RLZ von Basis und Kollektor, die die Elektronen, die vom Emitter in die Basis kommen, in den Kollektor beschleunigen. Lutz V. schrieb: > Hast Du eigentlich jemals die Namen Ebers-Moll bzw. Gummel-Poon gehört? > Nein, natürlich nicht - sonst könntest Du nicht so dumm (pardon) > daherreden. Das sind in allen modernen Simulationsprogrammen > berücksichtigte Modelle, die ausscjhließlich auf Spannungssteuerung > aufbauen. Na wir wollen mal nicht hoffen, dass das Ebers-Moll-Modell benutzt wird. Das hat grad mal 3 Parameter für einen Transistor (wenn ich mich recht entsinne), das wäre erschreckend wenig. Ich denke das Problem hier ist, dass beide Seiten irgendwo recht haben. So ein Transitor reagiert nun mal auf Strom und auch auf Spannung. In der primären (praktischen) Verwendung jedoch ist ein BiPo ein stromgesteuertes Element denn seine Kernparameter sind nun mal seine Stromverstärkung B bzw. ? und das Ausgangskennlinienfeld eines BiPos zeigt sehr deutlich eine sehr starke Abhängigkeit des Kollektorstroms vom Basisstrom, nicht aber von der Basisspannung. Schaut man sich das Kennlinienfeld Ube_sat über Ic an sieht man insbesondere, dass bei erreichen von Ube_sat Ic praktisch gar nicht mehr von Ube abhängt sondern nur noch vom Basisstrom.
Michael K. schrieb: > Schaut man sich das > Kennlinienfeld Ube_sat über Ic an sieht man insbesondere, dass bei > erreichen von Ube_sat Ic praktisch gar nicht mehr von Ube abhängt > sondern nur noch vom Basisstrom. Ich sehe im obigen Bild, dass sich UBEsat gerade mal um den Faktor 1,4 ändert. Ic ändert sich aber um mehr als 3 Größenordnungen. Die Basistromabhängigkeit ist nicht direkt gezeigt. Ob man aber die Sättigung und den aktiven Bereich so vergleichen sollte ist eine andere Frage. Michael K. schrieb: > das Ausgangskennlinienfeld eines BiPos > zeigt sehr deutlich eine sehr starke Abhängigkeit des Kollektorstroms > vom Basisstrom, nicht aber von der Basisspannung. Auch hier existiert ein exponentieller Zusammenhang zwischen UBE und Ic (auch wenn er im Ausgangskennlinienfeld so nicht zu sehen ist) und diese Abhängigkeit ist viel stärker als der näherungsweise lineare Zusammenhang der Ströme Ib und Ic. (dIc/d(VBE) >> dIc/dIb) Bitte überdenke nochmal die Kausalität deiner Aussagen. student01 schrieb: > Guten Abend, ich versuche gerade die Herleitung für die > Shockley-Diodengleichung mit dieser > (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_3.html) > Seite zu verstehen. Falls noch Interesse besteht hier eine weitere Quelle in der die Ströme des pn-Übergangs und die Herleitung der Shockley-Gleichung etwas ausführlicher (aber engl.) erklärt werden. http://ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter4/ch4_4.htm
Michael K. schrieb: > Ich denke das Problem hier ist, dass beide Seiten > irgendwo recht haben. Nun ja... das eine Problem, das ich sehe, liegt in der angeblichen Identität unseres Diskussionsteilnehmers. Ich bin fest davon überzeugt, dass es sich NICHT um einen 75jährigen Professor handelt - manche Professoren sind zwar etwas komisch drauf, aber ich kenne keinen, der dermaßen viele eklatante sachliche und didaktische Fehler macht. > So ein Transitor reagiert nun mal auf Strom und auch auf > Spannung. [...] Hier steckt das andere Problem: Bitte geht doch nicht dieser in die Irre führenden Idee auf den Leim, die physikalische und die schaltungstechnische Ebene zu vermischen! Ich bin - wohl im Gegensatz zu Dir - der Überzeugung, dass in der (analogen) Schaltungstechnik die Stromverstärkung eine relativ uninteressante Größe ist. Die Steilheit ist in der Praxis wesentlich nützlicher. Das ändert aber nichts daran, dass ich den Bipolartransistor auf der physikalischen Ebene als stromgesteuert auffasse! Der zentrale Steuerungsmechanismus hängt nach meiner trüben Erinnerung mit Ladungsträgerkonzentrationen zusammen, d.h. damit, dass eine erzwungene Änderung der Minoritätsträgerdichte eine Änderung der Majoritätsträgerdichte nach sich zieht. Die Änderung der Trägerdichten erfolgt - anders als beim Unipolar- transistor, also dem FET - dadurch, dass Ladungsträger von Außen irgendwo hineingepumpt werden. Das ist beim FET nicht so; dort genügt das reine Feld - beim BiPo muss "echter" Strom fließen; Verschiebungsstrom genügt nicht! Trotzdem gebe ich Dir in gewisser Weise Recht: Wenn Ströme und Spannungen kausal voneinander abhängen, ist ein Gutteil Willkür dabei, wenn man von Strom- oder Spannungssteuerung redet :)
Michael K. schrieb: > Ich denke das Problem hier ist, dass beide Seiten irgendwo recht haben. > So ein Transitor reagiert nun mal auf Strom und auch auf Spannung. In > der primären (praktischen) Verwendung jedoch ist ein BiPo ein > stromgesteuertes Element denn seine Kernparameter sind nun mal seine > Stromverstärkung B bzw. ? und das Ausgangskennlinienfeld eines BiPos > zeigt sehr deutlich eine sehr starke Abhängigkeit des Kollektorstroms > vom Basisstrom, nicht aber von der Basisspannung. Michael - auf diesen sachlich gehaltenen Kommentar will ich dann doch noch einmal eingehen. Bei allem Respekt - das mit dem Ausgangskennlinienfeld ist nun wirklich keine Art von Beweis dafür, dass der Basistrom die Hauptrolle spiuelen würde. Es gibt genauso ein Ausgangskennlinien feld mit Ube als Parameter. Allerdings sieht man es seltener. Und das hat zwei rein praktische Gründe: 1.) Es passt zum Vier-Quadranten-Kennlinienfeld, weil im 2. Quadranten der Zusammenhang zwischen Ic und Ib aufgetragen wird. Anderfalls würde es keinen durchgehenden Zusammenhang für einen gewählten Arbeitspunkt geben. 2.) Nur im Fall der Ausgangskennlinien mit Ib als Parameter haben die einzelnen Kennlinien einen nahezu äquidistanten Abstand mit einer (zunehmenden) Steigung, welche die Definition der (fiktiven) EARLY-Spannung möglich macht, da die Verlängerungen der Kennlinien in den negativen Bereich (Tangenten) sich bei einer negativen Spannung schneiden. __________ Das sind die Hauptgründe für diese Präsentation der Kennlinien; eine Aussage zur Steuerung von Ic kann daraus nicht abgeleitet werden. Aber beim Stichwort "Kennlinien" fällt mir noch ein überzeugender weiterer Beweis ein: Es gibt den "magischen" Temperaturkoeffizienten d(Ube)/d(T)=-2mV/K (für Ic=const). In Worten: Die Spannung Ube muss um 2mV pro Grad Temperaturerhöhung reduziert werden, um den dadurch verursachten Anstieg von Ic zurück zu nehmen. Und diese Größe resultiert aus Berechnungen zur Ladungsträger-Beweglichkeit. Wer diese theoretisch ermittelte Größe ignoriert und daraus nicht den Einfluss von Ube auf Ic erkennen kann oder will, dem ist nicht zu helfen. Frage: Kennt denn jemand aus der "Stromsteuerungs-Fraktion" eine vergleichbare Zahl, die sagt, um wieviel der Basisstrom pro K verringert werden muss, um die Ic-Erhöhung aufzufangen? Vielleicht ist diese Tatsache für einige doch Anlass, mal nachzudenken statt zu polemisieren und zu schimpfen (Blödsinn, Bullshit, rumfaseln,...). Wenn ich mir noch diese Bemerkung erlauben darf: Ich habe sowieso den Eindruck, dass dieses Forum eher von Praktikern besucht und getragen wird, die in der Theorie nicht ganz so bewandert sind. Das ist völlig in Ordnung und überhaupt kein Problem - nur dann sollten diese Personen sich doch lieber etwas zurückhalten anstatt unqualifizierte Beiträge zu produzieren. Ich erinnere nur an den einen Teilnehmer, der doch tatsächlich meinte, ich würde eine "neue" Theorie aufstellen wollen. Auffällig ist auch, dass ich auf alle meine - wie ich meine - Beweisführungen (Verstärkungsformel, Gegenkopplungseffekt, Stromspiegel, tanh-Funktion,..) bisher KEINE einzige Reaktion (geschweige denn eine Art Gegenbeweis) erhalten habe. Stattdessen: Behauptungen ohne Beweis und unflätige Beschimpfungen. Eigentlich ein untrügliches - aber sehr trauriges - Zeichen für...... Happy New Year.
Possetitjel schrieb: > Der zentrale Steuerungsmechanismus hängt nach meiner trüben > Erinnerung mit Ladungsträgerkonzentrationen zusammen, d.h. > damit, dass eine erzwungene Änderung der Minoritätsträgerdichte > eine Änderung der Majoritätsträgerdichte nach sich zieht. Und nochmal: Bodo schrieb: > Im BPT wird der Injektionsstrom aus dem Emitter in die Basis über die > Weite der BE-Raumladungszone eingestellt. Die Weite der Raumladungszone > (RLZ) hängt von der angelegten Spannung ab, nicht vom Strom. Possetitjel schrieb: > Das ist beim FET nicht > so; dort genügt das reine Feld - beim BiPo muss "echter" Strom > fließen; Verschiebungsstrom genügt nicht! Auch ein FET besitzt einen Gate-Leckstrom (wenn auch einen viel geringeren) den man von außen ständig zuführen muss, da sonst die Spannung zusammenbricht. Bei beiden Bauelementen muss man einen Strom fleißen lassen um diese Störeffekte zu unterdrücken. Possetitjel schrieb: > Wenn Ströme und > Spannungen kausal voneinander abhängen, ist ein Gutteil Willkür > dabei, wenn man von Strom- oder Spannungssteuerung redet :) Mit Willkür hat das nichts zu tun. Die Abhängigkeit ist eindeutig: Ströme fließen nur wenn es einen Potential- oder Konzentrationsunterschied gibt, nicht umgekehrt.
Possetitjel schrieb: > Michael K. schrieb: > Ich denke das Problem hier ist, dass beide Seiten irgendwo recht haben. > > Nun ja... das eine Problem, das ich sehe, liegt in der angeblichen > Identität unseres Diskussionsteilnehmers. Ich bin fest davon überzeugt, > dass es sich NICHT um einen 75jährigen Professor handelt - manche > Professoren sind zwar etwas komisch drauf, aber ich Zur Verteidigung von Herrn von Wangenheim, ich bin mir sehr sicher das er es ist. Die Argumentation ähnelt sehr der Argumentation in seinen Büchern.
Lutz V. schrieb: > Auffällig ist auch, dass ich auf alle meine - wie ich > meine - Beweisführungen (Verstärkungsformel, > Gegenkopplungseffekt, Stromspiegel, tanh-Funktion,..) > bisher KEINE einzige Reaktion (geschweige denn eine > Art Gegenbeweis) erhalten habe. Doch, hast Du. Du hast den "Gegenbeweis" zu Deinem Argument mit der Gegenkopplung wohl nur nicht verstanden. Die Gegenkopplung auf den invertierenden Eingang eines FET-OPV verringert den Eingangswiderstand dieses Einganges. Das "beweist" nach Deiner Logik, dass FETs stromgesteuert sind. Entschuldigung - aber Du kannst nicht ernsthaft erwarten, dass ich auf diesem Niveau sachlich diskutiere.
Bodo schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Das ist beim FET nicht so; dort genügt das reine Feld - >> beim BiPo muss "echter" Strom fließen; Verschiebungsstrom >> genügt nicht! > > Auch ein FET besitzt einen Gate-Leckstrom Das ist richtig. > (wenn auch einen viel geringeren) den man von außen ständig > zuführen muss, da sonst die Spannung zusammenbricht. Auch das ist richtig. > Bei beiden Bauelementen muss man einen Strom > fleißen lassen um diese Störeffekte zu unterdrücken. Hier wird es falsch. Der FET funktioniert auch bei angenommenem idealen Dielektrikum am Gate; der Leckstrom ist in der Tat nur eine parasitäre Störgröße. Die Rekombination im BiPo ist aber keine parasitäre Störgröße, sondern im Gegenteil die Grundlage dafür, dass das "Massenwirkungsgesetz" und damit die Statistik der Minoritäts- und Majoritätsträger funktioniert! Wenn man sich die Rekombination und die zugehörigen Ströme wegdenkt, bricht der ganze Wirkmechanismus zusammen!
samdeluxe schrieb: > Zur Verteidigung von Herrn von Wangenheim, ich bin mir sehr > sicher das er es ist. Die Argumentation ähnelt sehr der > Argumentation in seinen Büchern. Hmm. In Ordnung; zur Kenntnis genommen. - Umso schlimmer.
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Lutz V. schrieb: > Bei allem Respekt - das mit dem Ausgangskennlinienfeld ist nun wirklich > keine Art von Beweis dafür, dass der Basistrom die Hauptrolle spiuelen > würde. Dimensionierst du eine Schaltung wirklich so, dass dich die Spannung Ube interessiert oder schaust du eher danach wieviel Strom du in die Basis schickst? Ich kenne niemanden, der nach der Ube-Spannung schaut, man schaut immer danach wieviel Strom man in die Basis schickt und ob das dann ausreichend für den gewünschten Kollektorstrom ist. Ich mein, es ist doch auch interessant, wäre die Spannung wirklich so wichtig, warum gibt es dann praktisch kein Voltage Gain Diagramme in Datenblättern (Ic über Ube ist extrem selten) aber man hat praktisch immer ein Current Gain Diagramm und ein Current Gain Bandwith Product? Lutz V. schrieb: > In Worten: Die Spannung Ube muss um 2mV pro Grad Temperaturerhöhung > reduziert werden, um den dadurch verursachten Anstieg von Ic zurück zu > nehmen. Das liegt aber daran, dass wenn die Flussspannung der BE-Strecke um 2 mV/K fällt im allgemeinen Ib entsprechend steigt. Wie genau Ib dann steigt hängt von der Dioden-Kennlinie der BE-Strecke ab. Lutz V. schrieb: > Und diese Größe resultiert aus Berechnungen zur > Ladungsträger-Beweglichkeit. Ladungsträger-Beweglichkeit…also bewegte Ladungen…also ein Strom ;) Zu guter Letzt kann man noch mal eine Spice-Simulation anschubsen so wie ich: Simuliert wurde der default-BJP. Eine Stromquelle trieb einen Strom in die Basis. Plotten lies ich mir Ube (rote Kurve) und Ic (grüne Kurve, mit dem Faktor 10 vergrößert). Interessant finde ich nun die Kurven-Formen. Der Strom in die Basis lies ich von 0 bis 1 mA in 1 uA-Schritten hochlaufen. Ube scheint sich hier in Ic schlicht überhaupt nicht wieder zu spiegeln, dafür ist Ic praktisch eine exakte Kopie von Ib, lediglich um den Faktor ~100 vergrößert. Also ich sehe da keine Spannungssteuerung, nur eine Stromsteuerung. __ Spice-Code
1 | * 2015-12-31 16:34:53 +0000 |
2 | .dc I1 0 1m 1u |
3 | .print dc v(3) i(Vdc1) |
4 | I1 0 3 DC 1m AC 0 0 |
5 | QNPN1 2 3 0 DefaultBJT 1.0 OFF TEMP=27 |
6 | R1 2 1 100 |
7 | Vdc1 1 0 DC 12.0 |
8 | .MODEL DefaultBJT NPN ( |
9 | +) |
10 | |
11 | .end |
Possetitjel schrieb: > Der FET funktioniert auch bei angenommenem idealen > Dielektrikum am Gate; der Leckstrom ist in der Tat nur eine > parasitäre Störgröße. Der Basisstrom im BPT setzt sich hauptsächlich aus drei Anteilen zusammen. 1) Einem Rekombinationsstrom von Löchern (npn) aus der Basis in den Emitter. 2) Einem Rekombinationsstrom, der dadurch entsteht, dass die Ladungsträger eine gewisse Transitzeit in der Basis verbringen und 3) einem Sperrstrom des BC-Überganges (Sättigungssperrstrom des Überganges). Wenn die Struktur genauso ideal aufgebaut werden könnte, dann wäre die Basis sehr dünn d.h. Anteil 2) verschwindet. Man würde einen Halbleiter mit hoher Bandlücke auf der Emitterseite der Basis verwenden und damit Anteil 1) eliminieren. Anteil 3) ist ohnehin schon sehr klein und wäre ebenso eliminiert, wenn man einen Halbleiter verwendet in dem es praktisch keine Minoritäten gibt, d.h. auch große Bandlücke. Nicht umsonst bestehen moderne BPT aus Heterostrukturen. Leider ist der Aufbau und die Physik vom BPT viel komplexer als beim FET und das liegt eben auch an den stärkeren und schwerer zu unterdrückenden Störeffekten (Generation, Rekombination, Basisweitenmodulation etc.). Possetitjel schrieb: > "Massenwirkungsgesetz" Vorsicht, das Massenwirkungsgesetz gilt nur im thermischen Gleichgewicht! Possetitjel schrieb: > Wenn man > sich die Rekombination und die zugehörigen Ströme wegdenkt, > bricht der ganze Wirkmechanismus zusammen! Nein, genau dann hast du einen "idealen BPT". Das Einzige was man dringend braucht ist der Umladestrom für die Raumladungszone.
Bodo schrieb: > Vorsicht, das Massenwirkungsgesetz gilt nur im thermischen > Gleichgewicht! > [...] > Nein, genau dann hast du einen "idealen BPT". Das Einzige > was man dringend braucht ist der Umladestrom für die > Raumladungszone. Hmm. Offenbar ist bei mir doch mehr Wissen verschüttet, als ich dachte. Muss ich erstmal auffrischen. Antwort vielleicht im nächsten Jahr... :) Guten Rutsch erstmal.
Michael K. schrieb: > Ich kenne niemanden, der nach der Ube-Spannung schaut, Doch! Hier! Ich! :) > Ich mein, es ist doch auch interessant, wäre die Spannung > wirklich so wichtig, warum gibt es dann praktisch kein > Voltage Gain Diagramme in Datenblättern Weil man es nicht braucht. Die Steilheit ist Ic/Ut - und das gilt in guter Näherung für ALLE BipTransen, vom 2N3055 bis zum BFG541. Merkwürdigerweise weiss das nur niemand, obwohl es klar und deutlich im Tietze/Schenk steht. Mehr auf Wunsch später; muss dringen los. Guten Rutsch!
Possetitjel schrieb: > Merkwürdigerweise weiss das nur niemand, obwohl es klar und > deutlich im Tietze/Schenk steht. Es muss sich um eine Verschwörung handeln!
Mich wundert es ja schon fast, dass noch kein Verweis auf das Translinear Principle gekommen ist...?!
Possetitjel schrieb: > Die Steilheit ist Ic/Ut - und das gilt in guter Näherung > für ALLE BipTransen, vom 2N3055 bis zum BFG541. > > Merkwürdigerweise weiss das nur niemand Wirklich Niemand?: Beitrag "Re: Bedeutung von Y21 beim Transistor?"
Possetitjel schrieb: > Doch, hast Du. Du hast den "Gegenbeweis" zu Deinem > Argument mit der Gegenkopplung wohl nur nicht verstanden. > > Die Gegenkopplung auf den invertierenden Eingang eines > FET-OPV verringert den Eingangswiderstand dieses Einganges. > Das "beweist" nach Deiner Logik, dass FETs stromgesteuert > sind. > > Entschuldigung - aber Du kannst nicht ernsthaft erwarten, > dass ich auf diesem Niveau sachlich diskutiere. Nur damit diese "Diskussion" auch für Dich vielleicht eine neue Erkenntnis bringt (und weil Du vom Niveau sprichst): Wenn Du von Gegenkopplung sprichst, solltest Du wenigstens Dich vorher über die vier verschiedenen Gegenkopplungs-Varianten informiert haben - und deren unterschiedliche Auswirkungen. Was Du oben schreibst zeugt von einer Kenntnislücke. So etwas ist natürlich kein Problem, soferm man um diese Lücke weiß! Allerdings: Wenn man es NICHT weiß und stattdessen rumpöbelt, ist es schlicht nur peinlich. So disqualifiziert man sich nur selber. Jetzt zum Lerneffekt für Dich: * Re-Gegenkopplung beim Transistor ist eine Spannungsgegenkopplung, die IMMER den Einganswiderstand erhöht (bei allen Verstärkern, wie auch beim nicht-invertierenden OP); diese Erhöhung kannst Du berechnen und nachmessen und ist ja gerade einer der Beweise dafür, dass die E-B-Strecke auf SPANNUNGS-Änderungen reagiert. Dieser Logik konntest Du wohl bisher nicht so ganz folgen. Vielleicht klappts jetzt besser. * Bei Deinem Beispiel des I-U-Wandlers (wie bei jedem invertierenden OP) handelt es sich um STROM-Gegenkopplung (Eingangs- und Rückkopplungsstrom überlagern sich im gemeinsamen Knoten). Damit wird der Einganswiderstand IMMER geringer! Das kannst (und solltest) Du in vielen Büchern zur Schaltungs-Analyse nachlesen. Glauben musst Du mir das natürlich nicht. Duch Nachdenken oder Nachrechnen kommt man aber auch selber drauf. PS: Im Gegensatz zu Dir habe ich meinen vollen Namen angegeben (da Du Zweifel angemeldet hast) - aber natürlich fällt das Rumpöbeln unter einem Pseudonym leichter.
Wer so gerne auf dem Unteschied BJT zum FET rumhackt, sollte sich mal die Funktion von Anreicherungs JFETs ansehen. Die gibt es kaum in Silizium aber durchaus als GaN typen. Das ist so ziemlich genau das Zwischending zwischen einem N-Kanal JFET und NPN Transistor mit sehr dünner Basis. Passend dazu ist das ein FET mit deutlichen Gate strom, der wie der Basisstrom beim BJT exponentiell mit der Spannung steigt.
Lutz V. schrieb: > * Re-Gegenkopplung beim Transistor ist eine Spannungsgegenkopplung, die > IMMER den Einganswiderstand erhöht (bei allen Verstärkern, wie auch beim > nicht-invertierenden OP); diese Erhöhung kannst Du berechnen und > nachmessen und ist ja gerade einer der Beweise dafür, dass die > E-B-Strecke auf SPANNUNGS-Änderungen reagiert. Dieser Logik konntest Du > wohl bisher nicht so ganz folgen. Vielleicht klappts jetzt besser. > Wenn ich Sie richtig verstehe, was anscheinend nicht immer der Fall ist, bezeichnen Sie die Rückkopplung über Re als Spannungsgegenkopplung. Mal davon abgesehen, dass Sie damit 99% der vorhandenen Literatur widersprechen (incl. Tietze-Schenk) ist es meiner Ansicht nach auch unlogisch. Die Art der Rückkopplung beschreibt die Ursache: In diesem Fall der Ausgangsstrom Ie. Die Rückkopplung ist abhängig vom Strom. Und es ist richtig, dass Sie Ube variiert. Allerdings, und ich denke sehr viele sehen es so, handelt es sich hierbei um eine Stromgegenkopplung.
samdeluxe schrieb: > Die Art der Rückkopplung beschreibt die Ursache: ... Das ist die "normale" Konvention. Genauso gut könnte man aber auch umgekehrt argumentieren und die Wirkung zur Namensgebung verwenden (was ich persönlich auch plausibler fände). Ich denke es ist klar, dass LVW es so gemeint hat.
samdeluxe schrieb: > Wenn ich Sie richtig verstehe, was anscheinend nicht immer der Fall ist, > bezeichnen Sie die Rückkopplung über Re als Spannungsgegenkopplung. > > Mal davon abgesehen, dass Sie damit 99% der vorhandenen Literatur > widersprechen (incl. Tietze-Schenk) ist es meiner Ansicht nach auch > unlogisch. Sachliche Frage ermöglicht sachliche Antwort: Wie ich erwähnt habe, gibt es VIER theoretisch definierbare Gegenkopplunbgsarten: 1.) Stromgesteuerte Spannungsgegenkopplung (I-U) 2.) Spannungsgesteurte Strom-GK (U-I) 3.) ..............(I-I 4.)............... (U-U). In meiner Antwort sprach ich von "Spannungsgegenkopplung", was gemeinhin die Art des gegenkoppelnden Signals meint, ohne explizit zu sagen, von welcher Größe (U oder I) dieses Signal abgeleitet wird. Ausfühlich gesprochen hätte es dann geheißen: Durch den Emitterstrom gesteuerte Veränderung der Spannung am Emitter - also Stromgesteuerte Spannungs-GK. Ich nehme an, jetzt auch wieder mit Tietze-Schenk übereinzustimmen, OK? Noch eine allgemeine Bemerkung dazu: Das oben in Klammern angegebene Symbol an ERSTER Stelle ist verantwortlich für die Beeinflussung des Ausgangswiderstandes (größer/kleiner) und das an ZWEITER Stelle genannte Symbol signalisiert die Richtng der Veränderung des Eingangswiderstandes (größer/kleiner). Zur Logik: Darf ich (ich glaube zum dritten Mal) noch einmal die Argumentationskette beschreiben: Die Theorie sagt, dass der Eingangswiderstand dann steigt, wenn das rückgekoppelte Signal als SPANNUNG auf den Eingang wirkt (hier: Emitter als Teil der B-E-Strecke). Da wir nun so eine Erhöhung bei einer BJT-Stufe mit Re messen können (und auch eine Formel dafür haben), heißt das im Umkehrschluss, dass die B-E-Strecke auf die Spannungsänderung am Emitter (und damit auf die Änderung der Spannung Ube) reagiert hat - und eben nicht auf den natürlich dabei auch veränderten Basisstrom; dieser ist erst eine FOLGE des Gegenkopplungseffekts aber nicht seine Ursache. Ansonsten wäre der Einganswiderstand nicht größer (sondern kleiner) geworden. OK?
Lutz V. schrieb: . > Ich nehme an, jetzt auch wieder mit Tietze-Schenk übereinzustimmen, OK? > Ich denke zwar nicht, siehe S. 114 Titel: "Emitterschaltung mit Stromgegenkopplung", aber da hier manche anscheinend eine liberale Einstellung gegenüber der Fachterminologie haben, möchte ich mich nicht darüber streiten. Es sei nur angemerkt, dass ich es so in meine IEEE-paper nicht geschrieben hätte. Dies soll nicht als Angeberei verstanden werden, nur als meine persönliche Notiz. Ansonsten kann ich Ihrer Argumentation folgen.
samdeluxe schrieb: > Lutz V. schrieb: > . >> Ich nehme an, jetzt auch wieder mit Tietze-Schenk übereinzustimmen, OK? >> > Ich denke zwar nicht, siehe S. 114 Titel: "Emitterschaltung mit > Stromgegenkopplung", aber da hier manche anscheinend eine liberale > Einstellung gegenüber der Fachterminologie haben, möchte ich mich nicht > darüber streiten. Es sei nur angemerkt, dass ich es so in meine > IEEE-paper nicht geschrieben hätte. Dies soll nicht als Angeberei > verstanden werden, nur als meine persönliche Notiz. > > Ansonsten kann ich Ihrer Argumentation folgen. Es geht um zwei unterschiedliche Begriffe, die blöderweise die gleiche Symbolfolge (»Stromgegenkopplung«) benutzen. Einmal die konkrete Schaltungstechnische Maßnahme der Emitter-Degeneration und einmal eine Form des negativen Feedbacks. Im englischen gibt es da unterschiedliche Symbolfolgen für. Man redet zur Beschreibung entweder von der Eingangs- und Ausgangsverbindung (Shunt oder Series = Strom oder Spannung) oder von den beeinflussenden Größen der Quelle. Wir hätten: - VCVS, Voltage Controlled Voltage Source, Series-Shunt Verstärker. Op-Amp, Emitterschaltung mit Re, ... - VCCS, Voltage Controlled Current Source, Series-Series, z.B. OTAs - CCVS, Current Controlled Voltage Source, Shunt-Shunt, z.B. TIAs - CCCS, Current Controlled Current Source, Shunt-Series
Michael K. schrieb: > Dimensionierst du eine Schaltung wirklich so, dass dich die Spannung Ube > interessiert oder schaust du eher danach wieviel Strom du in die Basis > schickst? Ich kenne niemanden, der nach der Ube-Spannung schaut, man > schaut immer danach wieviel Strom man in die Basis schickt und ob das > dann ausreichend für den gewünschten Kollektorstrom ist. Da diese Frage mir bisher "durch die Lappen" gegangen ist, möcte ich doch noch darauf antworten, da sie einen sehr wichtigen Aspekt betrifft: Eine der zahlreichen positiven Auswirkungen der Gegenkopplung (GK) ist die Tatsache, dass die Eigenschaften der SCHALTUNG mit steigender GK zunehmend unabhängiger werden von den Eigenschaften des aktiven Elements (die ja starken Streuungen unterworfen sind). Deshalb wird ja so ausgiebig von der GK Gebrauch gemach - so auch beim Transistorverstärker (z.B. mit einem Emitter-Widerstand Re). Und dann ist es in der Tat ziemlich unerheblich (vor dem Hintergrund andrer Unwägbarkeiten, Toleranzen), ob man bei der Auslegung des Basis-Spannungsteilers von Ube=0.6V oder Ube=0,7V ausgeht. (Aber einen Wert in dieser Größenordnung nimmst Du doch wohl, oder?). Und natürlich muss bei der Berechnung der Teilerwiderstände der Basisstrom berücksichtigt werden, denn letztendlich fließt er ja. Und? Sagt das irgendwas über die Steuerwirkung von Ib aus? Zur Verdeutlichung dieses Arguments muss man nur an den OPV mit GK denken. Hier ist der Effekt der GK so ausgeprägt (wegen der exzessiv hohen open-loop-Verstärkung), dass man die Eingangsspannung am OPV sogar ganz "vergessen" kann und sie zu Null Volt annimmt bei den üblichen Berechnungen. Sie ist aber natürlich nicht 0V, denn diese Differenzspannung ist ja die EINZIGE Größe, die überhaupt eine Ausgangsspannung zur Folge hat, abgesehen von unerwünschten parasitären Effekten. (Es ist doch wohl die Differenz-SPANNUNG oder gar der Differenz-STROM, wie einige eigentlich denken müssten?) Also in Kurzform (mit Deinen Worten): Jeder "schaut" nach der Spannung Ube, nur ihr Wert ist relativ unkritisch (zwischen 0,6...0,7V) aus den dargelegten Gründen. PS: Ich warte gespannt immer noch auf die Antworten der - ach so von sich überzeugten - Stromsteuerungs-Verteidiger auf meine Frage, wie sie denn die von mir erwähnten Effekte mit der Stromsteuerung in Einklang bringen: Eingangswid.-Erhöhung durch Re, Verstärkungsformel mit Steilheit, tanh bei Diff.Verstärker, Temperatur-Koeff. d(Vbe)/dT, Funktion des Stromspiegels, Translinear-Prinzip (von Marian erwähnt), Early-Effekt,..... Oder ob jemand eventuell sogar den Mut aufbringt zu sagen, dass er durch diese "Diskussion" etwas nachdenklich geworden ist...?
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samdeluxe schrieb: > Ich denke zwar nicht, siehe S. 114 Titel: "Emitterschaltung mit > Stromgegenkopplung", Ich gebe Dir recht, die Überschrift auf S.114 (Strom-GK) ist recht ungewöhnlich, denn auf der letzten Zeile auf dieser Seite steht (in Übereinstimmung mit mir), dass sich die Strom-GK darin zeigt, dass (Zitat)" durch den Kollektorstrom Ic die Spannung Ube....verringert wird". Das ist übrigens nicht die einzige "Auffälligkeit" in diesem Buch. Mit sowas muss man aber immer rechnen und ist keine echte Kritik. Man muss einfach wissen, dass nicht alles in Büchern 100%ig OK sein kann.
Lurchi schrieb: > Wer so gerne auf dem Unteschied BJT zum FET rumhackt, sollte sich mal > die Funktion von Anreicherungs JFETs ansehen. > [...] > Das ist so ziemlich genau das > Zwischending zwischen einem N-Kanal JFET und NPN Transistor mit sehr > dünner Basis. Es gibt Anreicherungs- und Verarmungstypen von JFETs sowohl mit n-Kanal als auch mit p-Kanal Aufbau. Es ist also kein Zwischending, sondern evtl. einfach ein n-Kanal Anreicherungs-JFET. Possetitjel schrieb: > Die Steilheit ist Ic/Ut - und das gilt in guter Näherung > für ALLE BipTransen, vom 2N3055 bis zum BFG541. Dieser Zusammenhang resultiert übrigens aus der Diodenkennlinie des BE-Überganges. Auch bei einem einfach pn-Übergang kann die maximale Steilheit nicht größer als diese Dekade Stromstärke pro 60 mV angelegter Spannung sein. (bei Raumtemperatur) Letztendlich findet man diese Steilheit auch als Unterschwellensteilheit im MOSFET. Sie resultiert aus dem Diffusionsverhalten der Ladungsträger und sollte sogar unabhängig vom Halbleitermaterial sein.
Lutz V. schrieb: > Eine der zahlreichen positiven Auswirkungen der Gegenkopplung (GK) ist > die Tatsache, dass die Eigenschaften der SCHALTUNG mit steigender GK > zunehmend unabhängiger werden von den Eigenschaften des aktiven Elements > (die ja starken Streuungen unterworfen sind). Die Gegenkopplung in der Schaltung, die ich als Beispiel zeigte, ist mir irgendwie entgangen. Lutz V. schrieb: > Also in Kurzform (mit Deinen Worten): Jeder "schaut" nach der Spannung > Ube, nur ihr Wert ist relativ unkritisch (zwischen 0,6...0,7V) aus den > dargelegten Gründen. Wie bitte? Die Steuergröße soll auf einmal unkritisch sein in ihrem Wert? Entschuldigung, aber diese Aussage ist nun schlicht Unsinn. Lutz V. schrieb: > PS: Ich warte gespannt immer noch auf die Antworten der - ach so von > sich überzeugten - Stromsteuerungs-Verteidiger auf meine Frage, wie sie > denn die von mir erwähnten Effekte mit der Stromsteuerung in Einklang > bringen: Und ich warte noch auf eine Erklärung ihrerseits zu meinem Simulationsergebnis: Warum zeigt sich Ic so linear von Ib abhängig beim Standard Gummel-Poon-Modell? Natürlich lässt sich sich der Basisstrom auf die Spannung Ube zurück führen, keine Frage. Es ist hier ja lediglich eine Diode und deren Flussstrom stellt sich bzgl. der Flussspannung entsprechend einstellen wird. Hier kommt, meines Erachtens nach aber, eine interessante Frage ins Rollen: Stellt sich Ube ein weil man einen Strom Ib in die Basis schickt oder stellt sich Ib ein weil man einen Spannung Ube anlegt? Alleine schon dass man beim BiPo von einem Minoritätsladungsträger-Injektionstransistor spricht zeigt doch, dass sich Ube wegen des Stroms Ib einstellt. Und auch das oben gezeigte Verhalten, nämlich dass ein Modulieren von Ib sich um den Faktor B am Ausgang zeigt, deutet ebenfalls auf ein stromgesteuertes Element hin. Und wenn man es genau wissen will schaut man sich an was man eigentlich macht: Mit dem Strom Ib schiebt man in die Basis weitere Majoritäten der Basis (bzw. man saugt die Minoritäten ab). Dadurch reduziert man die RLZ zwischen Basis und Emitter. Fällt ihre Breite unter die Diffusionslänge überschwemmt der Emitter die Basis mit den Minoritäten der Basis. Und da die Basis sehr schmal ist (ja sogar sein muss) diffundieren die Majoritäten des Emitters nicht nur in die Basis sondern primär auch ins RLZ-Gebiet von Basis und Kollektor und von da werden sie sofort zum Kollektor beschleunigt. Das komplette Verhalten ist auf entsprechende Positionierung und Verschiebung von Ladungsträgern zurück zu führen.
Die eigentlich steuernde Größe im BJT ist die Minoritätsladungsträger-dichte in der der Basis, nur die ist nicht so ohne weiters von außen zugänglich. Von außen hat man den Basisstrom, als den Zufluss an Ladungsträgern und die Basis-Emitter Spannung, die logarithmisch mit der Ladungsträgerdichte zusammenhängt, aber halt noch durch Bahnwiderstände und die Temperaturabhägigkeit verkompliziert wird. Im Prinzip ist es egal welchen externe Größe man nutzt, vor allem im DC Fall. Für einfache Rechnungen bei Gleichstrom oder als Kleinsignalrchnung, so wie man sie im Kopf machen kann, ist oft die Stromsteuerung schon einfacher, einfach weil die Temperaturabhägigkeit der Basis-Emitterspannung raus fällt. Für So etwas wie das Schaltverhalten oder zur Simulation im Detail (etwa Sättigung), oder um die Phyisk hinter dem Transistor zu verstehen, ist aber oft die Spannung der passendere Weg. Es gibt auch einige wenige Schaltungen (z.B. Transistor als Temperatursensor für kleinen Bereich, mit fester Basis-Emitterspannung) die sich leichter als Spannungssteuerung verstehen lassen. In der Regel nutzt man aber zur Schaltungsanalyse von Hand die Stromsteuerung - der Computer (SPice) nutzt aber so wie ich es verstanden habe die Spannung als Steuergröße.
Michael K. schrieb: > Wie bitte? Die Steuergröße soll auf einmal unkritisch sein in ihrem > Wert? Entschuldigung, aber diese Aussage ist nun schlicht Unsinn. Schade, Sie sind also auch jemand, der - sofern er es nicht ganz nachvollziehen kann - sofort von Unsinn spricht. Haben Sie das Extrem-Beispiel mit dem OPV denn nicht verstanden? Wenn Sie sich einfach mal die Mühe machen und die Formeln zur Berechnung der beiden Spannungsteiler-Widerstände ansehen (natürlich für den Fall der Re-GK), dann sehen sie alles! Sofern man sehen will. Das sind die einfachsten Grundlagen! (Wie ich schon sagte: Wissenslücken sind nicht schlimm, aber dann sollte man sich zurückhalten und nicht sofort ohne Nachdenken von "Unsinn" sprechen!) OK - ich erklär es Ihnen: In beiden Formeln für die Widerstände des Teilers steht im Zähler die Basisspannung VB (gegen Masse): R1=(Vcc-VB)/(I+IB) R2=VB/I VB=VBE+(IE*RE) Erkennen auch Sie jetzt vielleicht, dass der aktuelle Wert von VBE eine immer geringere Rolle für den Zahlenwert von VB spielt, je größer die Gegenkopplungsspannung (IE*RE) ist? Pure Mathematik. Ist das wirklich neu für sie? DAS IST DIE WIRKUNG DER GEGENKOPPLUNG! Schlusswort: Ich beantworte wirklich gerne technische Fragen und versuche Irrtümer und Unstimmigkeiten aufzuklären, aber ich bin es wirklich leid, in diesem Forum mich mit Menschen auseinanderzusetzen, die ihre Unwissenheit durch Frechheit versuchen zu kaschieren.
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Lurchi schrieb: > In der Regel nutzt man aber zur > Schaltungsanalyse von Hand die Stromsteuerung - der Computer (SPice) > nutzt aber so wie ich es verstanden habe die Spannung als Steuergröße. Lurchi, da Du einer der wenigen mit sachlich-hilfreichen Kommentaren bist, will ich kurz Stellung nehmen: Ich weiß, was Du meinst - aber es muss ein Missverständnis aufgeklärt werden: Zur Schaltungsanalyse benutzt jeder - auch ich - natürlich u.a. auch die Formel Ic=B*Ib. Die ist ja auch richtig und es fließt ja auch der Basisstrom. Aber diese Formel sagt doch noch gar nichts aus über die URSACHE für die Einstellung bzw. Änderung von Ic. Das heißt: Wir alle nutzen nicht die "Stromsteuerung", sondern einfach den Zusammenhang zwischen Ib und Ic. Jetzt komme bitte keiner, das sei Haarspalterei! Bisher ging es ausschließlich um den ursächlichen Zusammenghang zwischenIc und der Eingangsgröße. Die o.g. Formel kann bei der Beantwortung überhaupt nicht helfen.
> Eingangswid.-Erhöhung durch Re Dafür gibt es doch äquivalente Ersatzschaltbilder. Dazu einfach mal die Bilder in meinem letzten Beitrag anschauen. Beitrag "KSE zeichnen" In dem Fall kann man sowohl mit Stromsteuerung als auch mit Spannungssteuerung mit ähnlichem Aufwand rechnen. Natürlich gibt es eine Menge Aufgaben die sich mit Spannungssteuerung leichter rechnen lassen. Das sind aber alles Modelle. Modelle müssen nicht unbedingt direkt die physikalische Wirkungsweise als Formel haben.
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Lutz V. schrieb: > Michael K. schrieb: >> Wie bitte? Die Steuergröße soll auf einmal unkritisch sein in ihrem >> Wert? Entschuldigung, aber diese Aussage ist nun schlicht Unsinn. > > Schade, Sie sind also auch jemand, der - sofern er es nicht ganz > nachvollziehen kann - sofort von Unsinn spricht. > Haben Sie das Extrem-Beispiel mit dem OPV denn nicht verstanden? Lieber Herr von Wangenheim In meinem oben gezeigten Schaltungsbeispiel gibt es keinen OPV. Natürlich kann man einen BJP so einsetzten, dass die resultierende Schaltung durch eine Spannung gesteuert wird. Das haben sie mit dem OPV ja sehr schön erklärt. In meiner oben gezeigten Schaltung jedoch gibt es keinen OPV. Nur einen BJP, einen Widerstand und eine Strom- und Spannungsquelle. Und natürlich kann man den Basisstrom Ib als Funktion von Ube notieren. Das würde nur kein, Entschuldigung wenn Sie das nun angreift, normal denkender Mensch tun wenn der Zusammenhang zwischen Ib und Ic linear ist und genau das ist er, insbesondere beim Default BJP-Modell in Spice ( hier ist lediglich der Faktor 100 zwischen Ib und Ic, das können Sie mit jedem Spice-Simulator überprüfen ). Weiter oben zeigte ich auch ein Diagramm aus dem BC547. Es zeigte Ube über Ic. Interessant dabei ist, wenn Ube in der Sättigung ist hat Ube praktisch keinen Einfluss mehr auf die Ausgangsgröße Ic, diese wird dann praktisch nur noch durch Ib gesteuert. Interessanter Weise sind Sie bisher nicht auf diese beiden Beobachtungen eingegangen. Über das "Warum" kann man nur spekulieren aber sicherlich denkt sich hierbei der ein und andere: Klar, darauf wird nicht eingegangen weil da eindeutig keine Spannungssteuerung mehr vorliegt. Ein Schlem der dabei Böses denkt. Wie Sie schon sagten: Unwissenheit ist keine Schande…
Michael K. schrieb: > Und natürlich kann man den Basisstrom Ib als Funktion > von Ube notieren. Das würde nur kein, Entschuldigung wenn Sie das nun > angreift, normal denkender Mensch tun wenn der Zusammenhang zwischen Ib > und Ic linear ist und genau das ist er, insbesondere beim Default > BJP-Modell in Spice ( hier ist lediglich der Faktor 100 zwischen Ib und > Ic, das können Sie mit jedem Spice-Simulator überprüfen ). Lieber Herr Köhler, ich hatte eigentlich vor, auf Beiträge von Ihnen nicht mehr zu antworten. Da Ihre letzte Antwort nun ziemlich sachlich gehalten ist, will ich es doch tun. Ich habe den Eindruck, dass Sie das hier zu besprechende Thema grundsätzlich noch nicht verstanden haben - und das meine ich wie folgt: Der Transistor (wie jedes andere Bauteil, aktiv oder passiv) arbeitet nach bestimmten durch die Physik festgelegten Prinzipien - und zwar UNABHÄNGIG davon, in welcher Schaltung es eingesetzt wird. Die Physik ändert sich doch nicht - je nachdem, wie und wo das teil eingesetzt wird. Und so wie ich das zur Diskussion stehende Thema aufgefasst und behandelt habe, geht es NUR um diese Frage des Transistorprinzips. Ein schönes Gegenbeispiel ist der früher mal angesprochene I-U_Wandler: Der OPV ist ein - ich hoffe: Alle stimmen zu - Spannungsvertsärker. Und das bleibt er als Bauteil natürlich auch wenn er mit äußerer Beschaltung (Gegenkopplung) als eine Schaltung eingesetzt wird, die durch die Gegenkopplung einen extrem niederohmigen Eingangswiderstand erhalten hat. (Das war ja gerade der fatale Irrtum des Teilnehmers, der den I-U-Wandler ins Spiel gebracht hatte). Zum oben angeführten Zitat: Ich habe doch nie den quasi-linearen Zusammenhang Ic=B*Ib in Frage gestellt. Aber sagt ihnen so eine simple Gleichung etwas über Ursache und Wirkung ? Gerade darin liegt ja der Irrtum vieler Teilnehmer an dieser Diskussion. Sie schreiben oben, kein normal denkender Mensch würde "Ube notieren". Ich weiß zwar nicht, was Sie mit "notieren" meinen - möglicherweise die Kennlinie (sofern vorhanden) Ib=f(Ube). Ja - natürlich haben Sie recht. Habe ich das denn vorgeschlagen? Ich habe in meiner letzten Post an Sie die zwei Gleichungen zur Berechnung der Teilerwiderstände genannt, wobei man für den Strom I durch den Teiler üblicherweise I=k*Ib ansetzt (mit k=8...15). Damit ist - nach Wahl des Kollektorstromes und der Widerstände Rc und Re - die Dimensionierung doch schon beendet! Und jetzt frage ich: Haben wir bei diesem Rechenvorgang irgendeine Steuerung vorausgesetzt? Nein, wo denn? Wir haben Ic=B*Ib benutzt, ja und? Aber wir haben für Ube einen Schätzwert eingesetzt (0,6...0,7V) - und das war auch völlig OK,, da wir den genauen Wert gar nicht kennen (sonst müssten wir ja die Eingangskennlinie des jeweiligen Transistor-Exemplares kennen). Aber genauso wenig kennen wir den aktuellen Wert von B. Und das Schöne daran ist, dass diese Unsicherheiten (Eigenschaften des aktiven Elements) durch die Wirkung der Gegenkopplung sich nicht sehr stark auswirken. Aber jetzt kommts: Haben Sie mal darüber nachgedacht WARUM man für den oben genannten Faktor k einen Wert von etwa 10 einsetzt? Warum nicht 2 oder 100? Antwort: Man ist bemüht, den Teiler so niederohmig wie möglich auszulegen (k groß), damit die Basis möglichst eine eingeprägte SPANNUNG sieht. Deshalb wäre k=100 (oder noch größer) ein toller Wert - allerdings würde dabei der Eingangswiderstand der Gesamtschaltung viel zu klein. Also soll man ein kleines k wählen (k=1 oder 2)? Das wäre doch sehr gut - für Signaleing.widerstand und DC-Leistungsverbrauch! Aber nein, dann würde die Basisspannung nämlich zu stark von dem ja unbekannten Basisstrom abhängen (100 % Toleranz). Man will aber eine möglicht davon unabhängige DC Spannung an der Basis. Also wählt man zur Festlegung der Basis-SPANNUNG einen Kompromiss mit k=8...15. Sehen Sie jetzt, dass sogar die Fausregel zur Dimensionierung des Teilers auf Spannungssteuerung hindeutet? (Teiler so niederohmig wie erlaubt - unter den anderen äußeren Randbedingungen, wie Signal-Eing. widerstand und auch DC-Leistungsverbrauch) Zitat "Und ich warte noch auf eine Erklärung ihrerseits zu meinem Simulationsergebnis: Warum zeigt sich Ic so linear von Ib abhängig beim Standard Gummel-Poon-Modell?" Ich hoffe, Sie sehen jetzt, dass eine Beantwortung dieser Fage sich erübrigt. Das war von mir ja wohl nie bestritten worden. Und die physikalische Antwort ist recht simpel: Der Emitterstrom Ie hängt über die Shockley-Gleichung exponentiell von Ube ab und ein nahezu fester Prozentsatz davon (0,3 ... 1%) geht als Basisstrom "verloren". Damit sind beide Ströme (Ie und Ib) exponentiell von Ube bestimmt (kann man ja nachmessen) und es ist Ib=(0,003...0.01)*Ie mit einer nahezu linearen Abhängigkeit zwischen beiden. Ich hoffe, einige Missverständnisse so aufgeklärt zu haben.
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Michael K. schrieb: > Weiter oben zeigte ich auch ein Diagramm aus dem BC547. Es zeigte Ube > über Ic. Interessant dabei ist, wenn Ube in der Sättigung ist hat Ube > praktisch keinen Einfluss mehr auf die Ausgangsgröße Ic, diese wird dann > praktisch nur noch durch Ib gesteuert. Ich habe weiter oben bereits einen Kommentar zu dieser Fehlinterpretation des Diagrammes abgegeben. Bodo schrieb: > Ich sehe im obigen Bild, dass sich UBEsat gerade mal um den Faktor 1,4 > ändert. Ic ändert sich aber um mehr als 3 Größenordnungen. Die > Basistromabhängigkeit ist nicht direkt gezeigt. Wenn eine kleine Änderung von UBEsat den Kollektorstrom um Größenordnungen ändert, dann ist diese Abhängigkeit meines Wissen sehr stark. Bei einer vertikalen Geraden im Diagramm würde keine Abhängigkeit bestehen, da dann Ic für jeden Wert von UBEsat die gleiche Größe besitzt. Das Diagramm ist von der physikalischen Seite her etwas unglücklich, da es suggeriert, dass UBEsat Funktion von Ic ist. Nach wie vor ist Ic aber Funktion von UBE.
Lutz V. schrieb: > Ich habe in meiner letzten Post an Sie die zwei Gleichungen zur > Berechnung der Teilerwiderstände genannt Ja, und ich habe Ihnen ja schon gesagt, dass ich nicht weiß welche Teilerwiderstände sie meinen da in meiner Schaltung schlicht keine Teilerwiderstände vorhanden sind. Lutz V. schrieb: > Haben wir bei diesem Rechenvorgang irgendeine > Steuerung vorausgesetzt? Nein, wo denn? Wir haben Ic=B*Ib benutzt, ja > und? Tja, doch. Ic = B * Ib ist sehr wohl eine Steuerung. Die Stellgröße ist hierbei Ib, die zu steuernde Größe ist Ic. Aber egal, wie gesagt Sie reden ja von einer komplett anderen Schaltung. Bodo schrieb: > Wenn eine kleine Änderung von UBEsat den Kollektorstrom um > Größenordnungen ändert Ja, das ist sicherlich richtig. Aber wenn ich den Basisstrom nicht ändere…dann wirds sehr eng. Also ich wills mal so sagen: Man kann Ube nicht ändern ohne Ib zu ändern und umgekehrt. Das Hauptproblem liegt meines Erachtens bei dieser Diskussion dass man nicht einen von den beiden betroffenen Größen festhalten kann während man den anderen ändert.
Michael K. schrieb: > Ja, und ich habe Ihnen ja schon gesagt, dass ich nicht weiß welche > Teilerwiderstände sie meinen da in meiner Schaltung schlicht keine > Teilerwiderstände vorhanden sind. > Meine Antwort dazu: Zuvor hatten Sie folgendes geschrieben: (Zitat): "Dimensionierst du eine Schaltung wirklich so, dass dich die Spannung Ube interessiert oder schaust du eher danach wieviel Strom du in die Basis schickst? Ich kenne niemanden, der nach der Ube-Spannung schaut, man schaut immer danach wieviel Strom man in die Basis schickt und ob das dann ausreichend für den gewünschten Kollektorstrom ist." Es geht also um eine zu "dimensionierende Schaltung". In meiner Anwort habe ich die Schaltung gewählt, die am häufigsten anzutreffen ist: Emitterschaltung mit Re-Gegenkopplung und Basisteiler. Und anhand der Gleichungen habe ich gezeigt, dass man sehr wohl nach der Spannung Ube "schauen" muss - dass allerdings der genaue Wert glücklicherweise unkritisch ist als Folge der Gegenkopplung. Das, was sie "Ihre Schaltung" nennen, ist gar keine Schaltung, sondern eine theoretische Simulationsanordnung mit einer nicht realisierbaren idealen Stromquelle. Mit dieser Anordnung können Sie höchstens beweisen, dass das Simulationmsmodell des Transistors die Beziehung Ic=B*Ib implemetiert hat - mehr aber auch nicht. Zum Nachweis einer Abhängigkeit im Sinne von Ursache und Wirkung taugt das nun überhaupt nicht (siehe weiter unten). > Lutz V. schrieb: >> Haben wir bei diesem Rechenvorgang irgendeine >> Steuerung vorausgesetzt? Nein, wo denn? Wir haben Ic=B*Ib benutzt, ja >> und? > > Tja, doch. Ic = B * Ib ist sehr wohl eine Steuerung. Die Stellgröße ist > hierbei Ib, die zu steuernde Größe ist Ic. > Das ist zunächst nur eine Behauptung ohne jeglichen Nachweis. Und - sorry - Sie irren sich gewaltig. Haben Sie denn mal darüber nachgedacht, was passiert, wenn Sie statt der Stromquelle eine Spannungsquelle zwischen Basis und Masse legen, die von 0 bis 0.7V durchgefahren wird? Dann sehen Sie eine astreine e-Funktion. Ist das ein Beweis für Spannungssteuerung? Nein! Ist es nicht, deshalb habe ich das auch nie als Beweisführung benutzt. Die Sache ist schon etwas komplizierter und Sie müssen auf Anordnungen und Effekte zurückgreifen, die ich zur Beweisführung herangezogen habe. Leider hat bisher immer noch niemand der Stromsteuer-Verteidiger (die doch mit Ausdrüccken wie "Unsinn" und "Bullshit" so selbstsicher schienen) dargelegt, wie er meine Beispiele mit Stromsteuerung erklären kann. Aber ich bin geduldig. Es wird doch sicher einer davon soviel Intelligenz bzw. Mut aufbringen, mich entweder zu widerlegen oder sich selber zu korrigieren? PS: Damit man nicht so lange suchen muss, hier noch einmal meine Beispiele, die auf Erklärung durch Stromsteuerung warten: Eingangswid.-Erhöhung durch Re, Verstärkungsformel mit Steilheit, tanh bei Diff.Verstärker, Temperatur-Koeff. d(Vbe)/dT, Funktion des Stromspiegels, Translinear-Prinzip (von Marian erwähnt), Early-Effekt,.....
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hinz schrieb: > Missionierungswahn Ja - wahrscheinlich hast Du sogar (ein wenig) recht. Ich bin ja einsichtig. Ich sollte mich doch wohl etwas weniger engagieren (auch, wenn es nur um die "Wahrheit" geht).
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Lutz V. schrieb: > Haben Sie denn mal darüber nachgedacht, was passiert, wenn Sie statt der > Stromquelle eine Spannungsquelle zwischen Basis und Masse legen, die von > 0 bis 0.7V durchgefahren wird? > Dann sehen Sie eine astreine e-Funktion. Ja, das ist ja auch nicht verwunderlich, habe ich ja nie behauptet. Aber ist Ihnen auch schon aufgefallen wie sehr der Spass dann von der Temperatur abhängt? Natürlich, schrieben Sie ja oben schon. Für einer Steuergröße ist das aber ein denkbar ungünstiges Verhalten. Und es deutet darauf hin, dass die Spannung nicht die primäre Steuergröße ist. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass bei Ib als Steuergröße die Temperatur praktisch keinen Einfluss mehr hat, egal ob man den BJT bei -30 °C betreibt oder bei +100 °C, Ic ist unverändert beim Standard Gummel-Poon-Modell. Lutz V. schrieb: > Es geht also um eine zu "dimensionierende Schaltung". In meiner Anwort > habe ich die Schaltung gewählt, die am häufigsten anzutreffen ist: > Emitterschaltung mit Re-Gegenkopplung und Basisteiler. Die Re-Gegenkopplung macht man doch nur aus einem Grunde: Weil man die Basis-Emitterstrecke nicht mit einer Stromquelle ansteuert sondern mit einer Spannungsquelle und dann der Spass extrem Temperaturabhängig ist. Würde man es mit einer Stromquelle ansteuern bräuchte man das Gezumpel mit Re gar nicht machen. Ihre Beispielschaltung zeigt eigentlich nur wie ungünstig die Spannungssteuerung ist. Natürlich kann man die Re Gegenkopplung auch bei Ansteuerung mit einer Stromquelle ausnutzen um einer Last nicht einen Überstrom zu verpassen. Aber hier nutzt man dann eigentlich nur aus, dass man keine ideale Stromquelle bauen kann und klaut mit dem Re der nichtidealen Stromquelle einfach nur die Bürde, man bekommt also einen Limiter noch kostenlos dazu. Lutz V. schrieb: > Die Sache ist schon etwas komplizierter und Sie müssen auf Anordnungen > und Effekte zurückgreifen, die ich zur Beweisführung herangezogen habe. Das ist natürlich nicht richtig. Ein OPV, da sind wir uns alle einig, ist ein spannungsgesteuertes Bauteil. Man kann aber beim OPV eine Anordnung wählen sodass sich ein stromgesteuertes Verhalten ergibt, z.B. der Transimpedanzwandler. Mit Ihrer Beweisführung haben Sie nur gezeigt, dass man mit einem BJT auch einen Regler bauen kann, mehr nicht. Aber regeln ist nicht dasselbe wie steuern.
Michael K. schrieb: > Die Re-Gegenkopplung macht man doch nur aus einem Grunde: Weil man die > Basis-Emitterstrecke nicht mit einer Stromquelle ansteuert sondern mit > einer Spannungsquelle und dann der Spass extrem Temperaturabhängig ist. > Würde man es mit einer Stromquelle ansteuern bräuchte man das Gezumpel > mit Re gar nicht machen. Irrtum. Die Ube hat einen TK von etwa -2mV/K, was mit Ube~0,65V einen rel. TK von 0,3%/K ergibt. Ein ganz normaler 2N3904 hat bei 25°C eine Stromverstärkung von 225 und bei 125°C von 380 (Datenblatt Fairchild). Das ergibt ein Verhältnis von 1,69/100K bzw. 1,69%/K. Die Temperaturabhängigkeit der Stromverstärkung ist deutlich größer als die der Ube.
Ähh, war vorhin ein bisschen zu hektisch. Die vergleichbaren Verhältnisse bei 25°C bzw. 125°C sind bei Ube 650mV/450mV=1,44 und bei Beta 380/225=1,69.
Zwei Zitate: "Für eine Steuergröße ist das aber ein denkbar ungünstiges Verhalten. Und es deutet darauf hin, dass die Spannung nicht die primäre Steuergröße ist." "Ihre Beispielschaltung zeigt eigentlich nur wie ungünstig die Spannungssteuerung ist." __________ Mit allem Respekt - ich muss sagen, sie haben immer noch nicht verstanden, worum es überhaupt geht; und ich argumentiere jetzt auch nicht mehr im Detail, da es nur eine Wiederholung wäre. Nur eines: Wir reden von Anfang an über die Physik eines Bauteils und nicht darüber, ob irgende etwas "denkbar ungünstig" oder "ungünstig" ist. Wir haben keine Wahl: Die Physik des Transistors richtet sich nun mal nicht nach unseren Wünschen! Noch ein Zitat: "Ein OPV, da sind wir uns alle einig, ist ein spannungsgesteuertes Bauteil. Man kann aber beim OPV eine Anordnung wählen sodass sich ein stromgesteuertes Verhalten ergibt, z.B. der Transimpedanzwandler." Auch das habe ich schon weiter oben ausführlich erklärt und beantwortet: Erst durch die GK und die extrem hohe Verstäkung wird - nicht der OPV - sondern die Gesamtschaltung zum I-U-Wandler (Transimpedanzverstärker). Soll ich es noch auf die Spitze treiben? Gerade WEIL der OPV ein spannungsgesteuertes Bauteil (mit vernachlässigbarem Eingangsstrom) ist, wird er erst durch die Beschaltung mit einem GK-Zweig zum nahezu idealen I-U-Wandler. Wenn nämlich ein nicht zu vernachlässigernder Strom in den Eingang fließen würde, würde dieser TeilStrom durch die Transimpedanz nicht in eine Spannung umgewandelt werden können; er ging verloren und würde die Gesamtschaltung "weniger ideal" machen (falls das das so flapsig sagen kann). Versuchen Sie doch mal selber, die Eigenschaften der Schaltung zu berechnen - dann wird alles deutlich!
Ich komme da gerade auf andere Zahlen. 0.3 %/K dUbe/dT von ~650 mV ausgehend stimmt. Für B_25 = 225 und B_125 = 380 ergibt sich, unter der Annahme, dass es in erster Näherung ein linearer Verlauf ist, sich ein Temperaturkoeffizient von ((380-225)/225/100 K =) 0.6 %/K dB/dT von 225 ausgehend. Edit: Jesus, dieses Forum und seine Mal-Geteilt-Allergie...
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Lutz V. schrieb: > Nur eines: Wir reden von Anfang an über die Physik eines Bauteils und > nicht darüber, ob irgende etwas "denkbar ungünstig" oder "ungünstig" > ist. Eben, und es sind eben die Ladungen und nicht die angelegten Felder, die das Verhalten bestimmen. ArnoR schrieb: > Irrtum. > Die Ube hat einen TK von etwa -2mV/K, was mit Ube~0,65V einen rel. TK > von 0,3%/K ergibt. Ein ganz normaler 2N3904 hat bei 25°C eine > Stromverstärkung von 225 und bei 125°C von 380 (Datenblatt Fairchild). Bitte mal drüber nachdenken: Ich rede und redete die ganze Zeit vom Gummel-Poon-Modell in Spice mit den Default-Parametern. Und da ist die Stromverstärkung unabhängig von der Temperatur. Dass das bei realen Bauteilen nicht so ist ist klar, das ist u.a. weil die Bahnwiderstände und ähnliches schlicht auch von der Temperatur abhängen die aber beim Gummel-Poon-Modell in Spice mit den Default-Parametern keinen Einfluss auf das Verhalten nehmen. Und natürlich ist ein Faktor, wie bei dir, von 1,69, schon eine heftige Änderung. Aber wie schauts denn aus wenn man es von der Spannungsseite her betrachtet? Hat man dann auch "nur" 1,69x mehr Strom im Kollektor oder ist das eher im Bereich Faktor 10 oder gar 100 zu suchen?
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Ich habe mir jetzt nicht alles durchgelesen, ich habe im Skript aber folgendes gefunden: "Da der Kollektorstrom durch die in die Basis injizierten Elektronen und deren Injektion durch die Variation der Spannung (d.h. der Potentialbarriere) über dem BE-Übergang bestimmt wird, ist der Transistor ein potentialgesteuertes Bauelement. Der Basistrom ist nur eine mehr oder weniger unerwünschte parasitäre Größe" Hört sich zumindest nach meinem Verständnis des Transistors logisch an. Abschließend möchte ich für alldiejenigen von Google nochmal meine eigenen Fragen beantworten student01 schrieb: > 1. Die ideale Kennlinie weiter unten, steigt schon ab 0V sehr steil an. > Bei einer normalen Diode muss man doch meist mindestens 0,7V anlegen > damit was passiert. Inwiefern kann diese Kennlinie einer "idealen" Diode > dann richtig sein? Die Schwellspannung ist - wie schon gesagt wurde - eine fiktive Größe, die sich Schaltungstechniker ausgedacht haben. Ab dort fließt vereinfacht gesagt "ziemlich viel Strom" und eine Steigerung des Stromes, zieht nur eine minimale Spannungssteigung nach sich. > 2. Wie kann der pn-Übergang weiter bestehen, wenn sie nicht mehr im > Gleichgewicht ist? > Für U>0, müssten aufgrund des hohen Diffusionsstromes ja irgendwann die > Elektronen im n-Bereich, und die Löcher im p-Bereich fehlen. > Für U<0, würde ja etwas ähnliches passieren, nur das hier der Feldstrom > anstatt des Diffusionsstromes zur Umverteilung der Ladungsträger > beiträgt. An den Kontakten der Diode fließen Ladungsträger nach. Grüße
Kleiner Nachtrag: Soweit ich das verstanden habe, darf man deswegen die Diffusionsspannung einer Diode nicht mit ihrer Schwellspannung verwechseln! Strom fließt auch schon dann, wenn die angelegte Spannung sehr viel kleiner ist als die Diffusionsspannung (oder "built-in voltage")
student01 schrieb: > Hört sich zumindest nach meinem Verständnis des Transistors logisch an. Ist auch völlig richtig. Das gilt auch für den 2. Teil Ihres Beitrags (Schwellspannung).
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Michael K. schrieb: > Bitte mal drüber nachdenken: Ich rede und redete die ganze Zeit vom > Gummel-Poon-Modell in Spice mit den Default-Parametern. Und da ist die > Stromverstärkung unabhängig von der Temperatur Was die Diskussionen so problematisch (und ermüdend) macht, ist die Tatsache, dass laufend falsche Behauptungen aufgestellt werden - und zwar mit Kommentaren, die man sich sparen sollte (...bitte mal nachdenken), es sei denn, man ist sich wirklich sicher. Ich könnte auch antworten: Bitte mal einfach die eigenen Simulationen für verschiedene Temperaturen durchführen, bevor man sich zur Temperaturabhängigkeit in dieser Form äußert.
student01 schrieb: > Der Basistrom ist nur > eine mehr oder weniger unerwünschte parasitäre Größe" Nach meinem Dafürhalten ist es keine parasitäre Größe. Wenn schon der Transistor physikalisch betrachtet werden soll, sollte klar sein, dass der Löcherstrom von Basis zu Emitter notwendig ist. Weil ohne Löcherstrom kein in Durchlassrichtung funktionierender pn-Übergang. Einzig den Rekombinationsstrom in der Basis könnte man als parasitär bezeichnen.
University of Berkeley: "Ic is determined by the rate of electron injection from the emitter into the base, i.e., determined by VBE. An undesirable but unavoidable side effect of the application of VBE is a hole current flowing from the base, mostly into the emitter."
Also in der Literatur wird der bipolare Transistor immer als stromgesteuert bezeichnet. Einfach weil ohne Basistrom kein Kollektor- und Emitterstrom fließt. Im Gegensatz dazu sind (MOS)Fets spannungsgesteuert. https://www.microlab.ti.bfh.ch/bachelor/e/BTE5022/analog_electronics_2/public/script/Kapitel5.pdf Google: bipolar transistor spannungsgesteuert oder stromgestuert Damit findet man hunderte von Links in denen der bipolare Transistor als stromgesteuert bezeichnet wird. Lasst euch hier im Forum nicht in die Irre führen es sei denn ihr wollt bei eventuellen Prüfungen durchfallen. Da hilft es nicht sich auf falschen Aussagen aus Mikrocontroller.net zu berufen.
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Helmut S. schrieb: > Also in der Literatur wird der bipolare Transistor immer als > stromgesteuert bezeichnet. > Damit findet man hunderte von Links in denen der bipolare Transistor als > stromgesteuert bezeichnet wird. Lasst euch hier im Forum nicht in die > Irre führen es sei denn ihr wollt bei eventuellen Prüfungen durchfallen. > Da hilft es nicht sich auf falschen Aussagen aus Mikrocontroller.net zu > berufen. Da muss ich mich doch noch einmal zu Wort melden, damit niemand mich dafür verantwortlich macht, durch die Prüfung gefallen zu sein. Erst einmal folgendes: Wir alle haben unsere Weisheiten ja wohl aus bestimmten Quellen - Büchern, Aufsätzen oder eben auch aus Internet-Beiträgen. Da hinsichtlich des BJT und seines Wirkungsprinzips überraschenderweise die zwei hier diskutierten Beschreibungen existieren, kommt es eigentlich nur darauf an, die seriösen von inseriösen Quellen zu trennen. Ich habe mich mit dieser Frage beruflich über mehr als 20 Jahre auseinandergesewtzt - und kann nur davor warnen, irgendwelchen Internet-Beiträgen blind zu glauben. Ich habe etliche Quellen (US universitäten) und international anerkannte Bücher zuu Rate gezogen und bin sicher, dass meine Position nachweislich die richtige ist!
Ich meine mit Links die in denen der bipolare Transistor als stromgesteuert bezeichnet wird. Die vielen Auszüge aus gedruckten Büchern findet man leicht mit Google. Das sind auch Bücher von Professoren die Vorlesungen geben. Willst du denen in einer mündlichen Prüfung das Gegenteil beibringen? Na dann viel Spass. Google: bipolar transistor spannungsgesteuert oder stromgesteuert
Helmut S. schrieb: > Willst du denen in einer mündlichen > Prüfung das Gegenteil beibringen? Na dann viel Spass. Hast Du auch eine EIGENE Meinung zu den Dingen, oder beziehst Du Dich nur auf "die Literatur" wie Du sagst? Wieviele und vor allem WELCHE Bücher und Quellen hast Du studiert? Ich habe bereits auf meinen beruflichen Hintergrund hingewiesen - und Du kannst mir glauben: Ich bin in mehr als 20 Jahren von sehr vielen Studenten mit Fragen zu diesem Thema bombardiert worden, die auch - genau wie Du - irgendwo was von Stromsteuerung gelesen haben. Glaubst Du, dass ich leichtfertig denen was falsches erzählt habe? Das hätte auf Dauer nicht funktioniert! Da gab es schon einige, die nicht nur geglaubt, sondern nachgedacht haben und mir Kontra gegeben hätten. Ich habe mich der Mühe unterzogen, zuverlässige Quellen zu erschließen und auch selber darüber nachzudenken. Vielleicht hast Du Dir die Mühe gemacht, und die von mir erwähnten Beispiele mal angesehen. Diese Effekte können NUR mit Spannungssteuerung erklärt werden. Hast Du mal versucht, Dich damit zu beschäftigen? Sollte ein Prof in einer Prüfung was anderes behaupten, dann soll er mal versuchen, meine Beispile mit Stromsteuerung zu erklären. Zu einigen meiner Quellen: * Soll ich ein Zitat aus der Patentschrift von W. Shockley bringen? * International verbreitet: Art of Electronics * Einer der weltweit anerkannten und berühmten Analog-Entwickler: Barrie Gilbert. * Führende US Universitäten * MIT * Und auch das deutsche Standardwerk: Tietze-Schenk. Alles falsch? Ich bin immer wieder erstaunt, mit welcher Selbstsicherheit hier Behauptungen aufgestellt werden - ohne auch nur den Versuch eines Beweises. Eine Bitte an alle, die sich noch auf ihre eigene Urteilskraft verlassen wollen: Glaubt nicht, sondern hinterfragt kritisch alles - auch wenn es irgendwo gedruckt sein sollte. Und gebraucht Euren Verstand!
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Lutz V. schrieb: > Ich könnte auch antworten: Bitte mal einfach die eigenen Simulationen > für verschiedene Temperaturen durchführen, bevor man sich zur > Temperaturabhängigkeit in dieser Form äußert. Hab ich gemacht, Ergebnis im Anhang. Es ist wie ich sagte: Bei Stromsteuerung habe ich keine Abhängigkeit von der Temperatur, bei Spannungssteuerung habe ich eine extreme Abhängigkeit von der Temperatur. Erschreckend, dass Sie das nicht wissen nach über 20 Jahren…bei konstantem Strom tut sich irgendwie nix, bei konstanter Spannung gehts ordentlich ab…wie ich es sagte.
Vielleicht sollte man sich in der Diskussion einigen, ob man über * schaltungstechnische Betrachtung, * Fehler und Ungenauigkeiten in Modellen, oder * Halbleiterphysik reden möchte.
Michael K. schrieb: > Bei > Stromsteuerung habe ich keine Abhängigkeit von der Temperatur, bei > Spannungssteuerung habe ich eine extreme Abhängigkeit von der > Temperatur. Erschreckend, dass Sie das nicht wissen nach über 20 > Jahren…bei konstantem Strom tut sich irgendwie nix, bei konstanter > Spannung gehts ordentlich ab… Die Temperaturabhängigkeit der Stromverstärkung ist im Standard-npn bloß nicht modelliert, nimm mal einen "richtigen" Transistor in LTSpice. Es gibt auch keinen realen Bipo ohne deutliche Abhängigkeit der Stromverstärkung von der Temperatur. Das solltest du eigentlich wissen.
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ArnoR schrieb: > Die Temperaturabhängigkeit der Stromverstärkung ist im Standard-npn bloß > nicht modelliert, nimm mal einen "richtigen" Transistor in LTSpice. Es > gibt auch keinen realen Bipo ohne deutliche Abhängigkeit der > Stromverstärkung von der Temperatur. Das solltest du eigentlich wissen. Natürlich weiß ich, dass sich ein realer Transistor anders verhält aber was meinst du denn ändert sich dann? OK, LTSPice mit dem BC547C im Anhang. Wow, Ic bei konstant eingespeisten Ib geht ja sowas von ab, mein lieber Scholli… Ok, BC547C ist vielleicht nicht so gut dafür, nehmen wir einen 2N3055…Yo, die Unterschiede sind ja sowas von der Hammer…naja, also viel tut sich ja net dabei.
Marian . schrieb: > Vielleicht sollte man sich in der Diskussion einigen, ob man über > > * schaltungstechnische Betrachtung, > * Fehler und Ungenauigkeiten in Modellen, oder > * Halbleiterphysik > > reden möchte. Bitte nicht, ich hab doch extra Popcorn und Cola eingekauft.
Marian . schrieb: > Vielleicht sollte man sich in der Diskussion einigen, ob man über > > * schaltungstechnische Betrachtung, > * Fehler und Ungenauigkeiten in Modellen, oder > * Halbleiterphysik > > reden möchte. Das sind alles Bereiche der Physik und Mathematik, es gibt da keinen grundsätzlichen Unterschied. Auch wenn die Steuerung eines BPT nicht stromlos funktioniert, sollte doch jeder, der damit arbeitet, den Unterschied zwischen Ursache und Wirkung kennen. Die Abhängigkeit ist absolut eindeutig, auch wenn sie gelegentlich vereinfacht wird. Michael K. schrieb: > Bei > Stromsteuerung habe ich keine Abhängigkeit von der Temperatur, bei > Spannungssteuerung habe ich eine extreme Abhängigkeit von der > Temperatur. Ib und Ic sind exponentiell von der Temperatur abhängig. Ib und Ic sind exponentiell von UBE abhängig. Nur weil der Zusammenhang linear ist, ist die Ursache nicht der Strom. Aber das steht alles schon weiter oben beschrieben. Michael K. schrieb: > Bei > Stromsteuerung habe ich keine Abhängigkeit von der Temperatur, bei > Spannungssteuerung habe ich eine extreme Abhängigkeit von der > Temperatur. Hängt dann jetzt die Temperatur auch vom Basisstrom ab, oder wie soll man da schlussfolgern?
Bodo schrieb: > Ib und Ic sind exponentiell von der Temperatur abhängig. Aber nur wenn ich die BE-Strecke mit einer Spannung ansteuere. Gehe ich her und steuere die BE-Strecke mit einem konstanten Strom an ist Ic praktisch nicht mehr von der Temperatur abhängig. Das habe ich oben mit den Simulationsergebnissen doch nachgewiesen. Bodo schrieb: >Hängt dann jetzt die Temperatur auch vom Basisstrom ab, oder wie soll >man da schlussfolgern? Wie kommst du denn auf dieses schmale Brett? Die Temperatur ist bei der Simulation die unabhängige Größe. Noch nie mit Spice gearbeitet?
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Michael K. schrieb: > Gehe ich > her und steuere die BE-Strecke mit einem konstanten Strom an ist Ic > praktisch nicht mehr von der Temperatur abhängig. Das habe ich oben mit > den Simulationsergebnissen doch nachgewiesen. Damit hast du nur gezeigt was der Simulator macht. Die Messung eines Herstellers sieht aber so wie im Anhang aus.
Michael K. schrieb: > Gehe ich > her und steuere die BE-Strecke mit einem konstanten Strom an ist Ic > praktisch nicht mehr von der Temperatur abhängig. Das habe ich oben mit > den Simulationsergebnissen doch nachgewiesen. Wenn man eine Abhängigkeit zwischen zwei Größen herausfinden will (Ic und T) und vier veränderliche Größen (UBE, Ib, Ic und T) hat, sollte man zwei konstant halten und nicht blos eine. Genau genommen kommt auch noch UBC hinzu und ändert sich. Es gilt physikalisch nach wie vor: Ib,Ic = f(UBE, UBC, T). Michael K. schrieb: >>Hängt dann jetzt die Temperatur auch vom Basisstrom ab, oder wie soll >>man da schlussfolgern? > > Wie kommst du denn auf dieses schmale Brett? Die Temperatur ist bei der > Simulation die unabhängige Größe. Noch nie mit Spice gearbeitet? Verzeih, sollte nur ein Denkanstoß sein.
Michael K. schrieb: > Erschreckend, dass Sie das nicht wissen nach über 20 > Jahren… Ja - erschreckend, wenn man nicht weiß, wo Gummel-Poon drin ist - und wo nicht - aber trotzdem drüber redet!
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Ich sagte ja, dass der BC547C ggf nicht so geeignet ist und beim 2N3055 ist es kaum zu erkennen. Gehe ich auf dein BCV61B mal ein: Ic würde also bei konstanter Stromsteuerung etwa um den Faktor 2 steigen. Und bei konstanter Spannungssteuerung um den Faktor 150. Also hällst du mir jetzt vor, dass ich einen Faktor 2 gegenüber einem Faktor 150 als vernachlässigbar erachte? Und ursprünglich ging es bei der Simulation auch darum um zu sehen ob das Gummel-Poon-Modell vom Strom oder von der Spannung gesteuert wird. Ich hab auch oben schon beschrieben warum ich der Meinung bin warum es vom Strom gesteuert wird und die Spannung nur eine Folge des Stroms ist und nicht umgekehrt. Ich hab dazu ehrlich gesagt auch keine Lust mehr. Ich bin nicht mathematisch so fitt um zu zeigen warum/ob Herr vW (warum hat man denn den Namen verändert?) falsch liegt. Ich sehe nur wie sich so ein Transitor in einer Simulation oder auch real verhält. Und ich würde hier nie auf die Idee kommen so einen BJT mit einer Spannung zu steuern, ich würde, habe und werde immer den Strom dabei anpacken. Und so wurde es mir auch beigebracht.
Lutz V. schrieb: > Michael K. schrieb: >> Erschreckend, dass Sie das nicht wissen nach über 20 >> Jahren… > > Ja - erschreckend, wenn man nicht weiß, wo Gummel-Poon drin ist - und wo > nicht - aber trotzdem drüber redet! Ach, Spice benutzt nicht das Gummel-Poon-Modell? Ich zitier Sie mal: Lutz V. schrieb: > Du eigentlich jemals die Namen Ebers-Moll bzw. Gummel-Poon gehört? > Nein, natürlich nicht - sonst könntest Du nicht so dumm (pardon) > daherreden. Das sind in allen modernen Simulationsprogrammen > berücksichtigte Modelle, die ausscjhließlich auf Spannungssteuerung > aufbauen. Naja, wahrscheinlich ist Spice nicht modern...
Ich habe hier echt den Eindruck in Mikrocontroller.net wird versucht die Wirkungsweise des bipolaren Transistors neu zu definieren. Liebe Leser glaubt nicht denen die hier verbreiten wollen, dass der bipolare Transistor spannungsgesteuert ist. Richtig ist: Der bipolare Transistor ist stomgesteuert. http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072962984/310525/riz62984_ch10_bw.pdf The most important property of the bipolar transistor is that the small base current controls the amount of the much larger collector current http://www.pitt.edu/~qiw4/Academic/ME2082/Transistor%20Basics.pdf However, this only happens when a small biasing current ( Ib ) is flowing into the base terminal of the transistor at the same time thus allowing the Base to act as a sort of current control input. Gruß Helmut
Wenn man die Ic-Formel auf http://www.prof-gossner.eu/pdf/09-Bipolarer%20Transistor.pdf, S.111 anschaut, dann sieht man nix von einem Basisstrom. Ok, man könnte annehmen, daß in Bestandteilen der Formel irgendwie der Ib stecken müsste. Aber der Ib (den man am Basis-Anschluß dann sieht) ist ja sicherlich nicht die treibende Kraft für den Ic. Da in der Formel derselbe Term e^Uf/UT wie in der Shockley-Gleichung steckt, haben wir quasi dieselbe Nichtlinearität zwischen Ube und Ic wie auch Ube und Ib. Damit ist Ic logischerweise praktisch linear zu Ib. Muß aber nicht heisen, daß Ic direkt von Ib abhängt. Würde der Kollektor sämtliche Strömlinge von der Basis absaugen, bräuchten wir an der Basis keine absaugen. Aber ein BJT ist nun mal nicht in allen Eckpunkten ideal. Den Ib betrachte ich ehrlich gesagt auch nur als einen Dreckeffekt, denn mit Ube soll ja eigentlich nur die Raumladungszonenbreite gesteuert werden, um Ladungsträger von E nach B kommen zu lassen, die dann möglichst komplett nach C abwandern sollen. Daß da ein Teil richtung B verlustig geht, ist wohl eher unerwünscht, und sicherlich nicht für den eigentlichen Transistoreffekt nötig. Und auserdem ist es doch ganz einfach: Ursache eines Stroms ist doch immer eine Spannung, genau so, wie der Druck für das fließende Wasser zuständig ist - also spannungsgesteuert ;-) Daß man den T gern als stromgesteuert betrachtet, liegt doch nur daran, weil Beta=Ic/Ib sooooo schön einfach aussieht, und es sich damit in vielen Schaltungen besser rechnen läßt (in anderen wiederum nicht).
> Wenn man die Ic-Formel auf http://www.prof-gossner.eu/pdf/09-Bipolarer%20Transistor.pdf, S.111 anschaut, ..... Da steht doch schon im ersten Satz: Der bipolare Transistor ist ein Halbleiter-Bauelement, bei dem mit einem kleinen Steuerstrom ein großer Hauptstrom gesteuert wird. Wenn du bei dem Prof. in der Mündlichen etwas von Spannungssteuerung erzählst, dann kannst du gleich einpacken ...
@Michael Köhler (sylaina) >Und ursprünglich ging es bei der Simulation auch darum um zu sehen ob >das Gummel-Poon-Modell vom Strom oder von der Spannung gesteuert wird. >Ich hab auch oben schon beschrieben warum ich der Meinung bin warum es >vom Strom gesteuert wird und die Spannung nur eine Folge des Stroms ist >und nicht umgekehrt. Ich hab dazu ehrlich gesagt auch keine Lust mehr. Ist auch nicht nötig. Spannung hängt nicht von Strom ab, sondern Ursache des Stroms ist immer die Spannung. >würde hier nie auf die Idee kommen so einen BJT mit einer Spannung zu >steuern, ich würde, habe und werde immer den Strom dabei anpacken. Und >so wurde es mir auch beigebracht. Das war eigentlich wohl auch nicht so die Frage, sondern, welche Mechanismen den Transistor im innersten zusammenhalten. Da ist es erstmal völlig irrelevant, ob das dann in der Schaltungspraxis sinnvoll nutzbar ist, oder man dann doch lieber mit der einfachen Stromverstärkung rechnet. Diese Betrachtungsweise ist aber kein Indiz dafür, wie er intern arbeitet. Ist halt wie überall: man versucht, die angewendeten Modelle möglichst einfach zu halten, wenn diese genau genug sind für den jeweiligen Anwendungsfall.
@ Helmut S. (helmuts) >Ich habe hier echt den Eindruck in Mikrocontroller.net wird versucht die >Wirkungsweise des bipolaren Transistors neu zu definieren. >Liebe Leser glaubt nicht denen die hier verbreiten wollen, dass der >bipolare Transistor spannungsgesteuert ist. >Richtig ist: Der bipolare Transistor ist stomgesteuert. >http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072... >The most important property of the bipolar transistor is that the small >base >current controls the amount of the much larger collector current Dieses Papier betrachtet den Transistor nur in der Praxis. Und davon auch nur einfach erklärbare Schaltungen. Es geht nicht auf die interne Funktionsweise im Detail ein. Das andere Papier genauso ...
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@ Helmut S. (helmuts) >Da steht doch schon im ersten Satz: >Der bipolare Transistor ist ein Halbleiter-Bauelement, bei dem mit einem >kleinen Steuerstrom ein großer Hauptstrom gesteuert wird. >Wenn du bei dem Prof. in der Mündlichen etwas von Spannungssteuerung >erzählst, dann kannst du gleich einpacken ... Das ist die Betrachtungsweise für die Praxis. Weiter untern stehts dann etwas physikalischer betrachtet: "Transistor-Effekt: Durch eine Durchlassspannung an der Basis-Emitterdi ode wird ein großer Elektronen- strom I n von der Emitter- in die Basiszone ausgelöst. Der g rößte Teil dieser Elektronen wird von der Sperrspannung am Kollektor-Basis-Überg ang zum Kollektor abgesaugt (Hauptstrom), nur ein kleiner Teil rekombiniert mit Löchern in der Basiszone (Rekombinationsstrom). Am Basisanschluss fließt nur der von der Flussspannung verursachte, sehr viel kleinere Löcherstrom I p (Nebenstrom) sowie der Rekombina- tionsstrom" Dort steht "durch eine Durchlassspannung an der Basis-Emitterdiode", und nicht "durch einen Strom durch die Basis-Emitterdiode" (bzw. zum Basisanschluß hinaus)...
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Jens G. schrieb: > Spannung hängt nicht von Strom ab, sondern Ursache > des Stroms ist immer die Spannung. <seufz> Seit einer der ersten Antworten auf den "Professor" haben jetzt etliche Leute klargemacht daß ihnen bewußt ist, daß in einen Transistor kein Basisstrom fließen kann ohne daß dazu auch eine Basis-Emitterspannung anliegt. Nur reicht das eben nicht aus, um den Transistor "spannungs- gesteuert" zu nennen. Und zwar aus mehreren Gründen: 1. im Unterschied zum MOSFET, der echt spannungsgesteuert ist - für die Funktionsweise ist da kein (statischer) Stromfluß notwendig. Beim Bipolartransistor hingegen kann man keine steuernde Basis- Emitterspannung anlegen ohne daß auch ein Basisstrom fließen würde. Man kann schlicht keine Steuerspannung an den Bipolartransistor anlegen, die zwar den Kollektorstrom steuert, dabei aber keinen Basisstrom fließen läßt. Es sind also zwei vollkommen unterschiedliche Steuerungsarten. Und man hat sich geeinigt, die stromlose spannungsgesteuert zu nennen und die bei der Strom prinzipiell notwendig ist, stromgesteuert. 2. wenn man sich auf den Standpunkt stellt, daß es keinen Strom ohne Spannung geben kann, dann verliert der Begriff "stromgesteuert" jegliche Bedeutung. Denn die Ursache für den Strom muß dann ja eine Spannung sein und dann kann man diese Spannung als "echte" Steuergröße ansehen. Das ergibt zwar nicht viel Sinn, aber es ist ein möglicher Standpunkt. 3. stimmt es auch nicht, daß die Ursache eines Stroms immer eine Spannung ist. Eine Änderung des Magnetfelds induziert einen Strom in einem Leiter. Ganz ohne Spannung. Relevanz dieses Fakts: 0. Denn wie schon gesagt: wenn man einen Strom in die Basis eines Transistors treiben will, dann muß man dazu die Potentialbarriere des Basis-Emitter pn-Übergangs überwinden. Es geht nicht ohne Spannung.
Axel Schwenke (a-za-z0-9) >Jens G. schrieb: >> Spannung hängt nicht von Strom ab, sondern Ursache >> des Stroms ist immer die Spannung. ><seufz> >Seit einer der ersten Antworten auf den "Professor" haben jetzt etliche >Leute klargemacht daß ihnen bewußt ist, daß in einen Transistor kein >Basisstrom fließen kann ohne daß dazu auch eine Basis-Emitterspannung >anliegt. Nur reicht das eben nicht aus, um den Transistor "spannungs- >gesteuert" zu nennen. Ja, etliche, aber nicht alle, und eben auch nicht Michael Köhler (sylaina). Denn er betrachtet den Strom offensichtlich als Ursache der Spannung. Und darauf bin ich eben mal eingegangen ... >Und zwar aus mehreren Gründen: >1. im Unterschied zum MOSFET, der echt spannungsgesteuert ist - für >die Funktionsweise ist da kein (statischer) Stromfluß notwendig. Wie die spannungssteuer-Fraktion so meint, ist der eben nicht notwendig, sondern nur notwendiges Übel. >Beim Bipolartransistor hingegen kann man keine steuernde Basis- >Emitterspannung anlegen ohne daß auch ein Basisstrom fließen würde. Man >kann schlicht keine Steuerspannung an den Bipolartransistor anlegen, die >zwar den Kollektorstrom steuert, dabei aber keinen Basisstrom fließen Ja, das ist eben die Praxis, aufgrund fehlender idealer Bauteile. >läßt. Es sind also zwei vollkommen unterschiedliche Steuerungsarten. Und >man hat sich geeinigt, die stromlose spannungsgesteuert zu nennen und >die bei der Strom prinzipiell notwendig ist, stromgesteuert. Ja, schon klar, daß man sich so geeinigt hat. Aber wie ich (und andere) schrieben, ist das die Einigung auf der Praxisebene in der angewandten Elektronik. Muß aber deswegen noch lange nicht so sein, wenn wir uns die Geschichte auf der Ebene der Halbleiterphysik anschauen. Und um Halbleiterphysik ging es ja wohl in diesem Thread (wenn auch wohl ursprünglich nicht um den Transistor, sondern allgemein den einfachen pn-Übergang). >2. wenn man sich auf den Standpunkt stellt, daß es keinen Strom ohne >Spannung geben kann, dann verliert der Begriff "stromgesteuert" jegliche >Bedeutung. Denn die Ursache für den Strom muß dann ja eine Spannung >sein und dann kann man diese Spannung als "echte" Steuergröße ansehen. >Das ergibt zwar nicht viel Sinn, aber es ist ein möglicher Standpunkt. Das ist richtig. In der Praxis macht das (oft - je nach Einsatz) nicht viel Sinn, mit Shockley-Gleichung und Co zu kommen. Ist eigentlich keine Standpunktfrage, sondern einfach eine praktikable Sache, den BJT als streomgesteuert mit Stromverstärkung x zu betrachten (da Ib~Ic in guter Näherung paßt, und meistens ausreichend). Die dabei gemachten Fehler sind meistens zu vernachlässigen, und werden durch entsprechende Schaltungsanordnung je nach Erfordernis mehr oder weniger eliminiert. >3. stimmt es auch nicht, daß die Ursache eines Stroms immer eine >Spannung ist. Eine Änderung des Magnetfelds induziert einen Strom in Ja, ist mir nach meinem Schriebs dann auch eingefallen. Sagen wir es mal so: der Strom braucht eine Triebkraft, um ein Strom zu sein. Meistens die Spannung, manchmal variables Magnetfeld - gibt's nochwas? >einem Leiter. Ganz ohne Spannung. Relevanz dieses Fakts: 0. Denn wie >schon gesagt: wenn man einen Strom in die Basis eines Transistors >treiben will, dann muß man dazu die Potentialbarriere des Basis-Emitter >pn-Übergangs überwinden. Es geht nicht ohne Spannung. Nochmal zum Mitschreiben: Ich mache hier einen Unterschied zw. Schaltungspraxis, und Halbleiterphysik. Schaltungstechnik: stromgesteuert HL-Physik: spannungsgesteuert (Basisstrom=parasitär und unwichtig für eigentliche Funktion) Dieser Unterschied wurde offensichtlich in 90% dieses Threads nicht gemacht, und ständig aneinander vorbeigeredet ...
Jens G. schrieb: >>1. im Unterschied zum MOSFET, der echt spannungsgesteuert ist - für >>die Funktionsweise ist da kein (statischer) Stromfluß notwendig. > > Wie die spannungssteuer-Fraktion so meint, ist der eben nicht notwendig, > sondern nur notwendiges Übel. > >>Beim Bipolartransistor hingegen kann man keine steuernde Basis- >>Emitterspannung anlegen ohne daß auch ein Basisstrom fließen würde. Man >>kann schlicht keine Steuerspannung an den Bipolartransistor anlegen, die >>zwar den Kollektorstrom steuert, dabei aber keinen Basisstrom fließen > > Ja, das ist eben die Praxis, aufgrund fehlender idealer Bauteile. Nochmal: der Basisstrom beim Bipolartransistor ist notwendig. Er ist keineswegs ein "Defekt" oder ein "Übel". Das ist ganz faktisch so. Zeig mir einen Bipolartransistor, den du über U_BE steuern kannst ohne daß dabei ein Strom in die Basis fließt und ich nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil. Noch niemand hat jemals einen solchen Transistor zeigen können. Und so wie ich den Bipolartransistor mal gelernt habe, kann es den auch nicht geben. Denn damit ein Kollektorstrom fließen kann, müssen Ladungsträger in die Basiszone injiziert werden. Und das geht nicht ohne Strom. Jens G. schrieb: >>2. wenn man sich auf den Standpunkt stellt, daß es keinen Strom ohne >>Spannung geben kann, dann verliert der Begriff "stromgesteuert" jegliche >>Bedeutung. Denn die Ursache für den Strom muß dann ja eine Spannung >>sein und dann kann man diese Spannung als "echte" Steuergröße ansehen. >>Das ergibt zwar nicht viel Sinn, aber es ist ein möglicher Standpunkt. > > Das ist richtig. In der Praxis macht das (oft - je nach Einsatz) nicht > viel Sinn, mit Shockley-Gleichung und Co zu kommen. Am Ziel vorbei. Der Basis-Emitter pn-Übergang verhält sich (abgesehen von parasitären Elementen wie Bahnwiderständen) nach Shockley. Jedes Modell, das die Abhängigkeit des Basisstroms von U_BE abbilden will, muß also die Shockley-Gleichung verwenden. Und wenn man den Basisstrom erstmal ausgerechnet hat, dann kann man mit I_C = B * I_B unmittelbar weiterrechnen. Das ist dann das Transportmodell für den Transistor. Was die Verfechter der Spannungssteuerung immer wieder behaupten (zumindest habe ich es so verstanden) ist daß man statt dessen für die Abhängigkeit I_c = f(U_BE) auch wieder die Shockley-Gleichung verwenden muß. Nur mit um B größerem Sättigungsstrom. Und da frage ich mich doch, was das soll und wo da eigentlich der Unterschied sein soll? Jens G. schrieb: > Nochmal zum Mitschreiben: > Ich mache hier einen Unterschied zw. Schaltungspraxis, und > Halbleiterphysik. Blödsinn. Niemand weiß genau was im Transistor wirklich passiert. Alles nur Modelle und spätestens seit man um den Wellencharakter von Elektronen weiß, alles Modelle mit fragwürdigem Wert. Elektronen sind keine Punktladungen. Und sie sitzen nicht auf Schalen um den Atomkern. Der Raum durch den sie sich bewegen, ist nicht dreidimensional und im wesentlichen glatt. Er hat vermutlich etliche Dimensionen mehr und ist auf kürzesten Entfernungen gerade nicht glatt, sondern gekrümmt. Ich kann da nur für mich sprechen: aber ich finde die Physik versagt total wenn es darum geht, die Welt zu erklären. Das beste was man bekommen kann sind Modelle, die mit den Beobachtungen übereinstimmen. Und wenn man sich auf diesen Standpunkt stellt, dann ist ein stromgesteuerter Transistor ganz einfach die Realität.
Jens G. schrieb: > Ich mache hier einen Unterschied zw. Schaltungspraxis, und > Halbleiterphysik. > Schaltungstechnik: stromgesteuert > HL-Physik: spannungsgesteuert (Basisstrom=parasitär und unwichtig für > eigentliche Funktion) > > Dieser Unterschied wurde offensichtlich in 90% dieses Threads nicht > gemacht, und ständig aneinander vorbeigeredet ... Jens - ich stimme in vielen Bereichen zu, aber nicht diesem letzten Abschnitt. Aber ich gebe Dir recht, dass oft aneinander vorbeigeredet wurde, weil beide Bereiche ständig verwechselt wurden. ABER: Um zu erkennen (zu beweisen), ob der Strom Ic nun von Ib oder von Ube kontrolliert (gesteuert, bestimmt) wird, muss man die Funktionsweise bzw. die Eigenschaften von Schaltungen analysieren (Stromspiegel, Gegenkopplung, Differenzverstärker, B-E Temperaturkoeffizient..). Anders gehts nicht! Eine Alternative wäre natürlich die Halbleiterphysik - das geht in so einem Forum aber schlecht. Also in Kurzform: Natürlich gibt es in der Schaltungstechnik stromgesteuerte Anordnungen, wie z.B. die Transimpedanzverstärker, nur das Verhalten des pn-Übergangs innerhalb des Transistor (als aktiver Teil dieser Anordnung) ist spannungsgesteuert. Und das war der eigentlich Kern der Frage von student01.
Lutz V. schrieb: > ABER: Um zu erkennen (zu beweisen), ob der Strom Ic nun von Ib oder von > Ube kontrolliert (gesteuert, bestimmt) wird, muss man die Funktionsweise > bzw. die Eigenschaften von Schaltungen analysieren (Stromspiegel, > Gegenkopplung, Differenzverstärker, B-E Temperaturkoeffizient..). Aha. Und? Gerade die Schaltungstechnik stützt die These von der Spannungssteuerung überhaupt nicht. Abgesehen natürlich von der trivialen Erkenntnis, daß der Basisstrom von der Basis-Emitterspannung abhängt. Und daß man deswegen mit einer Rückkopplung, die U_BE verändert auch den Basisstrom verändert. Das haben jetzt (hoffentlich) alle verstanden. Außer dir natürlich.
Ich weiß nicht, wie andere Leute das in der Praxis machen, aber für mich ist in der linearen Schaltungstechnik das Beta mehr so eine Art Störgröße, die man eben beachten muss bei der Auslegung, aber sonst nicht sonderlich viel für einen tut. Arbeitspunkte werden durch Ube festgelegt.
Helmut S. schrieb: > Ich habe hier echt den Eindruck in Mikrocontroller.net wird versucht die > Wirkungsweise des bipolaren Transistors neu zu definieren. > Neu zu definieren? Weißt Du, dass W. Shockley seine Patentschrift (mit Beschreibung des pn-Übergang-Verhaltens mit Spannungssteuerung)im Jahre 1951 eingereicht hat? > Liebe Leser glaubt nicht denen die hier verbreiten wollen, dass der > bipolare Transistor spannungsgesteuert ist. ...sonder Dir ? Nein - vertraut Euren eigenen logischen Überlegungen und entsprechenden Beweisen! (Und nicht oberflächlichen Druckerzeugnissen oder irgendwelchen Internet-Beiträgen wie den nachstehenden) > http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072962984/310525/riz62984_ch10_bw.pdf > The most important property of the bipolar transistor is that the small > base > current controls the amount of the much larger collector current Der Vollstaändigkeit halber sollte man nicht nur 1 Satz zitieren, sondern auch: S.553 The electrons “emitted” by the emitter with the BE junction forward-biased reach the very narrow base region, and after a few are lost to recombination in the base..... (...are lost !!) S. 554 The exact operation of bipolar transistors can be explained by resorting to a detailed physical analysis of the npn or pnp structure of these devices. The reader interested in such a discussion of transistors is referred to any one of a number of excellent books on semiconductor electronics. The aim of this book, however, is to provide an introduction to the basic principles of transistor operation by means of simple linear circuit models based on the device i-v characteristic. ....... This chapter will therefore serve as a compendium of the basic ideas, enabling an engineer to read and understand electronic circuit diagrams S. 558 This model is certainly not a complete description of the properties of the BJT.... however, it is adequate for the intended objectives of this book, in that it provides a good qualitative feel for the important features of transistor amplifiers. S. 559 In reality, the BE junction is better modeled by considering the forward resistance of the pn junction; further, the BJT does not act quite as an ideal current-controlled current source. ___________________________ Also: Eine grobe Einführung mit dem ausdrücklichen Hinweis auf andere Bücher, die das Verhalten besser und genauer beschreiben.
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Axel S. schrieb: > Gerade die Schaltungstechnik stützt die These von der Spannungssteuerung > überhaupt nicht. > Hast Du Dir mal meine Erklärung zur Dimensionierung des Basis-Spannungsteilers durchgelesen? Oder hast Du gar Gegenbeispiele zu meinen Beispielen? Scheue Dich nicht, diese zu erwähnen. >> Das haben jetzt (hoffentlich) alle verstanden. Außer dir natürlich. Ja - genau solche Äußerungen sind es, welche die "Diskussion" so unerfreulich machen (wenig Verständnis, keine sachlichen Argumente oder Antworten, stattdessen freche Bemerkungen).
Nach etwas Beruhigungszeit ein kurzer Hinweis: Im "Müseler/Schneider-Elektronik" sind beide Steuerungs- kennlinien abgebildet und gleichwertig beschrieben. Die Stromsteuerungskennlinie und die Spannungs- steuerungskennlinie, letzte mit linearer und mit logarithmischer Teilung. Da wird als Beispiel Bezug genommen auf BC107 und Familie.
Helmut S. schrieb: > http://www.pitt.edu/~qiw4/Academic/ME2082/Transistor%20Basics.pdf > However, this only happens when a small biasing current ( Ib ) is > flowing into the base terminal of the transistor at the same time thus > allowing the Base to act as a sort of current control input. Liebe Leser und Teilnehmer an dieser doch sehr langen Reihe von Meinungsäußerungen. Ich finde, eine Diskussion kann man es nicht nennen - es fehlte dazu oft die Bereitschaft, sich mit den Argumenten des anderen auseinanderzusetzten oder sie sachlich zu kommentieren. Keine besonders gute Diskussionskultur. Dazu passt ein weiser Spruch von R.P. Feynman, den vielleicht einige von Euch kennen. “Religion is a culture of faith; science is a culture of doubt.” (R.P. Feynman). Zweifel an der eigenen (oft festgefahrenen) Meinung - DAS ist es, was nötig ist. Es ist wirklich ein Phenomen, dass -zig Jahre nach Einführung des bipolaren Transistors (BJT) immer noch zwei unterschiedliche Erklärungsversuche zum physikalischen Prinzip des BJT in der Literatur rumgeistern. Ich kann nur noch einmal betonen: Man möge nicht das (blind) glauben, was man in einem oder zwei Büchern lesen kann. Hier ist mal ein Beispiel aus dem o.g. link von Helmut S. Zusätzlich zu dem von ihm oben zitierten Satz kann man im gleichen Dokument lesen: " Bipolar Transistors are current regulating devices that control the amount of current flowing through them in proportion to the amount of biasing voltage applied to their base terminal acting like a current-controlled switch." ??? Für mich ein Widerspruch in einem einzigen Satz. Ich habe Quellen - meiner Meinung nach sehr zuverlässige - angeführt, die den Basisstrom als "störend, aber leider unvermeidbar" ansehen, andere Quellen bezeichnen ih als wichtige Steuergröße. Ich kann nur dazu auffordern, nicht blind zu glauben (weil man es mal so gelernt hat), sondern seinen Verstand zu benutzen - sofern man der Sache wirklich auf den Grund gehen will. Also: Diese Frage bitte nicht zur Glaubenssache (Religion) machen und polemisch werden! Das wirkt nie überzeugend sondern eher hilflos. Es stimmt ja, dass man in vielen Fällen, eine Transistorschaltung dimensionieren kann, ohne zu wissen, ob der BJT nun spannungs-oder stromgesteuert ist. Aber das war hier ja nicht die Frage. Und es gibt eben etliche Anwendungen, bei denen es eben NICHT egal ist. Diejenigen, die an der Klärung wirklich interessiert sind - ohne tief in die Halbleiterphysik einsteigen zu müssen, haben nur die Möglichkeit, sich aus den teilweise einander widersprechenden Darstellungen - kraft eigener Überlegungen anhand von geeigneten Anwendungen - das richtige "BJT-Weltbild" zu bauen.
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> " Bipolar Transistors are ....
> ...current-controlled switch."
> ???
> Für mich ein Widerspruch in einem einzigen Satz.
Ich finde es super erklärt ohne Widerspruch.
Dann kann es eher an Deiner Übersetzung liegen die
wir ja nicht kennen da du sie nicht zeigst.
Lutz V. schrieb: > ABER: Um zu erkennen (zu beweisen), ob der Strom Ic nun von Ib oder von > Ube kontrolliert (gesteuert, bestimmt) wird, muss man die Funktionsweise > bzw. die Eigenschaften von Schaltungen analysieren (Stromspiegel, > Gegenkopplung, Differenzverstärker, B-E Temperaturkoeffizient..). Anders > gehts nicht! Das ist Unsinn, wir haben das schon mit dem Beispiel TIA gezeigt. Lutz V. schrieb: > Hast Du Dir mal meine Erklärung zur Dimensionierung des > Basis-Spannungsteilers durchgelesen? > Oder hast Du gar Gegenbeispiele zu meinen Beispielen? Scheue Dich nicht, > diese zu erwähnen. Und genau das ist das Problem. Wo hat denn ein BJT einen Basisspannungsteiler? Das ist doch eine externe Beschaltung und das hatten wir schon: Durch eine externe Beschaltung kann sich das Verhalten total ändern. Lutz V. schrieb: > Eine Alternative wäre natürlich die Halbleiterphysik - das geht in so > einem Forum aber schlecht. Natürlich geht das schlecht. Betrachtet man sich die Halbleiterphysik sieht man, dass es nicht die Spannung ist sondern die Ladungsträger, die das Verhalten des BiPos bestimmen. Aber das wäre ja doof, torpediert das ja die spannungsgesteuerte Fraktion.
Lutz V. schrieb: > Ich habe Quellen - meiner Meinung nach sehr zuverlässige - angeführt, > die den Basisstrom als "störend, aber leider unvermeidbar" ansehen, > andere Quellen bezeichnen ih als wichtige Steuergröße. Und so eine Aussage ist totaler Unsinn. Es sind ja erst die Ladungsträger, die man in die Basis schickt, die die Bewegung im Transistor in Gang setzen. Würde man sehen wenn man sich die Halbleiterphysik dahinter mal anschaut was ich oben schon mehrfach gemacht habe aber immer wieder gezielt ignoriert wurde.
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Michael K. schrieb: > Lutz V. schrieb: >> Eine Alternative wäre natürlich die Halbleiterphysik - das geht in so >> einem Forum aber schlecht. > > Natürlich geht das schlecht. Betrachtet man sich die Halbleiterphysik > sieht man, dass es nicht die Spannung ist sondern die Ladungsträger, die > das Verhalten des BiPos bestimmen. Aber das wäre ja doof, torpediert das > ja die spannungsgesteuerte Fraktion. So wie mir das mal erklärt wurde, sind es aber die Ladungen, die für den Transistoreffekt verantwortlich sind. Und die sind m.E. direkt über eine Exponentialgleichung mit den anliegenden Spannungen verknüpft, ergeben sich aber für eine Strombetrachtung nur aus Integralen. Also sind die drei Ansichten, Ladungskontrolle, Spannungskontrolle und Stromkontrolle zwar mathematisch äquivalent nach meinem Verständnis, aber Ladungskontrolle und Spannungskontrolle haben den Vorteil, dass nur aus den Momentanwerten am Bipo sein Zustand klar ist.
Lutz V. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Gerade die Schaltungstechnik stützt die These von der Spannungssteuerung >> überhaupt nicht. >> > Hast Du Dir mal meine Erklärung zur Dimensionierung des > Basis-Spannungsteilers durchgelesen? Welche? Du hast da oben soviel Unsinn geschrieben .. auf welchen beziehst du dich jetzt genau? Daß man einen Emitterwiderstand einsetzt um den Ruhestrom zu stabili- sieren steht nicht im Widerspruch zur Stromsteuerung. Daß sich der Eingangswiderstand der Verstärkerstufe(!) durch den Emitterwiderstand erhöht, steht auch nicht im Widerspruch zur Stromsteuerung. Der Eingangswiderstand des Transistors(!) hängt ausschließlich vom gewählten Arbeitspunkt ab - weil I_B = f(U_BE) für unterschiedliche Arbeitspunkte unterschiedliche Steigung hat. Aber wenn man den Transistor im gleichen Arbeitspunkt betreibt, dann ist vollkommen egal wie der Arbeitspunkt eingestellt wird - ob mit oder ohne Emitter- widerstand, ob mit Basisspannungsteiler oder Basisvorwiderstand - der Eingangswiderstand des Transistors ist immer der gleiche. Der Eingangswiderstand der Verstärkerstufe nicht unbedingt, denn in den geht ja auch die externe Beschaltung des Transistors mit ein. >>> Das haben jetzt (hoffentlich) alle verstanden. Außer dir natürlich. > > Ja - genau solche Äußerungen sind es, welche die "Diskussion" so > unerfreulich machen Wie man in den Wald hinein ruft ...
@ Axel Schwenke (a-za-z0-9) >>>Beim Bipolartransistor hingegen kann man keine steuernde Basis- >>>Emitterspannung anlegen ohne daß auch ein Basisstrom fließen würde. Man >>>kann schlicht keine Steuerspannung an den Bipolartransistor anlegen, die >>>zwar den Kollektorstrom steuert, dabei aber keinen Basisstrom fließen >> >> Ja, das ist eben die Praxis, aufgrund fehlender idealer Bauteile. >Nochmal: der Basisstrom beim Bipolartransistor ist notwendig. Er ist >keineswegs ein "Defekt" oder ein "Übel". Das ist ganz faktisch so. Zeig >mir einen Bipolartransistor, den du über U_BE steuern kannst ohne daß >dabei ein Strom in die Basis fließt und ich nehme alles zurück und >behaupte das Gegenteil. >Noch niemand hat jemals einen solchen Transistor zeigen können. Und so >wie ich den Bipolartransistor mal gelernt habe, kann es den auch nicht >geben. Denn damit ein Kollektorstrom fließen kann, müssen Ladungsträger >in die Basiszone injiziert werden. Und das geht nicht ohne Strom. Offensichtlich hast Du meinen Satz "Ja, das ist eben die Praxis, aufgrund fehlender idealer Bauteile." nicht verstanden. Ich habe also damit gesagt, daß es in der Realität keinen solchen Transistor gibt, weil der Ib eben immer irgendwie da ist (es gibt eben keinen BJT mit Stromverstärkung -> unendlich). Ich kann Dir also leider keinen solchen Ib-losen BJT besorgen ...
Im Prinzip ist es doch ganz einfach. Beim bipolaren Transistor legt man zwar eventuell auch direkt Spannung an aber es muss Basisstrom fließen damit Kollektorstrom fließt. Deshalb nennt man den bipolaren Transistor stromgesteuert. Beim (MOS)Fet muss nur Spannung anliegen um den leitend zu machen. Dazu muss kein permanenter Gatestrom fließen und es fließt auch keiner. Deshalb nennt man den Mosfet spannungsgesteuert. Diese Definition wird seit 50 Jahren verwendet. Nur hier im Forum glauben einige Schlaumeier das neu definieren zu können.
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Michael K. schrieb: > Und so eine Aussage ist totaler Unsinn. Es sind ja erst die > Ladungsträger, die man in die Basis schickt, die die Bewegung im > Transistor in Gang setzen. Ja - das genau meinte ich mit Diskussionskultur. Keine Ahnung (..Bewegung im Transistor in Gang setzen..) , aber polemisieren und unverschämt werden. Ich habe in meinem längeren Beitrag zuvor versucht, etwas (wengstens etwas!) Nachdenklichkeit zu erzeugen bei einigen. Vergeblich. Einige, die hier von "Schlaumeier" reden und von "neuen Definitionen" scheinen noch nicht einmal zu wissen, dass es bereits seit mehr als 40 Jahren diese widersprüchlichen Beschreibungen gibt. Und denen ist es auch völlig schnuppe, was Persönlichkeiten wie W. Shockley oder Barrie Gilbert sagen - falls ihnen diese Namen überhaupt bekannt sind. Nein, sie wissen es besser! Und solche Zeitgenosssen meinen auch noch, ihre Uninformiertheit hier offen mit starken Worten demonstrieren zu müssen. Traurig und schade für die, die es betrifft. Ich kann mit Eurer Ignoranz leben. Ich zitiere hier noch einmal einen Menschen mit einer gewissen Erfahrung: "If you make people think they're thinking, they'll love you. But if you really make them think, they'll hate you" So sind wohl manche Menschen.
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Die Shockley-Gleichung beschreibt doch nur den Zusammenhang von Strom und Spannung an einem pn-Übergang. Die Vorstellungen das ein Strom fließt weil eine Spannung anliegt oder das ein Spannungsabfall entsteht weil ein Strom durch fließt sind einander äquivalent. Warum sind hier viele so engstirnig?
Jens G. schrieb: > @ Axel Schwenke (a-za-z0-9) >>Nochmal: der Basisstrom beim Bipolartransistor ist notwendig. Er ist >>keineswegs ein "Defekt" oder ein "Übel". Das ist ganz faktisch so. Zeig >>mir einen Bipolartransistor, den du über U_BE steuern kannst ohne daß >>dabei ein Strom in die Basis fließt und ich nehme alles zurück und >>behaupte das Gegenteil. > >>Noch niemand hat jemals einen solchen Transistor zeigen können. Und so >>wie ich den Bipolartransistor mal gelernt habe, kann es den auch nicht >>geben. Denn damit ein Kollektorstrom fließen kann, müssen Ladungsträger >>in die Basiszone injiziert werden. Und das geht nicht ohne Strom. > > Offensichtlich hast Du meinen Satz "Ja, das ist eben die Praxis, > aufgrund fehlender idealer Bauteile." nicht verstanden. Ich habe ihn gelesen. Zu "verstehen" gab es an diesem Satz nichts, außer daß er m.M.n. von falschen Voraussetzungen ausgeht. Der Basisstrom eines BJT ist kein parasitärer Störeffekt (wie etwa der Leckstrom bei einem MOSFET). Da darfst natürlich gerne nachweisen daß das doch so ist und daß ein BJT ohne Basisstrom funktionieren kann. Aber durch das Zitieren obskurer Webseiten wirst du mich ganz sicher nicht überzeugen. Auch dann nicht, wenn das Zitat aus dem Mund eines anerkannt klugen Menschen stammt. Auch kluge Menschen machen Fehler. Und zwar erfahrungsgemäß um so größere Fehler je klüger sie sind (sie lassen die kleinen Fehler einfach aus). > Ich habe also damit gesagt, daß es in der Realität keinen solchen > Transistor gibt, weil der Ib eben immer irgendwie da ist Und? Schonmal darüber nachgedacht, daß das eventuell kein Zufall ist? Nur mal kurz nachgefragt: dein Ziel ist schon, die Realität zu beschreiben, oder?
student01 schrieb: > Guten Abend, ich versuche gerade die Herleitung für die > Shockley-Diodengleichung mit dieser > (http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/mw_for_et/kap_9/backbone/r9_4_3.html) > Seite zu verstehen. (Achtung, die Formeln kann man leider nur mit dem > Internet Explorer sehen ;) ) > > Dabei stellen sich mir zwei Fragen: > 1. Die ideale Kennlinie weiter unten, steigt schon ab 0V sehr steil an. > Bei einer normalen Diode muss man doch meist mindestens 0,7V anlegen > damit was passiert. Inwiefern kann diese Kennlinie einer "idealen" Diode > dann richtig sein? > > 2. Wie kann der pn-Übergang weiter bestehen, wenn sie nicht mehr im > Gleichgewicht ist? > Für U>0, müssten aufgrund des hohen Diffusionsstromes ja irgendwann die > Elektronen im n-Bereich, und die Löcher im p-Bereich fehlen. > Für U<0, würde ja etwas ähnliches passieren, nur das hier der Feldstrom > anstatt des Diffusionsstromes zur Umverteilung der Ladungsträger > beiträgt. > > Ansonsten wünsche ich einen guten Rutsch ins neue Jahr Das Fachbuch "Dioden und Transistoren" von Johannes G. Lehmann, Kamprath-Reihe, Vogel-Verlag, ISBN 3-8023-0025-4 gibt Antwort auf derartige Fragen. Wenn man sich etwas Zeit dafür nimmt, ist die Herleitung der Shockley-Diodengleichung zu verstehen. Ob das Buch alle Fragen zum Thema behandelt, kann ich jedoch nicht sagen. Gruß Jürgen
@ Helmut S. (helmuts) >Im Prinzip ist es doch ganz einfach. >Beim bipolaren Transistor legt man zwar eventuell auch direkt Spannung >an aber es muss Basisstrom fließen damit Kollektorstrom fließt. Deshalb >nennt man den bipolaren Transistor stromgesteuert. >Beim (MOS)Fet muss nur Spannung anliegen um den leitend zu machen. Dazu >muss kein permanenter Gatestrom fließen und es fließt auch keiner. >Deshalb nennt man den Mosfet spannungsgesteuert. >Diese Definition wird seit 50 Jahren verwendet. Nur hier im Forum >glauben einige Schlaumeier das neu definieren zu können. Genauso sturr könnte man doch jetzt auch sagen: Beim unipolaren Transistor legt man zwar eventuell auch direkt Spannung an aber es muss Gatestrom fließen (wenn auch offensichtlich parasitär) damit Drainstrom fließt. Deshalb nennt man den unipolaren Transistor stromgesteuert. Das wäre doch schon fast der ideale Stromverstärker - extrem geringer Gatestrom steurt den großen Drainstrom ... Auf die Idee würde man eben nur nicht kommen, weil ein Mosfet ein ziemlich primitives Bauelement ist (verglichen mit BJT), wo man extra eine Islation zw. G und den restlichen Anschlüssen haben will, und hat. Der Gatestrom ist also sehr offensichtlich parasitär, und nicht für die eigentliche Funktion zuständig, sondern eben der "Feldeffekt". Beim BJT dagegen ist der Basisstrom ziemlich groß, und noch dazu ziemlich proportinal zum Ic. Da hört natürlich das denken auf, und man erklärt den BJT einfach zum stromgesteuerten Teil, weil er sich von ausen auch so anfühlt (was ja für die Schaltungspraxis auch vollkommen ok ist).
> Beim unipolaren Transistor legt man zwar eventuell auch direkt Spannung
an aber es muss Gatestrom fließen (wenn auch offensichtlich parasitär)
damit Drainstrom fließt. Deshalb nennt man den unipolaren Transistor
stromgesteuert.
Das wäre doch schon fast der ideale Stromverstärker - extrem geringer
Gatestrom steurt den großen Drainstrom ...
Dise Aussagen sind doch Unsinn.
Beim Mosfet hat man einen praktisch idealen Isolator zwischen dem Gate
und dem Kanal. Da fließt kein Strom außer etwas Leckstrom in
femto-Ampere Bereich. Dieser Leckstrom durch die Isolationsschicht
hindurch hat aber gar nichts mit dem Drainstrom zu tun. Man steuert
stromlos allein mit Spannung. Deshalb spricht man hier von
Spannungssteuerung.
Ganz anders beim Bipolartransistor. Da ist der Basistrom notwendig. Der
Kollektorstrom ist annähernd proportional zum Basisstrom. Deshalb spicht
man hier von Stromsteuerung.
Axel S. schrieb: > Auch kluge Menschen machen Fehler. > Und zwar erfahrungsgemäß um so größere Fehler je klüger sie sind (sie > lassen die kleinen Fehler einfach aus). ....erfahrungsgemäß! Was soll man nun dazu sagen? Ist das krankhafte Selbstüberschätzung, peinliche Unreife oder pure Dum...?
Lutz V. schrieb: > Ja - das genau meinte ich mit Diskussionskultur. > Keine Ahnung (..Bewegung im Transistor in Gang setzen..) , aber > polemisieren und unverschämt werden. Wo bin ich unverschämt geworden? Das ist eine Frechheit von Ihnen mir das zu unterstellen…oder sind Sie nicht der für den Sie sich ausgeben?
Michael K. schrieb: > Wo bin ich unverschämt geworden? Zitate: 02.01 Interessanter Weise sind Sie bisher nicht auf diese beiden Beobachtungen eingegangen. Über das "Warum" kann man nur spekulieren ..... Ein Schlem der dabei Böses denkt. Wie Sie schon sagten: Unwissenheit ist keine Schande… 03.01. Erschreckend, dass Sie das nicht wissen nach über 20 Jahren 04.01 Das ist Unsinn, ...... Und so eine Aussage ist totaler Unsinn. ...... Das hat bei diesen Personen keinen Sinn mehr.
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@Helmut S. (helmuts)
>Dise Aussagen sind doch Unsinn.
Klar ist das Unsinn - das ist doch hoffentlich auch so deutlich geworden
...
Wahrscheinlich liegt es an meiner beruflichen Vergangennheit, dass ich - trotz teilweise total unqualifizierten Reaktionen - immer noch versuche, meine Position zu erklären. Ich sehe es praktisch als eine Art Herausforderung an. Beispiele aus der Schaltungstechnik habe ich ja schon geliefert, deren Aussage einige aber nicht verstanden haben oder nicht verstehen wollten. (Auf Beispiele zum Nachweis der Stromsteuerung warte ich immer noch, wird deshalb denn wirklich niemand stutzig?). Hier also die Beschreibung eines Experiments, das jeder per Simulation nachvollziehen kann. 1.) Benutzen wir einen Transistor (2N2222) als Diode mit kurzgeschlossener C-B-Strecke. Die Simulation ergibt für eine Spannung von 720mV zwischen B und E einen Diodenstrom von ziemlich genau 15mA - erzeugt durch die Elektronen-Emission im Emitter. Dieser Strom fließt natürlich sowohl durch den B-Anschluss (Basisstrom) als auch durch den Emitter-Knoten (Emittestrom). 2.) Jetzt wird die zuvor kurzgeschlossene C-B Diode gesperrt, indem der Kurzschluss aufgehoben wird und der Kollektor auf eine Spannung von z.B Uce=5V (gegenüber Masse) gelegt wird. Wir ermitteln nun die Ströme und stellen fest: * Der aus dem Kollektor fließende Strom ist weiterhin etwa 15mA (fließt also jetzt nicht mehr duch die Basis sondern wird zum Kollektor abgeleitet.) * Und es fließt ein drastisch reduzierter Basisstrom von nur noch etwa 80µA - als Anteil, der dem Emitterstrom "verloren" gegangen ist. * Der Quotient 15mA/80µA=187.5 entspricht etwa dem B-Wert (im Gummel-Poon-Modell berücksichtigte parasitäre Effekte habe ich natürlich nicht mit reingerechnet). * Und jetzt komme noch einer und behaupte (ohne Beweis), dass die 80µA Basisstrom den Kollektorstrom mit seinem Wert von 15mA bestimmt haben (obwohl dieser Wert schon vorher als Diodenstrom aus dem Emitter existierte). Was sagt Ihr zu diesem Experiment? PS: Natürlich habe ich die Simulation nicht nur für 720mV durchgeführt, sondern für die ganze Kennlinie; erwähnt habe ich aus naheliegenden Gründen nur einen Wert auf dieser Kennlinie. Jeder kann ja die Simulation ja für sich durchführen.
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> Was sagt Ihr zu diesem Experiment? Ziemlich am Ziel vorbeigeschssen. > * Und es fließt ein drastisch reduzierter Basisstrom von nur noch etwa 80µA - als Anteil, der dem Emitterstrom "verloren" gegangen ist. * Der Quotient 15mA/80µA=187.5 entspricht etwa dem B-Wert (im Gummel-Poon-Modell berücksichtigte parasitäre Effekte habe ich natürlich nicht mit reingerechnet). * Und jetzt komme noch einer und behaupte (ohne Beweis), dass die 80µA Basisstrom den Kollektorstrom von 15mA bestimmt haben (obwohl dieser Wert schon vorher als Diodenstrom aus dem Emitter existierte). Ich mach mal weiter. Ich erhöhe Uce auf 10V und es passiert nichts neues. Ic ist jetzt immer noch ca. 15mA. Irgendwas stimmt wohl an der Behauptung Spannungssteuerung nicht. Dagegen mein Experiment. Ich reduziere den Basisstrom auf 40uA und messe Ic=7,5mA. Ich reduziere den Basisstrom auf 20uA und messe ca. Ic=3,75mA. Ic ist also exakt proportional zu Ib. Also wer da nicht draufkommt, dass es sich um Stromsteuerung handelt der muss schon ziemlich uneinsichtig sein.
Lutz V. schrieb: > Was sagt Ihr zu diesem Experiment? Das man an eine (BE- oder auch sonstigen) Diode keine Spannung anlegt, sondern sich aus dem begrenztem fließenden Strom eine Flussspannung einstellt. Bist du auch einer, der LEDs mit Spannung betreibt und sich dann nach kurzer Zeit über das Energiesparverhalten selbiger wundert?
Übrigens - wie ist der Effekt (auf Halbleiterebene betrachtet) zu
erklären, daß der Ib bei konstanter Ube (bzw. Uf) plötzlich ganz kräftig
sinkt, sobald ich den bis dahin freigelassenen Kollektor auf positives
Potential ziehe, so daß plötzlich Kollektorstrom fließt?
Nach Stromsteuertheorie müsste jetzt zusätzlich zum bisherigen Ib nun
auch noch Ic vom E kommen (Ie müsste also um Ib*Beta steigen). Tut es
aber offensichtlich nicht einfach so, sondern es wird wohl ein ganz
großer Teil des bisherigen Ib als Ic umgeleitet. Oder anders betrachtet:
der bisherige Ie teilt sich jetzt einfach nur anders auf.
Ok, ganz so einfach ist es keine reine Stromverteilungsgeschichte, da Ie
bei Anschluß des C auch nochmal zusätzlich steigt. Das könnte man jetzt
mal wirklich als echten Verstärkungseffekt betrachten.
Der vermutete "Umverteilungseffekt" macht ungefähr Faktor 10 aus (also
Ib sinkt um Faktor 10 bei Anschluß des C), und Ie steigt um Faktor 4
("echte Verstärkung" ;-). Also in Summe Beta=40, was beim gerate
getesten KD607 sogar ganz gut paßt.
Also, warum sinkt Ib, anstatt den Ic einfach auf Ib*beta steigen zu
lassen?
Aber bitte nicht einfach mit dem Wörtchen Rückwirkung kommen ...
Jens G. schrieb: > Also, warum sinkt Ib, anstatt den Ic einfach auf Ib*beta steigen zu > lassen? Prima Ausrede zur Erklärung: Durch die Stromumverteilung wird der BE-Diode kühler und der "Spannungsbedarf" für gleichen Strom steigt. Bei einer Stromansteuerung fällt das nicht so auf mit dem sich nur gering ändernden Strom.
OK - ich habe mein Pulver (Versuche zum Beweis) "verschossen". Jetzt sind die anderen dran - erst mal mit "Laden". Freue mich schon auf die qualifizierten Antworten.
Lutz VW schrieb: > 1.) Benutzen wir einen Transistor (2N2222) als Diode mit > kurzgeschlossener C-B-Strecke. Die Simulation ergibt für eine Spannung > von 720mV zwischen B und E einen Diodenstrom von ziemlich genau 15mA - > erzeugt durch die Elektronen-Emission im Emitter. Dieser Strom fließt > natürlich sowohl durch den B-Anschluss (Basisstrom) als auch durch den > Emitter-Knoten (Emittestrom). Wenn ich das simuliere ist der Basisstrom auch nur im µA Bereich und der größte Teil fließt in den Kollektor.
@ leider (zum Glück) kein Theoretiker (Gast) >Jens G. schrieb: >> Also, warum sinkt Ib, anstatt den Ic einfach auf Ib*beta steigen zu >> lassen? >Prima Ausrede zur Erklärung: >Durch die Stromumverteilung wird der BE-Diode kühler und der >"Spannungsbedarf" für gleichen Strom steigt. Bei einer Stromansteuerung >fällt das nicht so auf mit dem sich nur gering ändernden Strom. Ach - wer hat den gesagt, daß ich dem T Zeit zum Abkühlen/erwärmen gegeben hatte? Den Test kannst Du im kHz/Mhz/... Takt wiederholen, je nach T ... Du hast auch nicht begriffen, worum es hier eigentlich geht (Schaltungspraxis und Halbleitereffekte werden immer noch komplett durcheinandergewürfelt ...)
@ jens (Gast) >> 1.) Benutzen wir einen Transistor (2N2222) als Diode mit >> kurzgeschlossener C-B-Strecke. Die Simulation ergibt für eine Spannung >> von 720mV zwischen B und E einen Diodenstrom von ziemlich genau 15mA - >> erzeugt durch die Elektronen-Emission im Emitter. Dieser Strom fließt >> natürlich sowohl durch den B-Anschluss (Basisstrom) als auch durch den >> Emitter-Knoten (Emittestrom). >Wenn ich das simuliere ist der Basisstrom auch nur im µA Bereich und der >größte Teil fließt in den Kollektor. Ja, ich war mir auch nicht sicher, was dieser Test zeigen sollte. Wenn B+C kurzgeschlossen sind, dann sind wie (je nach Typ) schon oberhalb der Uce_sat, so daß der Transistor bereits im normalen Verstärkungsbereich ist, un ib um Faktor Beta kleiner als Ib sein dürfte. Eigentlich wird sich dann nur noch der Early-Effekt zeigen, wenn wir den C plötzlich auf 5V hängen. Da betrachte ich mein Experiment etwas eindrucksvoller ...
Jens G. schrieb: > Du hast auch nicht begriffen, was Sarkasmus ist. Und das die Spannungsgeschichte auch nur eine Theorie ist. Und das jeder mit anderer Meinung für dumm erklärt wird weil er es nicht begreift. Ein Glück, das sich die Transistoren einen feuchten um die Theorie kümmern und machen was erwartet wird.
Helmut S. schrieb: > Ganz anders beim Bipolartransistor. Da ist der Basistrom notwendig. Der Nein, ist er eben nicht. Er ist parasitär.
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Lutz V. schrieb: > 1.) Benutzen wir einen Transistor (2N2222) als Diode mit > kurzgeschlossener C-B-Strecke. Die Simulation ergibt für eine Spannung > von 720mV zwischen B und E einen Diodenstrom von ziemlich genau 15mA - > erzeugt durch die Elektronen-Emission im Emitter. Dieser Strom fließt > natürlich sowohl durch den B-Anschluss (Basisstrom) als auch durch den > Emitter-Knoten (Emittestrom). Nein. Bei "kurzgeschlossener C-B-Strecke" (siehe Bild) fließt durch die Basis nur ein kleiner Strom, der Hauptstrom durch dem Kollektor. > [ 5 V am Kollektor ] > * Und jetzt komme noch einer und behaupte (ohne Beweis), dass die 80µA > Basisstrom den Kollektorstrom mit seinem Wert von 15mA bestimmt haben > (obwohl dieser Wert schon vorher als Diodenstrom aus dem Emitter > existierte). Damit hast Du doch nur gezeigt, dass der der Strom durch den Kollektor bei U_CE= 720 mV und U_CE= 5 V nicht stark variiert. So what? Die Basis-Emitter-Spannung bestimmt den Basisstrom. Die Elektronen brauchen eine gewisse Mindestenergie, um die Potentialbarriere zu überwinden. Diese erhalten sie aus der angelegten Spannung und der Wärme. Der Kollektrostrom wird durch den Strom in der Basis determiniert. Je höher dort die Ladungsträgerkonzentation ist, um so leitfähiger ist die Basisschicht. Gruß
@ leider (zum Glück) kein Theoretiker (Gast) >> Du hast auch nicht begriffen, >was Sarkasmus ist. Das war eigentlich ernst gemeint. Denn wenn hier einer mit Ansteuerungsgeschichten für eine LED kommt, hat nicht begriffen, daß es hier nicht um praktische Schaltungstechnik geht, sondern um die Vorgänge im Halbleiter - danach fragte schließlich der TO ... Die Sache mit dem Transistor hat zwar erst Lutz Von Wangenheim ins Spiel gebracht (eigentlich ging's wohl anfangs nur um eine einzelne pn-Schicht), aber trotzdem sollte das Thema hier bei den Halbleitervorgängen bleiben, und nicht um die Frage der praktischen Anwendbarkeit des T oder LED in Schaltungen, was hier offensichtlich die meisten nicht ganz differenzieren können.
Jens G. schrieb: > Das war eigentlich ernst gemeint. Es war auch ernst gemeint wenn ich schreibe, das nicht jeder diese Theorie teilt. ich kann auch andere Meinungen zu Theorien ohne ein "du hast keine Ahnung" so stehen lassen. Und du?
ch habe (glaube ich jedenfalls) nirgends geschrieben, daß Du (und andere) keine Ahnung hättest. Ich habe nur geschrieben, daß Du nicht begriffen hast, das es hier um die internen Halbleitervorgänge geht, und nicht um die extern beobachtbaren "scheinbaren" Abhängigkeiten des BJT in irgendwelchen 0815-Schaltungen, und deren praktische Anwendung. Wer gleich mit seinem ersten Post mit der praktischen Realisierung einer LED kommt, hat eben das Thema verfehlt ...
Immerhin wäre die LED ein gutes Beispiel für ein Stromgesteuertes Bauteil. Denn dort ist der Strom nicht parasitär ;)
Für Gleichspannung / Gleichstrom kann man den Transistor sowohl als Spannungsgesteuert als auch als Stromgesteuert auffassen. Beides geht und es kommt auch (bei DC) das gleiche bei raus, wenn man es richtig macht. Insbesondere so etwas der Verstärker mit Gegenkopplung hat damit überhaupt nichts zu tun. Auch die Temperaturabhägigkeit der Verstärkung ist vor allem eine Abhängigkeit der Diffusionslänge von der Temperatur - also eines Parameters, der in beiden Formen der Herleitung vorkommt. Näher dran an der Physik ist als Paramter die Minoritätsladungsträger-konzentration in der Basis. Nur auf die Größe hat man so ohne weiters keinen Zugriff. Indirekt gibt es da die Verbindung zum Basisstrom als Zufluss und der Basis Emitterspannung den Exponentiellen Zusammenhand aus der Bandverschiebung. Da bei ist die Spannung schon etwas dichter dran. Einen Unterschied macht es ggf. wenn man Transienten wie das schnelle Ausschalte betracht: da kann dann beim Ausschalten der Basisstrom auch umgekehrt fließen - der Kollektor-Strom bricht erst zusammen, wenn die Basis Emitter Spannung zusammenbricht, nicht wenn der Basisstrom auf 0 geht.
AChja - vergessen: Da Du doch so von der Stromsteuerung überzeugt bist, erkläre doch mal, warum der T in meinem Test paar Posts weiter oben (das war ein echter Test, keine Simulation) sein Ib drastisch verringert, anstatt den Ic einfach um Faktor Beta verstärkt rauszulassen. Ich verlange keine hochwissenschftliche Erklärung, aber eine die einigermaßen konsistent und bißchen zusammenhängend ist. Meine (eher simple) Theorie ist einfach die, daß der C die Strömlinge mehr oder weniger komplett aus der Basisregion "absaugt". Deswegen das Absacken des Ib in meinem Test. Könnten wir den Transistor mehr idealisieren, könnte der C auch gleich alle Strömlinge absaugen, so daß für B nichts mehr übrig bleibt. Da Ube die BE-Strecke ja immer noch durchlässig hält, strömen da auch genügend Ladungstrager in die Basisregion nach, die komplett auch nach C abwandern könnten - wozu brauchen wir da also immer noch den Ib? Bzw. warum/wie soll der Ib den Ic (als dessen Ursache) triggern? Bis jetzt hat noch keiner diesen Test (sinnvoll) kommentiert - Du könntest der erste sein ;-)
@ BB84 (Gast) >Immerhin wäre die LED ein gutes Beispiel für ein Stromgesteuertes >Bauteil. Denn dort ist der Strom nicht parasitär ;) Genau - dafür ist die Spannung parasitär ;-) Ach nein - Ohne Spannung keine Leistung, und ohne Leistung wäre die Lichtleistung gleich null. Scheiß Theorie .... ;-)
Lutz V. schrieb: > Hier also die Beschreibung eines Experiments, das jeder per Simulation > nachvollziehen kann. > > 1.) Benutzen wir einen Transistor (2N2222) als Diode mit > kurzgeschlossener C-B-Strecke. Die Simulation ergibt für eine Spannung > von 720mV zwischen B und E einen Diodenstrom von ziemlich genau 15mA - > erzeugt durch die Elektronen-Emission im Emitter. Dieser Strom fließt > natürlich sowohl durch den B-Anschluss (Basisstrom) als auch durch den > Emitter-Knoten (Emittestrom). Ja. Und wieviel von diesem Strom fließt in die Basis? Das ist doch eine Simulation, das kannst du direkt ablesen. Ohne daß eine Messung dir das Setup versaut. > 2.) Jetzt wird die zuvor kurzgeschlossene C-B Diode gesperrt, indem der > Kurzschluss aufgehoben wird und der Kollektor auf eine Spannung von z.B > Uce=5V (gegenüber Masse) gelegt wird. Blöde Idee mit den 5V, weil so die Bedingungen verändert werden. Warum legst du den Kollektor nicht einfach an 720mV aus einer zweiten, unabhängigen Spannungsquelle? > Wir ermitteln nun die Ströme und stellen fest: > * Der aus dem Kollektor fließende Strom ist weiterhin etwa 15mA (fließt > also jetzt nicht mehr duch die Basis sondern wird zum Kollektor > abgeleitet.) > * Und es fließt ein drastisch reduzierter Basisstrom von nur noch etwa > 80µA - als Anteil, der dem Emitterstrom "verloren" gegangen ist. Inwiefern ist der Basisstrom "drastisch reduziert"? Ich behaupte mal, daß der jetzt genauso groß ist wie im ersten Fall. Wenn du den Kollektor ebenfalls an 720mV statt an 5V anschließt, wird die Simulation sogar exakt die gleichen Werte für I_B, I_C und I_E ergeben. Wäre schlimm, wenn nicht. Schließlich ist das eine Simulation. Das ist ein idealer Transistor der auch keinen Temperaturschwankungen unterworfen ist. > * Und jetzt komme noch einer und behaupte (ohne Beweis), dass die 80µA > Basisstrom den Kollektorstrom mit seinem Wert von 15mA bestimmt haben > (obwohl dieser Wert schon vorher als Diodenstrom aus dem Emitter > existierte). Das muß ich gar nicht behaupten. Der Basisstrom war im ersten Fall gar nicht 15mA. Belege das doch erstmal. > Was sagt Ihr zu diesem Experiment? Daß es nicht das belegt, was du belegen wolltest.
Jens G. schrieb: > Übrigens - wie ist der Effekt (auf Halbleiterebene betrachtet) zu > erklären, daß der Ib bei konstanter Ube (bzw. Uf) plötzlich ganz kräftig > sinkt, sobald ich den bis dahin freigelassenen Kollektor auf positives > Potential ziehe, so daß plötzlich Kollektorstrom fließt? Durch einen Widerstand im Emitterkreis. Der ist da als parasitärer Bahnwiderstand vorhanden. Nimm eine Simulation und ein Transistormodell, das diesen Widerstand enthält. Simuliere dein Experiment für verschiedene Werte dieses Widerstands.
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Mike schrieb: > Das Bild im Anhang zeigt die Abhängigkeit von Ube von Ic (vom BC547). > Das schaut aber alles andere aus als sei Ic primär von Ube abhängig. Brauchst nur das richtige Datenblatt zu verwenden, dann siehst du es.
Schade, dass die Kurve bei 100 µA aufhört. Sonst würde man gut sehen, über wieviele Dekaden das noch eine Gerade im Semilog-Plot ist.
Hp M. schrieb: > Mike schrieb: >> Das Bild im Anhang zeigt die Abhängigkeit von Ube von Ic (vom BC547). >> Das schaut aber alles andere aus als sei Ic primär von Ube abhängig. > > Brauchst nur das richtige Datenblatt zu verwenden, dann siehst du es. Was soll dieses Diagramm belegen? Wenn ich eine Meßreihe mache mit verschieden schweren Massestücken auf dem Gaspedal eines VW Polo und dann eine Tabelle und ein Diagramm zeige, das die Geschwindigkeit des Autos als Funktion der Masse zeigt ... Ist das dann ein Beweis daß der Polo durch Muskelkraft angetrieben wird? (offensichtlich muß man ja nur mit mehr Muskelkraft auf das Gaspedal treten, damit er schneller fährt) Und gelten der Spritverbrauch und das Motorgeräusch dann auch als parasitäre Störgrößen, die man vernachlässigen kann?
Axel S. schrieb: > Wenn ich eine Meßreihe mache mit verschieden schweren Massestücken auf > dem Gaspedal eines VW Polo und dann eine Tabelle und ein Diagramm zeige, > das die Geschwindigkeit des Autos als Funktion der Masse zeigt ... > > Ist das dann ein Beweis daß der Polo durch Muskelkraft angetrieben wird? Diese Frage kann ich leider nicht beantworten, da mir der gesetzmäßige Zusammenhang zwischen Masse und Muskelkraft nicht bekannt ist. Ich vermute sogar, dass keiner existiert, weil ich selbst recht schwer und träge, aber nicht sehr kräftig bin.
Helmut S. schrieb: > Beim bipolaren Transistor legt man zwar eventuell auch direkt Spannung > an aber es muss Basisstrom fließen damit Kollektorstrom fließt. So etwas nennt man wohl ein Dogma. Wie hoch, -möglichst genau bitte-, ist denn der Basisstrom, der da fliessen "muss"? Jens G. schrieb: > Ich kann Dir also leider > keinen solchen Ib-losen BJT besorgen ... Aber fast. Iirc wurden ab etwa Anfang der 1970er so genannte "Super-Beta-Transistoren" in Operationsverstärkern verwendet. Im Gegensatz zu 50 Jahre alten Krücken wie dem 2N3055 hatten die Stromverstärkungen um 5000 und mehr. Was machten die bloß falsch um derart hohe Werte zu erzielen? Marian . schrieb: > Schade, dass die Kurve bei 100 µA aufhört. Sonst würde man gut sehen, > über wieviele Dekaden das noch eine Gerade im Semilog-Plot ist. Bei den neueren Typen aus dieser Serie BC107-BC237-BC547-BC847 geht es etwas weiter bis auf 10µA runter: http://www.onsemi.com/pub/Collateral/BC846ALT1-D.PDF Krumm wird die Gerade erst bei höheren Strömen, bei denen z.B. auch der ohmsche Spannungsabfall durch den Basisstrom in der hochohmigen Basiszone merklich wird.
Axel S. schrieb: >> Wir ermitteln nun die Ströme und stellen fest: >> * Der aus dem Kollektor fließende Strom ist weiterhin etwa 15mA (fließt >> also jetzt nicht mehr duch die Basis sondern wird zum Kollektor >> abgeleitet.) >> * Und es fließt ein drastisch reduzierter Basisstrom von nur noch etwa >> 80µA - als Anteil, der dem Emitterstrom "verloren" gegangen ist. > > Inwiefern ist der Basisstrom "drastisch reduziert"? Ich behaupte mal, > daß der jetzt genauso groß ist wie im ersten Fall. Wenn du den Kollektor > ebenfalls an 720mV statt an 5V anschließt, wird die Simulation sogar > exakt die gleichen Werte für I_B, I_C und I_E ergeben. Wäre schlimm, > wenn nicht. Schließlich ist das eine Simulation. Das ist ein idealer > Transistor der auch keinen Temperaturschwankungen unterworfen ist. Genau so schaut es aus, nur sieht das der Herr von Wangenheim nicht. Bei ihm teilt sich der Strom auf einmal neu auf. So etwas bezeichne ich als Unsinn aber Herr von Wangenheim meint dann, ich sei unverschämt. Lutz V. schrieb: > Michael K. schrieb: >> Wo bin ich unverschämt geworden? > > Zitate: > 02.01 > Interessanter Weise sind Sie bisher nicht auf diese beiden Beobachtungen > eingegangen. Über das "Warum" kann man nur spekulieren ..... > Ein Schlem der dabei Böses denkt. > Wie Sie schon sagten: Unwissenheit ist keine Schande… > … Was ist denn daran unverschämt. Auf die Erläuterung bin ich mal gespannt. Man kann darin natürlich Respektlosigkeit sehen wenn man der Ansicht ist, dass jeder, der nicht der eigenen Meinung ist, respektlos ist. Aber auch so eine Ansicht wäre schlicht nur Unsinn. Ich finde immer noch: Am Besten sieht man die Stromsteuerung im Diagramm Ube über Ic. Schaut man sich den Verlauf von Ube_sat an sieht man, das ist eine Diodenkennlinie. Wäre diese Kennlinie eine ideale Diodenkennlinie wäre es eine Horizontale und man würde sehen: Ube muss nur eine Schwelle erreichen, dann wird Ic nur noch vom Strom Ib gesteuert (idR gilt in diesem Diagramm: Ic = 10 * Ib) denn egal wieviel Ic man fließen lässt, man hätte immer dieselbe Spannung an Ube.
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@ Axel Schwenke (a-za-z0-9) >> Übrigens - wie ist der Effekt (auf Halbleiterebene betrachtet) zu >> erklären, daß der Ib bei konstanter Ube (bzw. Uf) plötzlich ganz kräftig >> sinkt, sobald ich den bis dahin freigelassenen Kollektor auf positives >> Potential ziehe, so daß plötzlich Kollektorstrom fließt? >Durch einen Widerstand im Emitterkreis. Der ist da als parasitärer >Bahnwiderstand vorhanden. Nimm eine Simulation und ein Transistormodell, >das diesen Widerstand enthält. Simuliere dein Experiment für >verschiedene Werte dieses Widerstands. Das wäre natürlich auch eine mögliche Erklärung. Da brauche ich keine Simulation ...
So, neuer Test mit weit besserem T (KD501). Der KD607 ist ja alles andere als ein guter T (ziemlich weiche Spannungsverhältnisse, hohe Saturationspannungen, usw, da könnte man die Erhöhung der Ube (bei konst Ib) bzw Erniedrigung der Ib (bei konst Ube) durchaus mit dem Emitterbahn-R erklären). Der KD501 ist da deutlich "härter". Bei Ib/Ic=0,1A/1A zeigt er gerade mal 110mV Uce_sat. Höher kann also der Emitter-R nicht sein - eher deutlich niedriger ... Trotzdem sehe ich eine Delta-Ube (bei konst Ib=7,5) mit/ohne Ic von 140mV. Würde ich einfach mal 40mOhm Emitter-R annehmen, bzw. 40mV an diesem (zw. 10...100mOhm soll ja bei vielen Leistungs-T üblich sein), bleiben immer noch 100mV als unerklärliche Erhöhung zurück. Will ich nur diese 100mV durch erhöhten Ib ausgleichen wollen (ohne Ic), müsste ich auf 80mA hochdrehen, bei komplett 140mV dann auf 150mA. Also interner Emitter-R mag einen Teil davon erklären können, der andere Teil muß andere Ursachen haben, wenn nicht die veränderte Stromverteilung ... Edit: grad nochmal Uce_sat bei Ib/Ic=1A/10A gemessen, um auf den max. Emitter-R schließen zu können (obwohl sicherlich etwas stromabhängig): gerade mal 300mV. Emitter-R kann also nicht größer als 30mOhm sein. Insofern wird dessen Einfluß nochmal ein Stückchen kleiner.
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jens schrieb: > Wenn ich das simuliere ist der Basisstrom auch nur im µA Bereich und der > größte Teil fließt in den Kollektor. Jens, ich gebe Dir recht. Mein letztes Beispiel konnte nicht das zeigen, was ich zeigen wollte. Ich war bemüht, meine Argumentation durch das Verhalten des "nackten" Bauteils zu untermauern (weil viele hier im Forum meinten, in einer Anwendung mit externen Bauteilen dürfe man das nicht). Hat leider nicht geklappt - es geht wohl doch nur so, wie ich es versucht habe in voherigen Beiträgen darzustellen: In der Anwendung als Emitter-Verstärker, Stromspiegel, Diff.-Verstärker,...).
Lutz V. schrieb: > Hat leider nicht geklappt - es geht wohl doch nur so, wie ich es > versucht habe in voherigen Beiträgen darzustellen: In der Anwendung als > Emitter-Verstärker, Stromspiegel, Diff.-Verstärker,...). Es geht auch anders, mit Hilfe der Halbleiterphysik. Die Spannungssteuerung kommt dann aber mächtig ins Wanken. Ich will es noch mal versuchen zu erklären am Beispiel des NPN-Transistors: Die Elektronen aus dem Emitter sehen, dass sie in der Basis jede Menge Platz haben. Deshalb diffundieren die Elektronen in die Basis, es bildet sich die Raumladungszone (RLZ) Basis-Emitter aus die irgendwann so groß ist, dass keine weiteren Elekktronen nachdiffundieren können (RLZ größer als Diffusionslänge der Elektronen). Damit auch weiterhin Elektronen aus dem Emitter in die Basis diffundieren können muss die Raumladungszone zwischen Basis und Emitter deutlich geringer sein als die Diffusionslänge der Elektronen. Das erreicht man durch das Anlegen einer Spannung. Aber was passiert nun? Elektronen, die in der Basis in die RLZ Basis-Kollektor diffundiert sind werden zum Kollektor hin beschleunigt/abgesaugt. Elektronen, die in der Basis in keine RLZ eingedrungen sind heben die Elektronendichte in der Basis an. Die Folge davon ist, dass der Diffusionsprozess vermindert wird. Führt man nun die Elektronen, die sich in der Basis in keinem RLZ-Gebiet befinden, nicht heraus würde die Eletronendichte in der Basis irgendwann genauso hoch sein wie im Emitter, als Folge davon käme der Diffusionsprozess zum Erliegen und damit der Stromfluss. Erst durch einen Stromfluss in die Basis führt man beständig eine Anzahl Elektronen, die nicht in einem RLZ-Gebiet in der Basis sind, aus der Basis heraus und erhält somit ein Ladungsträgerkonzentrationsgefälle der Elektronen zwischen Basis und Emitter aufrecht sodass die Diffusion weiter geht. Und die Stärke dieses Konzentrationsgefälles bestimmt die Stärke der Stromflusses. Halbiert man den Stromfluss in die Basis halbiert sich das Konzentrationsgefälle und damit halbiert sich die Diffusionsgeschwindigkeit und damit auch der Stromfluss im Kollektor. Und verdoppelt man den Stromfluss in die Basis verdoppelt sich das Konzentrationsgefälle und damit verdoppelt sich die Diffusionsgeschwindigkeit und damit auch der Stromfluss im Kollektor. Transistor erklärt ganz ohne externe Beschaltung.
Michael K. schrieb: > Die Elektronen aus dem Emitter sehen, dass sie in der Basis jede Menge > Platz haben. Deshalb diffundieren die Elektronen in die Basis, es bildet > sich die Raumladungszone (RLZ) Basis-Emitter aus die irgendwann so groß > ist, dass keine weiteren Elekktronen nachdiffundieren können (RLZ größer > als Diffusionslänge der Elektronen). Falsch, das entstandene Potential durch ortsfeste Ladungen in der RLZ wirkt der Diffusion entgegen, hat mit der Diffusionslänge nichts zu tun!
An Michael K. Danke für diesen sachlichen Beitrag. Ehrlich gesagt - noch habe ich ihn nicht echt durchgelesen - nur überflogen. Ich muss aber auch sagen, dass ich hier bei mir ca. 15 (fünfzehn!) deutschsprachige Bücher zum Thema und dazu noch ca. 8-10 englischsprachige habe. Natürlich mit ausführlichem Formelwerk. Zusätzlichen Bedarf an theoretischen Erklärungen habe ich also eigentlich nicht. Ich habe ja schon erwähnt - als Antwort für jemanden, der meinte, ich würde eine neue Theorie aufstellen wollen - dass ich mir bewusst bin über die Tatsache, dass in manchen Büchern von Strom- und in manchen von Spannungssteuerung die Rede ist. Deshalb - wie eigentlich bei jedem Thema: Die Spreu vom Weizen trennen! Und das ist schwer genug. Heute wird so viel an Büchern und Web-Artikeln auf den Markt geschmissen, dass man wirklich sortieren muss. Meine Einstellung: Jeder soll sich sein eigenes Urteil bilden, aber bitte erst nachdem er sich über beide Positionen informiert hat. Wenn Sie wollen, nenne ich gerne Bücher und Aufsätze, in denen "meine" Auffassung dargelegt wird. (CDU-Anhänger sollten eigentlich auf SPD-Veranstaltungen gehen - und umgekehrt! Sie wissen, was ich meine?) Gruß LvW
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Michael K. schrieb: > Erst durch einen Stromfluss in die Basis führt man beständig eine Anzahl > Elektronen, die nicht in einem RLZ-Gebiet in der Basis sind, aus der > Basis heraus und erhält somit ein Ladungsträgerkonzentrationsgefälle der > Elektronen zwischen Basis und Emitter aufrecht sodass die Diffusion > weiter geht. Und die Stärke dieses Konzentrationsgefälles bestimmt die > Stärke der Stromflusses. Ganz ehrlich, ich fand die Beschreibung bisher von Herrn v. Wangenheim nicht ideal, aber das was du geschrieben hast, ist schlicht falsch, und hat mit der eig. Physik nichts zu tun. Einfach mal auf: http://ecee.colorado.edu/~bart/book/book/chapter5/ch5_3.htm Abbildung 5.3.1 das Ladungsträgerdreieick der Minoritäten anschauen und sich mal die Formel für np0 an der RLZ zum Emitter anschauen. Und wenn man viel Lust hast mal die Formel für den Gradienten der Minoritäten in der Basis bestimmen, ist nicht schwer.
Es scheitert hier nicht am schaltungstechnischen Verständnis des Transistors sondern an den physikalischen Grundlagen des pn-Überganges.
samdeluxe schrieb: > Abbildung 5.3.1 das Ladungsträgerdreieick der Minoritäten anschauen und > sich mal die Formel für np0 an der RLZ zum Emitter anschauen. Und wenn > man viel Lust hast mal die Formel für den Gradienten der Minoritäten in > der Basis bestimmen, ist nicht schwer. Sorry, sollte Kollektor heissen.
samdeluxe schrieb: > aber das was du geschrieben hast, ist schlicht falsch, und > hat mit der eig. Physik nichts zu tun. Was daran findest du denn für falsch? Abbildung 5.3.1. ist doch quasi das, was ich schon geschrieben habe. Warum, denkst du denn, ist die Minoritätenkonzentration an der RLZ Basis-Emitter größer als an der RLZ Kollektor-Basis? Vielleicht nur deshalb weil aus dem Emitter viel mehr Elektronen die Chance haben ins Basisgebiet zu diffundieren wo auch die RLZ Basis-Emitter ist als ins Basisgebiet wo die RLZ Kollektor-Basis ist? Mal eine andere Idee bzw. Frage dazu: Funktioniert denn ein BJT wenn die BE-Strecke zwischen zwei Kondensatorplatten liegt und die RLZ Basis-Emitter mittels elektrischen Feld neutralisiert wird? Gibt es einen Transistortyp, der das ausnutzt?
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Michael K. schrieb: > Führt man nun die Elektronen, die sich in der Basis in keinem RLZ-Gebiet > befinden, nicht heraus würde die Eletronendichte in der Basis irgendwann > genauso hoch sein wie im Emitter, als Folge davon käme der > Diffusionsprozess zum Erliegen und damit der Stromfluss. Nein, dies würde zum Base-Pushout oder Kirk-Effekt führen, die BC-RLZ wird in den Kollektor reingedrückt, die Transitzeit in der neutralen Basis steigt, folglich sinkt der Strom. Ist mir nur grad aufgefallen, ich werde etwas später nochmal antworten. Man hat ja auch noch ein Leben neben dem uC-Forum :-).
Also - bisher habe ich mir ja theoretische Darlegungen zum Verhalten der beiden pn-Übergänge erspart. Warum? Na, ich müsste einfach was aus Büchern abschreiben (wie wohl jeder hier), weil ich kein Teilchen-Physiker bin und auch keine eigenen Untersuchungen angestellt habe. Und das halte ich nicht für sehr sinnvoll. Deswegen habe ich versucht, an einigen Beispielen klarzumachen, wie der Transistor das Verhalten einer Schaltung bestimmt - so wie jedes andere Bauteil dieser Schaltung natürlich auch. Und aus diesem Verhalten kann man deutlich - so meine ich - herauslesen, ob es die Spannung an der oder der Strom in die Basis ist, der das Verhalten einiger typischer Schaltungen bestimmt. Aber ich kann auch versuchen, das - zugegeben relativ grob und oberflächlich - aus der Theorie heraus zu erklären. Dazu setze ich erst einmal voraus, dass man weiß, wie und warum der einfache pn-Übergang als Diode mit der bekannten e-Funktion arbeitet (Diffusionsdruck, Diffusionsspannung, Sperrschicht, Feldstärke in der Sperrschicht, Abbau der Diff.spannung und der Sperrschicht durch Fluss-Spannung). Frage: Gibt es nun einen einleuchtenden Grund, warum die Größe der B-E-Spannung nicht auch beim Transistor die Menge an Elektronen, die aus dem Emitter austreten, wie bei der Diode bestimmen soll?. Allerdings wird diese Elektronen-Anzahl - und damit der Emitterstrom - zusätzlich noch vergrößert durch die zunächst nur mit einigen -zig mV angenommene Spannung Ucb (C-B-Diode zwar gesperrt, aber deren Sperrschicht noch nicht sehr ausgeprägt, auch wegen des Dotierunsprofils). Dieser Effekt zeigt sich deutlich im Anlaufbereich, wo Ic deutlich mit Uce ansteigt. Dieser Anstieg wird nun aber "abgebremst" durch die mit steigender Spannung Ucb (bzw. Uce=Ucb+Ube) immer breiter werdende Sperrschicht - bis diese so breit ist, dass eine weitere Steigerung von Uce keine Stromerhöhung mehr zulässt (d.h: Das steigende Kollektorptential kann nicht mehr zusätzliche Elektronen zum Verlassen des Emitters veranlassen; es kann nicht weiter zunehmend durch die breite Sperrschicht auf den Emitter "wirken"). Damit sind wir im "normalen" Arbeitsbereich mit fast konstantem Strom Ic. Das ist eigentlich alles. Bei der ganzen Beschreibung habe ich den Basisstrom, der natürlich fließt, da es ja um eine geöffnete Diode geht, gar nicht erwähnen müsssen. Er reduziert natürlich - wie wir wissen - den Kollektorstrom etwas im Vergleich zum Emitterstrom - aber wo ist eine "Steuerwirkung"? Er wird hier zum Schluss als "unerwünschte, aber nicht zu vermeidende Störgröße" angesehen. Deshalb versucht man ja auch, diese Störung so gering wie möglich zu halten dur einen hohen B-Wert, der LEIDER Stromverstärkung genannt wurde, was zu vielen Irritationen führt. Eine höhere Spannunsverstärkung kann man durch einen hohen B-Wert ja sowieso nicht erzielen. Die wird ja eh nur durch die Steilheit - bzw. den gewählten Ruhestrom Ic - bestimmt. (Bemerkung: Gelegentlich kann man sogar beim FET von "Stromverstärkung" lesen, was noch widersinniger" klingt). Wer diesem - recht qualitativen, groben - Erklärungsversuch nicht zustimmt, der muss schon offenlegen, wo ein grundsätzlicher Denkfehler liegt.
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samdeluxe schrieb: > Man hat ja auch noch ein Leben neben dem uC-Forum :-). Und dort trifft man Peter Ustinov als alten Mann.
Lutz V. schrieb: > Dieser Anstieg wird nun aber "abgebremst" durch die mit steigender > Spannung Ucb (bzw. Uce) immer breiter werdende Sperrschicht - bis diese > so breit ist, dass eine weitere Steigerung von Uce keine Stromerhöhung > mehr zulässt (d.h: Das steigende Kollektorptential kann nicht mehr > zusätzliche Elektronen zum Verlassen des Emitters veranlassen; es kann > nicht weiter zunehmend durch die breite Sperrschicht auf den Emitter > "wirken"). Damit sind wir im "normalen" Arbeitsbereich mit fast > konstantem Strom Ic. Verstehe ich das richtig, dass der erste Bereich der Ausgangskennlinie, der Sättigungsbereich mit Ic=f(Uce), durch eine größere Anziehung der Elektronen aus dem Emitter verursacht wird? Ich würde eher "tippen", dass die BC-Diode in Durchflussrichtung ist und der zusätzliche Strom durch die Basis erfolgt. Es wäre mir neu, dass das Kollektorpotential einen Einfluss auf den Emitter hat. Die Diskussion hatten wir schon beim Early-Effekt. Die Basis hat 3 Bereiche: BE-RLZ, NEUTRALE Basis (wo soll das Potential sein, wenn man sich die Potentiale der beiden RLZ aufzeichnet), BC-RLZ.
hinz schrieb: > samdeluxe schrieb: >> Man hat ja auch noch ein Leben neben dem uC-Forum :-). > > Und dort trifft man Peter Ustinov als alten Mann. Sorry, wer ist Peter Ustinov?... ... Hab gegoogelt, versteh es leider nicht, verdammt, wieder zu blöd :-).
@ Michael Köhler (sylaina) >Was daran findest du denn für falsch? Abbildung 5.3.1. ist doch quasi >das, was ich schon geschrieben habe. >Warum, denkst du denn, ist die Minoritätenkonzentration an der RLZ >Basis-Emitter größer als an der RLZ Kollektor-Basis? Vielleicht nur Vielleicht, weil der Kollektor die Minoritäten aus der Basis absaugt? Das verursacht doch praktisch das Gefälle. Vielleicht nochmal meine bisherige Referenz auf http://www.prof-gossner.eu/pdf/09-Bipolarer%20Transistor.pdf: Die Stromverstärkung wird u.a. bestimmt durch das Dotierungsverhältnis zw. E und B. Je weniger B gegenüber E dotiert ist, umso weniger Elektronen von E finden in B ein Loch zum Rekombinieren. Das bißchen, was rekombiniert, geht zur Basis raus, alles andere wird vom C als Minoritäten aus B abgesaugt. Gedankenspiel: würde ich B noch weniger dotieren, würde noch weniger rekombinieren, damit noch weniger Ib. Ab welchem Dotierungsverhältnis zw. B und E glaubst Du beginnt der von Dir beschriebene Stau, der das ganze dann zum erliegen bringen würde? Bei 1:1000 vermutlich noch nicht, denn das scheint ja wohl noch machbar zu sein. Würde ich das Verhältnis immer weiter höher treiben, würde am Ende gar nix mehr rekombinieren können, also kein Ib, obwohl wegen der Ube totzdem noch Elektronen die B überfluten. Gut, geht in der Praxis nicht, denn dann wäre die B-Schicht nur noch ein Isolator ... Aber das, was die B überflutet, geht dann eben zum C. Warum soll sich ein "Stau" beim Rekombinieren gleich den ganzen Ic blockieren? Was bei 10 nicht in den Löchern ist ;-), also nicht rekombiniert, nimmt der C entgegen. War mal etwas bildlich beschrieben ;-)
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@ Lutz VW (lvw) >(Bemerkung: Gelegentlich kann man sogar beim FET von "Stromverstärkung" >lesen, was noch widersinniger" klingt). Ja, die beziehen sich vermutlich auf meine Erfindung in einem meiner Posts: Beitrag "Re: Kennlinie pn-Übergang" ;-)
Michael K. schrieb: > Die Elektronen aus dem Emitter sehen, dass sie in der Basis jede Menge > Platz haben. Deshalb diffundieren die Elektronen in die Basis, es bildet > sich die Raumladungszone (RLZ) Basis-Emitter aus die irgendwann so groß > ist, dass keine weiteren Elekktronen nachdiffundieren können (RLZ größer > als Diffusionslänge der Elektronen). Beantwortet, s. o., Potentialdifferenz der ortsfesten Ladungsträger in der RLZ. > Damit auch weiterhin Elektronen aus dem Emitter in die Basis > diffundieren können muss die Raumladungszone zwischen Basis und Emitter > deutlich geringer sein als die Diffusionslänge der Elektronen. Das > erreicht man durch das Anlegen einer Spannung. Die Diffusionslänge ist in der RLZ unbedeutend, entscheidend ist die Diffusionslänge in der neutralen Basis. Ist diese größer steigt die Wahrscheinlichkeit der Rekombination in der Basis mit deren Weite, das Elektron ist "weg". Nur die RLZ betrachtet, du hast da eine Spannung angelegt, damit die Ladungsträger die Potentialbarriere überwinden können. Die Spannung selbst verkleinert nicht die RLZ, sondern mehr mobile Ladungsträger überwinden die Potentialbarriere, rekombinieren mit ortsfesten Ladungen und bauen dadurch die RLZ ab. Stichwort: Verbiegung der Bänder im Bänderdiagramm > Aber was passiert nun? Elektronen, die in der Basis in die RLZ > Basis-Kollektor diffundiert sind werden zum Kollektor hin > beschleunigt/abgesaugt. Geh ich mit. > Elektronen, die in der Basis in keine RLZ eingedrungen sind heben die > Elektronendichte in der Basis an. Die Folge davon ist, dass der > Diffusionsprozess vermindert wird. Nein sie rekombinieren, -> ein Teil des Basisstromes. Die Elektronen sind Minoritäten in der Basis, es gibt sehr viel mehr Majoritäten (Löcher) in der Basis. Da findet jedes herumgeisternes Elektron ein Löchlein zum kuscheln. > Führt man nun die Elektronen, die sich in der Basis in keinem RLZ-Gebiet > befinden, nicht heraus würde die Eletronendichte in der Basis irgendwann > genauso hoch sein wie im Emitter, als Folge davon käme der > Diffusionsprozess zum Erliegen und damit der Stromfluss. Weiter oben erklärt, Kirk-Effekt oder Base-Pushout genannt. Auch Hochstromeffekt oder excess carrier injection, wenn die Anzahl der Minoritäten in die Größenordnung der Majoritäten kommt. > Erst durch einen Stromfluss in die Basis führt man beständig eine Anzahl > Elektronen, die nicht in einem RLZ-Gebiet in der Basis sind, aus der > Basis heraus und erhält somit ein Ladungsträgerkonzentrationsgefälle der > Elektronen zwischen Basis und Emitter aufrecht sodass die Diffusion > weiter geht. Das Ladungsträgerkonzentrationsgefälle (schönes Wort :-), ist aber in der neutralen Basis, da diffundieren die Elektronen, sonst kämen die nie zur BC-RLZ, vielleicht dann durch Zufall :-). Vielleicht hab ich deinen Text auch bloss falsch verstanden, dann sorry. > Und die Stärke dieses Konzentrationsgefälles bestimmt die > Stärke der Stromflusses. Halbiert man den Stromfluss in die Basis > halbiert sich das Konzentrationsgefälle und damit halbiert sich die > Diffusionsgeschwindigkeit und damit auch der Stromfluss im Kollektor. > Und verdoppelt man den Stromfluss in die Basis verdoppelt sich das > Konzentrationsgefälle und damit verdoppelt sich die > Diffusionsgeschwindigkeit und damit auch der Stromfluss im Kollektor. Genau, aber wie kontrollierst oder regelst du den Stromfluss rein physikalisch, nicht schaltungstechnisch? Doch über die Potentialbarriere. Selbst wenn auf der Emitterseite zig. Milliarden und noch eins mehr Elektronen warten, wenn die Barriere zu groß ist, kommen die einfach nicht rüber. > Transistor erklärt ganz ohne externe Beschaltung. Find ich völlig ok, und schließlich ist das ja ein Forum zum Austausch. Ich glaube, so hätte man es von Anfang an machen soll. Selbst wenn jemand nicht super Bescheid weiß, kann er sich ja informieren, wenn er was nicht versteht. Ich hab auch nicht die Weisheit mit Löffeln gefressen und lass mich gern korrigieren, wenn was falsch ist. Was mir noch auf der Seele brennt, an Herrn von Wangenheim: Sie schrieben des Öfteren, dass man nicht allen Quellen trauen soll oder Sie kritisch betrachten soll. Da geb ich Ihnen völlig recht. Allerdings führen Sie dann eigene Quellen auf, die Ihre Argumente vollständig unter mauern und sagen bildlich diesen kann man trauen, sind schließlich renommierte Persönlichkeiten bzw. Einrichtungen. Darauf antwortete mal jemand, auch Große können sich irren. Sie taten es ab, aber auch Einstein hat nicht an die Quantenmechanik geglaubt, was sich ja dann doch irgendwie als Irrtum rausstellte. Wollt ich nur mal loswerden, dass dies vielleicht nicht der beste Weg ist, um seine Argumente zu untermauern. Nebenbei, ich habe Barrie Gilbert schon mal real erlebt und ich gebe Ihnen recht, in der Analogtechnik ein echt Gescheiter.
Lutz V. schrieb: > Also - bisher habe ich mir ja theoretische Darlegungen zum > Verhalten der > beiden pn-Übergänge erspart. Aber genau die erklären doch das Prinzip des Transistors. Und irgendwie glaub ich war das auch der Ausgangspunkt über 100 Posts weiteroben. > Warum? Na, ich müsste einfach was aus Büchern abschreiben (wie wohl > jeder hier), weil ich kein Teilchen-Physiker bin und auch keine eigenen > Untersuchungen angestellt habe. Und das halte ich nicht für sehr > sinnvoll. Man braucht eigentlich kein Teilchenphysiker sein oder eigene Untersuchungen anstellen, das haben schon tausend andere gemacht. Es geht doch eig. nur um die Grundlagen. Ich könnt jetzt auch nicht die Schrödinger-Gleichung dafür lösen, aber warum auch? Und wenn jemand die Grundlagen nicht verstanden hat, merkt man sehr schnell ob er nur aus Büchern abschreibt ;-). Und selbst dann, beschäftigt er sich immerhin damit. > Deshalb versucht man ja auch, diese Störung so gering wie möglich zu > halten dur einen hohen B-Wert, der LEIDER Stromverstärkung genannt > wurde, was zu vielen Irritationen führt. Warum zu Irritationen? Grosse Transistoren mit sehr kleinen Eingangswiderständen können schaltungstechnisch sehr gut damit "verarbeitet" werden. Man muss es nur im richtigen Kontext verwenden. > Eine höhere Spannunsverstärkung kann man durch einen hohen B-Wert ja > sowieso nicht erzielen. Die wird ja eh nur durch die Steilheit - bzw. > den gewählten Ruhestrom Ic - bestimmt. Ich gehe davon, Sie schreiben immernoch vom BJT-Prinzip. Ich muss ehrlich sagen, ich habe in diesen Zusammenhang noch nie den Begriff Spannungsverstärkung gehört. In einer z.B. Emitterschaltung als A=-gm x Rlast ok, aber nie im Zusammenhang mit dem Funktionsprinzip. Ausserdem kann ich sehr wohl Die Stromverstärkung mit der Spannungsverstärkung verknüpfen. Da gm ein Kleinsignalparameter ist, nehm ich den diff. Eingangswiderstand rpi und erhalte gm=B/rpi. Kann man, muss man aber nicht :-))).
samdeluxe schrieb: > Verstehe ich das richtig, dass der erste Bereich der Ausgangskennlinie, > der Sättigungsbereich mit Ic=f(Uce), durch eine größere Anziehung der > Elektronen aus dem Emitter verursacht wird? > > Ich würde eher "tippen", dass die BC-Diode in Durchflussrichtung ist und > der zusätzliche Strom durch die Basis erfolgt. Da liegt ein Missverständnis vor. Es war nicht mein Ziel, die gesamte Ausgangskennlinienschar zu beschreiben/erklären. Deshalb habe ich meine Darlegungen ja mit einem positiven Wert von Ucb gestartet. Ich wollte mich absichtlich auf den Bereich beschränken (und noch den Übergangsbereich zum Sättigungbereich hinzunehnen), der für die praktische Anwendung als Verstärker relevant ist. Natürlich haben Sie recht, dass für negative Ucb-Werte (Uce<Ube) die B-C-Diode geöffnet ist und ein entsprechender Strom von der Basis in den Kollektor (also entgegengesetzt zur "normalen Ic-Richtung) fließt und den resultierenden Kollektorstrom so verkleinert. Das führt ja sogar dazu, dass für Uce=0 wir einen negativen (kleinen) Wert für Ic haben, so dass die Kennlinie gar nicht durch den Nullpunkt geht. OK?
samdeluxe schrieb: > Was mir noch auf der Seele brennt, an Herrn von Wangenheim: Sie > schrieben des Öfteren, dass man nicht allen Quellen trauen soll oder Sie > kritisch betrachten soll. Da geb ich Ihnen völlig recht. Allerdings > führen Sie dann eigene Quellen auf, die Ihre Argumente vollständig unter > mauern und sagen bildlich diesen kann man trauen, sind schließlich > renommierte Persönlichkeiten bzw. Einrichtungen. Darauf antwortete mal > jemand, auch Große können sich irren. Sie taten es ab, aber auch > Einstein hat nicht an die Quantenmechanik geglaubt, was sich ja dann > doch irgendwie als Irrtum rausstellte. Wollt ich nur mal loswerden, dass > dies vielleicht nicht der beste Weg ist, um seine Argumente zu > untermauern. OK - ich weiß natürlich was und wie Sie es meinen. Und ja - JEDER kann sich mal irren - sogar ich!! (zwinkern). Aber: Wenn ich mit einander sich widersprechenden Aussagen in Büchern konfrontiert bin, dann vertraue ich doch eher renommierten Personen/Institutionen als "irgendwelchen" Autoren oder gat anonymen Internet-Beiträgen. Im konkreten Fall war und ist es doch so, dass einige sogar meinten, die Behauptung der Spannungssteuerung sei neuartig und völlig abstrus ("Bullshit", "Unsinn"). Deshalb denke ich, in so einem Fall können Hinweise z.B. auf (1) die "Internationale Bibel der Praktiker" (Art of Electronics) und (2) einen der weltweit bekanntesten Entwickler/Erfinder im Bereich der Analog-Elektronik (Barrie Gilbert) hilfreich sein, um wenigstens erst mal nachdenklich zu werden. Ohne einen gewissen Zweifel an der eigenen Überzeugung ist man sonst ja gar nicht offen für andere Überlegungen und technisch-physikalishe Darlegungen.
Samdeluxe schrieb: >> Deshalb versucht man ja auch, diese Störung so gering wie möglich zu >> halten dur einen hohen B-Wert, der LEIDER Stromverstärkung genannt >> wurde, was zu vielen Irritationen führt. > > Warum zu Irritationen? Grosse Transistoren mit sehr kleinen > Eingangswiderständen können schaltungstechnisch sehr gut damit > "verarbeitet" werden. Man muss es nur im richtigen Kontext verwenden. > Na, die Irritation wird nach meinen Erfahrungen durch das Wort "Stromverstärkung" ausgelöst. Signalisiert nicht das Wort, dass der Eingangsstrom nicht nur "verstärkt" wird (was ja korrekt ist), sondern auch die Steuergröße ist? (siehe das Wort "Stromverstärkung für FETs, welches ja auch anzutreffen ist). >> Eine höhere Spannunsverstärkung kann man durch einen hohen B-Wert ja >> sowieso nicht erzielen. Die wird ja eh nur durch die Steilheit - bzw. >> den gewählten Ruhestrom Ic - bestimmt. > > Ich gehe davon, Sie schreiben immernoch vom BJT-Prinzip. Ich muss > ehrlich sagen, ich habe in diesen Zusammenhang noch nie den Begriff > Spannungsverstärkung gehört. In einer z.B. Emitterschaltung als A=-gm x > Rlast ok, aber nie im Zusammenhang mit dem Funktionsprinzip. Ausserdem > kann ich sehr wohl Die Stromverstärkung mit der Spannungsverstärkung > verknüpfen. Da gm ein Kleinsignalparameter ist, nehm ich den diff. > Eingangswiderstand rpi und erhalte gm=B/rpi. Kann man, muss man aber > nicht :-))). Ich sprach vom "hohen B-Wert". Warum sollte der denn möglichst "hoch" sein? Ich habe oft genug erlebt, dass viele glauben, das sei wichtig für eine hohe Spannungsverstärkung, weil sie denken: Hohe Stromverstärkung macht größere Stromschwankungen am Ausgang - also mehr Signal-Spannung am Koll.Widerstand und also mehr Spannungsverstärkung. Ich wollte nur noch einmal darauf hinweisen, dass diese "Logik" falsch ist und es nur auf die Steilheit (bestimmt durch den Ruhestrom) ankommt. Trotzdem ist ein hoher B-Wert (ich vermeide absichtlich den Begriff "Stromverstärkung") natürlich gewünscht. Warum? Für einen möglichst großen Eingangswiderstand der Schaltung!
Nur kurz ein paar Gedanken, in der arbeitsfreien Zeit gern mehr: Lutz V. schrieb: > Na, die Irritation wird nach meinen Erfahrungen durch das Wort > "Stromverstärkung" ausgelöst. Signalisiert nicht das Wort, dass der > Eingangsstrom nicht nur "verstärkt" wird (was ja korrekt ist), sondern > auch die Steuergröße ist? (siehe das Wort "Stromverstärkung für FETs, > welches ja auch anzutreffen ist). Naja, für mich ist die Stromverstärkung eine Eigenschaft des Transistors, die ich durch seine intrinischen Parameter wie z.B. Dotierung und Basisweite bei Herstellung des Transistors festlegen kann. > Ich sprach vom "hohen B-Wert". Warum sollte der denn möglichst "hoch" > sein? > Ich habe oft genug erlebt, dass viele glauben, das sei wichtig für eine > hohe Spannungsverstärkung, weil sie denken: Hohe Stromverstärkung macht > größere Stromschwankungen am Ausgang - also mehr Signal-Spannung am > Koll.Widerstand und also mehr Spannungsverstärkung. > Ich wollte nur noch einmal darauf hinweisen, dass diese "Logik" falsch > ist und es nur auf die Steilheit (bestimmt durch den Ruhestrom) ankommt. > Trotzdem ist ein hoher B-Wert (ich vermeide absichtlich den Begriff > "Stromverstärkung") natürlich gewünscht. Warum? Für einen möglichst > großen Eingangswiderstand der Schaltung! Ich weiß worauf Sie hinaus wollen, aber nach meiner Ansicht, wird durch Hinzuziehen der Spannungsverstärkung in eine Erklärung wieder das Funktionsprinzip mit der Schaltungstechnik vermischt. Unter Vernachlässigung von parasitären Bahnwiderständen usw., stellt ja der Transistor eine Stromquelle dar, der in diesem Sinne keine Spannungsverstärkung hat.
Und? Was ist denn nun die Zusammenfassung? BJT -> spannungsgesteuert? Ib - nötiges Übel, um einen "Stau" (so er vorkommen könnte) zu vermeiden?
Aber vielleicht hilft es ja, wenn Sie erklären warum es dann so viele Typen von BJTs gibt, da ja bei allen Transistors dass gm bei gleicher Temperatur und Kollektorstrom gleich ist. Sonst wär ja nur ein UniversaL-BJT notwendig.
@ samdeluxe >Ich weiß worauf Sie hinaus wollen, aber nach meiner Ansicht, wird durch >Hinzuziehen der Spannungsverstärkung in eine Erklärung wieder das >Funktionsprinzip mit der Schaltungstechnik vermischt. Unter >Vernachlässigung von parasitären Bahnwiderständen usw., stellt ja der >Transistor eine Stromquelle dar, der in diesem Sinne keine >Spannungsverstärkung hat. Nennt sich dann wohl Steilheit, wenn Iout von Uin abhängt.
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