Phototransistor: Schaltgeschwindigkeit erhöhen

[Kabeljau (Gast)]

Habe hier eine Schaltung (siehe unten), in der wahlweise einer von zwei 
Phototransistoren eingesetzt wird: entweder der BPY62 oder der BPX38. 
Die Basis ist offen, im Emitterzweig befindet sich ein Widerstand mit 
4,7 kOhm. Beide Transistoren schalten - gemessen am Emitter - mit einer 
Glühlampe (6 V/80 mA, 10 cm Abstand) in ca. 10 ms von 0 auf 5 V. Das ist 
mir zu langsam.

Wie muss ich die Schaltung verändern, dass ich auf eine Zeit von kleiner 
1 ms komme?

 5 V
  o
  |
  | C
   \
    --- B
   /
  < E
  |
  -
 | | 4,7 kOhm
 | |
  -
  |
  o
 GND

[Falk B. (falk)]

@ Kabeljau (Gast)

>Die Basis ist offen, im Emitterzweig befindet sich ein Widerstand mit
>4,7 kOhm. Beide Transistoren schalten - gemessen am Emitter - mit einer
>Glühlampe (6 V/80 mA, 10 cm Abstand) in ca. 10 ms von 0 auf 5 V. Das ist
>mir zu langsam.

Das liegt aber an der Glühlampe, nicht am Phototransistor.

>Wie muss ich die Schaltung verändern, dass ich auf eine Zeit von kleiner
>1 ms komme?

Nimm ne LED als Sender.

Siehe auch Lichtsensor / Helligkeitssensor

[Joel (Gast)]

Man könnte einen oder zwei hintereinandergeschaltete Inverter mit 
Schmittriggereingang wie 74HC14 nachschalten. Das verändert die 
Langsamkeit der Glühlampe nicht, macht den Schaltvorgang für 
nachgeschaltete Einheiten kürzer.

[Uwe B. (uwe_beis)]

1.:
Falk B. schrieb:
> Das liegt aber an der Glühlampe, nicht am Phototransistor.
>
>>Wie muss ich die Schaltung verändern, dass ich auf eine Zeit von kleiner
>>1 ms komme?
>
> Nimm ne LED als Sender.
Das sehe ich genau so. Wenn du keine LED oder nichts zum Ansteuern hast, 
bewege irgendwas schnell zwischen Lampe und Phototransistor. Das wird 
erheblich schneller ab- bzw aufblenden als die Glühlampe selber.

2.:
Schneller wird die Schaltung, wenn der Spannungshub zwischen C und B 
kleiner wird, d. h., wenn also der Widerstand kleiner wird. Im Idealfall 
sollte er 0 sein, denn dann spielt die Miller Kapazität (C_BC), die die 
größte "Bremse" ist, (fast) keine Rolle mehr. Das klingt für den 
Anfänger erst mal absurd, aber wenn man weiß, was eine Kaskodenschaltung 
(https://de.wikipedia.org/wiki/Kaskode) ist, wird's einfach.

Ein ähnliches Prinzip kann man auch mit einem Operationsverstärker 
realisieren, und so wird es heutzutage normalerweise auch gemacht. Das 
heißt dann Transimpedanzverstärker und ist auch in Wikipedia zu finden.

Nebenbei, einen Transimpedanzverstärker kann man auch mit einem 
Transistor anstelle eines Operationsverstärkers realisieren.

[Einer (Gast)]

> Wie muss ich die Schaltung verändern

Bei allen Vorschlägen sollte die Basis nach Masse geschaltet werden.

[Sebastian S. (amateur)]

>Wie muss ich die Schaltung verändern, dass ich auf eine Zeit von kleiner
>1 ms komme?

Ist das ein Witz, oder stammst Du tatsächlich aus der, schon von Udo 
Lindenberg besungenen, Familie?

Wenn Du die Anstiegszeit Deines Leuchtmittels auch nur in die Nähe 
deines Foto-Transistors bekommen willst, wirst Du die Betriebsspannung 
in exorbitante Höhen bringen müssen.

Alternativ könnte auch ein Blick (Igitt) in die Grundlagen helfen.

[Mani W. (e-doc)]

Einer schrieb:
> Bei allen Vorschlägen sollte die Basis nach Masse geschaltet werden.

Das sehe ich auch so:

47k bis 1M würde ich experimentieren, alleine schon wegen der
Brummspannungen vom Netz rund herum...

Eventuell noch ein kleiner C parallel zum R...



Aber ein Osszi zeigt mehr als tausend Bilder...


Mani

[Uwe B. (uwe_beis)]

Einer schrieb:
> Bei allen Vorschlägen sollte die Basis nach Masse geschaltet werden.

??? Und damit den Photostrom, der in der B_C Strecke erzeugt und über 
den Transistor verstärkt werden soll(te), direkt zur Masse ableiten, 
damit er gar nicht erst verstärkt wird???

Mani W. schrieb:
> Das sehe ich auch so:

Das könnt ihr doch nicht ernst meinen! Oder habe ich das komplett 
missverstanden?

[Mani W. (e-doc)]

Basisvorwiderstand oder nicht - ausprobieren auf die jeweilige
Schaltung und dem verwendeten Phototransistor - auf jeden Fall
Led benutzen, die sind auch schneller und man sieht dann die
Sünden einer Schaltung...

[Nonsens (Gast)]

Reaktionszeiten des Fototransistors auf digitale Signale, Schalten eben, 
im Bereich bis zu 10ms sind tatsächlich kein Witz, man beachte dazu 
bspw. mal das Datenblatt eines Optokopplers CNY17.

Die Kaskodeschaltung wurde von Udo genannt, die wird es tun. Der 
Fototransistor wäre dann im Wikipedia-Artikel der untere. Ich erinnere 
mich an eine Diskussion hier vor Jahren, als jemand den CNY17 zu langsam 
fand, und dafür Lösungen suchte. Der User hatte nur wenig Strom zur 
Ansteuerung der IR-Diode im Optokoppler zur Verfügung, und die 
Schaltzeit ist helligkeitsabhängig. Jedenfalls wurde dort auch die 
Transistor-Basisschaltung als zusätzliche Maßnahme gefunden, Schaltungen 
vorgestellt, und am Ende noch ein wenig mit LTspice simuliert:

Beitrag "Optokoppler Schaltzeiten beschleunigen (z.B. CNY17)"

[Mani W. (e-doc)]

Ich (Wir) haben immer 1 M Basiswiderstand eingebaut und das hat immer
funktioniert, schöne Signale inbegriffen...


Auch der Emitterwiderstand ist experimentell am besten zu bestimmen...

[Einer (Gast)]

Da habe ich etwas fälschlich verkürzt.
Es muss ein B_E- Widerstand sein, kein Kurzschluss.

[Mani W. (e-doc)]

Einer schrieb:
> Es muss ein B_E- Widerstand sein, kein Kurzschluss.

Es sei Dir verziehen...