transistor frage

jannik Gast #4592681
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Hallo ich habe eine Frage zu dem Transistro BC547B

Mein Ziel war es eine Spannung Uce von der Hälfte der Speisespannung zu 
erhalten.
Die Speisespannung beträgt 9V.
Wenn ich im Datenblatt nachschaue sehe ich, dass bei 50 µA ein 
Kollektrostrom von etwa 10 mA fließt.
Wenn ich jetzt einen Kollektorwiderstand einsetze über dem dann die 
ebenfalls die hälfte abfallen soll komme ich auf:
4,5/10mA = 450 Ohm

Der durch 2 V im Basistromkreis hervorgerufene Strom wird durch einen 
Widerstand begrenzt. Ube soll 0,7V betragen und ein Basisstrom von 50µA 
soll fließen:

1,3 V / 50µA = 26000 Ohm

In meiner Simulation bekomme ich aber nicht 4,5 V für Uce heraus.
Es sind nur etwa 3V
49,5µA für Ib und 13mA für Ic bekomme ich aber.

Was muss ich an dieser Herangehensweise ändern?!
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Stefan F. Gast #4592708
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Du gehst davon aus, dass der Transistor den Strom um Faktor 500 
verstärkt.

Im Datenblatt steht jedoch, dass die Stromverstärkung mindestens 250 und 
maximal 450 beträgt. Die Simulation rechnet mir irgendeinem Wert 
dazwischen.

Eine relistische Schaltung wird so ausgelegt, dass es auf den 
Verstärkungsfaktor nicht so genau ankommt, damit man den Transistor 
nicht genau passen selektieren muss.

Zum Beispiel so:
1
               

2
                 BC547       Last

3
+9V o---+--------+     +-----[===]-----+----| GND

4
        |         \   />               |

5
        |         ------               |

6
        |           |                  |

7
        +---[===]---+---|>|---[===]----+

8
             1k       1N4148    1k


Das ist ein Emitterfolger. An der Basis liegt die Hälfte der 
Versorgungsspannung an plus 0,7V (wegen der Diode). Am Ausgang des 
Transistor liegen immer 0,7 weniger an, als an dessen Basis. Also genau 
die Hälfte der Versorgungsspannung.

Je höher der Laststrom ist, umso mehr belastet der Transistor den 
Spannungsteiler. Dies wiederum führt zu einer Abweichung von der 
Soll-Spannung. Je höher der Verstärkunsfaktor des Transistors ist, umso 
weniger wird der Spannunsgteiler belastet und umso geringer fällt die 
Abweichung aus.

Prinzipiell ist die Schaltung jedoch weitgehend unabhängig vom 
Verstärkungsfaktor. Ob der Transistor jetzt 300 oder 400 fach verstärkt, 
ändert an der Ausgangsspannnugn nur wenig.
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Daniel H. (Firma: keine) #4592709
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NXP gibt für seinen BC547B eine typische Verstärkung von 200 bis 450 
(typisch: 290) bei 5V Vce und 2mA Ic an.

Ic / hfe = Ib => 13mA / 290 = 44µA

Das kommt den von dir simulierten 49µA schon recht nah. Wenn du den 
Basiswiderstand auf 37.7k Ohm verringerst solltest du das gewünschte 
Ergebnis erzielen:

(2V - 0,7V) / 37,7 kOhm = 34.5µA
34.5µA * 290 = 10mA
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jannik Gast #4592730
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Vielen Dank.
Für die freundlichen Antworten.

Emitterfolger habe ich noch nicht so schnell verstanden aber vll. später 
noch.

Bei Uce=5V beträgt die Verstärkung also etwa 290.
Also bei anderen Uce sind gar keine Angaben im Datenblatt?
Also kann dann ein Strom von 100mA fließen damit die max. 500mW Leistung 
erreicht sind.
Warum gibt es keine Angaben zu anderen Uce?
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Yalu X. Moderator #4592771
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Jannik, ein Transistor ist alles andere als ein Präzisionsbauteil. Bei
einem Widerstand kannst du davon ausgehen, dass der angegebene Wert auf
wenige Prozent genau stimmt. Bei einem Transistor weichen die Parameter
zwischen einzelnen Exemplaren z.T. stark voneinander ab. Deswegen macht
der Hersteller im Datenblatt auch nur ganz grobe Angaben. Sind Min- und
Maxwerte angegeben, liegen diese oft astronomisch weit auseinander. Alle
anderen Angaben (Spalte "typisch" in den Tabellen und die Kurven in den
Diagrammen) sind sowieso nur unverbindlich und dienen nur als
Orientierunghilfe.

Deswegen kann man mit einem einzelnen Transistor auch keine Schaltung
bauen, bei der Genauigkeit irgendwo eine Rolle spielt. Die Kunst der
Schaltungsentwicklung besteht nun darin, diese Parameterschwankungen in
der Gesamtschaltung zu unterdrücken. Bei einer ordentlich durchdachten
Schaltung kannst du einen Transistor durch einen anderen mit einer 50%
höheren Stromverstärkung ersetzen, ohne dass sich am Gesamtverhalten
merklich etwas ändert.

Womit wir bei der Frage wären, was denn das Verhalten deiner Schaltung
sein soll:

- Soll das eine Art Spannungsregler werden?

- Was wird an den Ausgang mit der halbierten Spannung angeschlossen?

- Wieviel Strom wird daraus entnommen?

- Wie genau soll die Spannung unter welchen Randbedingungen aufrecht
  erhalten werden?
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Günter Lenz Gast #4592779
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jannik schrieb:
>Emitterfolger habe ich noch nicht so schnell verstanden

Die Spannung am Emitter folgt der Spannung an der Basis.
Wegen der Gegenkopplung ist die Spannungsverstärkung
etwa fast 1. Die Eingangsimpedanz ist hoch und die
Ausgangsimpedanz ist niedrig.
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Blub Gast #4592788
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Günter Lenz schrieb:
> jannik schrieb:
>>Emitterfolger habe ich noch nicht so schnell verstanden
>
> Die Spannung am Emitter folgt der Spannung an der Basis.
> Wegen der Gegenkopplung ist die Spannungsverstärkung
> etwa fast 1. Die Eingangsimpedanz ist hoch und die
> Ausgangsimpedanz ist niedrig.

Das ist jetzt aber ein Impedanzwandler ;)
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