Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welche Transistoren haben möglichst kleinen hFE/dT


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von Achim (Gast)


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Hi!

Kann man irgendwie grundsätzlich sagen welche Transistoren-Typen eine 
kleine hFE-Abweichung über einen Temperaturbereich haben?
Also ala "Hohes hFE -> Große Beeinflussbarkeit" oder wie auch immer?

Danke erstmal,
Achim

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich schätze, die schwebt da ein Anwendungsfall or, der so nicht 
ralisierbar ist. Was hast dzu denn vor?

Da die Stromverstärkung von sehr vielen Faktoren (nicht nur der 
Temperatur) abhängt und allgemein innerhalb einer Modellreihe sehr 
starken Streuungen unterliegt, sollte man die Schaltungen stets so 
auslegen, dass mit großen Schwankungen klar kommen. Was letztendlich 
meistens auf eine Gegen-Koppelung hinaus läuft.

von THOR (Gast)


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Guck dir mal das Ebers-Moll Modell an. Da siehst du immer die 
Temperaturspannung Ut, die bekommste da auch nicht weg.

Wenn deine Schaltung temperaturkompensiert sein muss, dann musst du 
entweder deine Transistoren auf konstanter Temperatur halten oder 
irgendeine Form von Regelschleife vorsehen (wenns auch nur ne Diode ist 
die dem Transistor Basisstrom klaut).

von Lurchi (Gast)


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Soweit ich es noch erinnere kommt die Temperaturabhängigkeit des 
Verstärkungsfaktor von der Temperaturabhängigkeit der Diffusionslänge. 
Da wiederum gehen Beweglichkeit und Minoritäts-ladungsträger Lebensdauer 
ein. Bei der Beweglichkeit sollte nicht viel zu Beeinflussen sein, außer 
ggf. mit SiGe Transistoren. Die Lebensdauern hängen von der Reinheit des 
Materials ab. Sauberer muss dabei nicht unbedingt besser sein - aber so 
etwas wie eine extra Dotierung für kürzere Lebensdauer bei HF 
Transistoren kann helfen.

Ob jetzt NPN oder PNP, rauscharme NF typen oder HF Typen oder ggf. 
Hochspannungstypen ggf. besser sind müsste man halt vergleichen.

Normal sollte man ein Schaltung aber so auslegen, dass es nicht auch den 
Verstärkungsfaktor ankommt. Meist kommt es auch noch auf andere 
Parameter an.

von oszi40 (Gast)


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Achim schrieb:
> kleine hFE-Abweichung über einen Temperaturbereich haben?

Sagen wir mal so, je größer ein Transistor ist, desto mehr thermische 
Trägheit hat er. Kleine HF-Transistoren z.B. reagieren flinker als ein 
dicker 2N3055. Das wird Dir aber wenig helfen. Wahrscheinlich wäre eine 
genauere Beschreibung Deiner Anwendung nützlich.

von Possetitjel (Gast)


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Achim schrieb:

> Kann man irgendwie grundsätzlich sagen welche
> Transistoren-Typen eine kleine hFE-Abweichung
> über einen Temperaturbereich haben? Also ala
> "Hohes hFE -> Große Beeinflussbarkeit" oder
> wie auch immer?

Die Antwort ist ein klares Jein!

1. Die Abhängigkeit hFE(T) ist physikalisch bedingt,
   nicht technisch. Temperaturspannung wurde schon
   genannt. Die Stromverstärkung steigt mit steigender
   Temperatur.
2. Technologische Unterschiede bei der Herstellung scheinen
   einen gewissen modifizierenden Einfluss zu haben;
   verschiedene Literaturstellen nennen unterschiedliche
   Zahlenwerte. Ungefähr +0.3% je Kelvin habe ich mehrfach
   fuer Si-Bipolartransistoren gelesen. Details darüber,
   wovon die Verstärkung genau abhängt, weiss ich aber
   nicht.
3. Eine große Verstärkung driftet natürlich stärker als eine
   niedrige, denn 0.3% von 200 ist mehr als 0.3% von 30.
4. Es wäre nützlich, die Hintergründe Deiner Anwendung zu
   kennen. Für viele Verstärkeranwendungen ist die Steilheit
   wesentlich aussagekräftiger und wichtiger als die Strom-
   verstärkung. Man kann sich da leicht verrennen (das ist
   mir auch passiert).

von voltwide (Gast)


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Wie schon gesagt wurde, haben Transistoren einen Temperaturgang, der von 
der Halbleiterphysik her vorgegeben ist und in der Praxis nur wenig 
variiert. Von daher habe ich mir nie die Mühe gemacht, die Hfe-Kurven 
verschiedener Typen zu vergleichen. Besonders temperaturstabile 
Versionen sind nicht in Sicht, Temperaturabhängigkeiten wurden seit 
jeher schaltungstechnisch gelöst.

von Achim (Gast)


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Hi da!

Vielen Dank für Eure Antworten.
Sorry, dass ich mich erst jetzt wieder dazu melden kann...

@Stefan Us: Eine wirklichen Anwendungsfall habe ich gerade nicht. Ich 
hatte nur in irgendeinem Schaltplan ein Konstrukt gesehen in dem eine 
LED so gesteuert wurde ohne eine Gegenkopplung zu haben was mich etwas 
wunderte.

@THOR: Danke Dir, ich muß das mit der angesprochenen Diode mal 
ergooglen. Meintest Du diese in Reihe zur Basis oder nicht?

@Lurchi: So sollte man sie auslegen, das stimmt wohl. Der 
Verstärkungsfaktor-Drift ist ja bei den verschiedenen Transen schon 
extrem teilweise. Habe mich mal umgeschaut bei den Kleinleistungs-Typen. 
Hier hatte ich zwischen 70 und 600hFE Unterschiede bei den Temperaturen 
von -25 bis 100°C.

@oszi40: Stimmt. Glaube bei der Schaltung war der Diodenstrom aber 
konstant an und wurde nur ab und an bissl verändert. Vorteil vom großen 
THT-Transistor wäre dann der Abstand zur eigentllichen Platine. Diese 
würde den nicht zusätzlich aufheizen. Auch die eigene größe und 
Wärmeabstrahlung würde den ja stabiler machen. Aber sobald die Luft 
wärmer wird, hat dieser das selbe Problem.

@Possetitjel: Danke der Ausführung! So lange die Steilheit über den 
Temperaturbereich gleich bliebe wäre es ja gut, aber diese driftet ja 
auch wegen der hFE oder nicht?

@voltwide: Schade, dass es bis heute keine intern kompensierte Typen 
gibt...


Danke Euch auf alle Fälle!
Schönen Tag noch

von Dampf T. (ouuneii)


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Naja. eine LED Stromquelle sollte eher nicht durch den Basisstrom 
definiert sein. Eher mit Emitter Gegenkopplung, dh spannungsgesteuert 
mit Gegenkopplung.

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