Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistoren: Keine Kennlinienfelder mehr in Datenbättern ?


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von André D. (dufman)


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Hallo allerseits,
vielleicht kann mir jemand eine Frage beantworten.

Ich kenne es von früher, dass in Datenblättern von Transistoren auch 
immer Kennlinienfelder angegeben wurden, zB. das Ausgangskennlinienfeld, 
in dem Ic über Uce aufgetragen war, was man ja benötigt, um einen 
Arbeitspunkt einzustellen.
Habe aber meist Transistoren nur als Schalter verwendet und daher lange 
Zeit nicht mehr so richtig darauf geachtet, ob diese Angaben im 
Datenblatt stehen.

Umso verwunderter war ich, als ich mir ein Datenblatt (Siemens) von 
einem Transistor (BC846) ansah und diese Kennlinie vergeblich suchte.

Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern ? Wenn 
man alle anderen Diagramme in dem Datenblatt betrachtet, kann man ja nun 
wirklich nicht davon ausgehen, dass es ein reiner Schalttransitor ist, 
dafür bräuchte ich ja dann auch frequenzabhängigen Paramater grafisch 
darzustellen.

Grüße und vielen Dank schonmal vorab....

von Hp M. (nachtmix)


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André D. schrieb:
> Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern ?

Vielleicht werden sie von Fremdherstellern zugekauft, und sind daher nur 
in bestimmten Punkten der Kennlinie charakterisiert.
Z.B ist Motorola bzw. ON schon seit langem der Hersteller für viele 
Typen von NXP.

von Michael B. (laberkopp)


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André D. schrieb:
> Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern

Gute Datenblätter von guten Herstellern haben noch Diagramme.

Auch von Siemens:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/siemens/BC850C.pdf

Viele Hersteller (Indien, Bourns) stellen aber auch nur irgendwelche 
Chips her und versuchen die unter möglichst vielen Bezeichnungen zu 
verkaufen. Da erfüllt der Chip sowieso nicht die Daten des 
Originalherstellers, also verschweigt man lieber die detaillierten 
Diagramme.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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André D. schrieb:
> Ich kenne es von früher, dass in Datenblättern von Transistoren auch
> immer Kennlinienfelder angegeben wurden, zB. das Ausgangskennlinienfeld,
> in dem Ic über Uce aufgetragen war, was man ja benötigt, um einen
> Arbeitspunkt einzustellen.

Wow. Grafische Verfahren zur Dimensionierung von Schaltungen sind schon 
Ende der 80er aus der Mode gekommen. Seitdem sind Simulationsprogramme 
a'la Spice allgemein verfügbar und erledigen den Job wesentlich besser. 
Statt eines Kennlinienfeldes erwartet der Ingenier heute vom Hersteller 
ein gutes (Spice) Modell.

> Umso verwunderter war ich, als ich mir ein Datenblatt (Siemens) von
> einem Transistor (BC846) ansah und diese Kennlinie vergeblich suchte.
>
> Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern ?

Du generalisierst da etwas zu sehr. Nur weil du in einem Datenblatt 
eines Herstellers eine bestimmte Kennlinie vermißt, heißt das ja 
nicht, daß kein Hersteller die mehr in irgendein Datenblatt packt. 
Gerade der BC846 wird von gut einem Dutzend Hersteller produziert und 
wenn du dir 10 Datenblätter ansiehst, wirst du deine geliebte Kennlinie 
sicher in der Hälfte davon finden.

Allerdings sind Kennlinien für das praktische Design von Schaltungen 
ohnehin massiv überbewertet (IMHO). In der Ausbildung sind sie natürlich 
Klasse, weil sie das Verhalten eines Bauelements auf einfach erfaßbare 
Weise darstellen.

In der Praxis helfen sie aber schon deswegen nicht sehr weit, weil sie 
nur das Verhalten eines typischen Exemplars des Bauelements darstellen. 
Ein reales Exemplar wird später mehr oder weniger stark davon abweichen 
(je nachdem welcher Parameter; bei einem Bipolartransistor wie BC846 ist 
bspw. die Ic vs. Ib Kennlinie weitgehend bedeutungslos). Wenn die 
Kennlinien aber quantitativ sowieso nicht stimmen und qualitativ für 
alle Bauteile einer Familie (z.B. Si-npn-Transistoren) gleich sind, dann 
brauche ich nicht für jedes Bauteil eigene Diagramme.

Der Job des Elektronik-Ingenieurs besteht andererseits darin, eine 
Schaltung so zu entwerfen, daß sie nachher unabhängig von der 
Exemplarstreuung funktioniert. Auch dabei helfen ihm detailierte 
Kennlinien nur sehr begrenzt weiter. Selbst wenn es tatsächlich so 
kommen sollte, daß kein Hersteller mehr Kennlinien in seine Datenblätter 
druckt, wäre das aus meiner Sicht kein Verlust.

von André D. (dufman)


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Danke erst mal für die Resonanz...

@Michael:
Da ich ein Datenblatt von Siemens zur Hand hatte...   und Siemens ja 
auch nicht gerade unbekannt ist, hat es mich schon ein bissl verwundert, 
dass da nichts dabei war.


@Axel:
Wenn ich mal eben schnell ganz grob was machen will, ist ein grafisches 
Verfahren glaube ich gar nicht so übel. Uns wurde damals jedenfalls 
immer gesagt, ein Ingenieur rechnet nicht bis auf 10 Nachkommastellen, 
er muss in der Lage sein, Größenordnungen richtig einzuschätzen. Was 
nützt es auch, wenn ich eine Zahl errechnet habe, die 5 Nachkommastellen 
hat, aber bei den Zehner potenzen verhaue ich mich dann mal um den 
Faktor 1000....   egal...  Fazit, finde ich..  grafisch kann man ganz 
schnell eine Lösung finden...

Axel S. schrieb:
> Statt eines Kennlinienfeldes erwartet der Ingenier heute vom Hersteller
> ein gutes (Spice) Modell.

Tja mit einem Modell kann ich gut simulieren, aber wie hilft mir das bei 
der Dimensionierung der Bauteile einer Schaltung ?  Klar, kann man immer 
wieder andere Werte einsetzen und die Simulation starten, mal abgesehen 
davon, dass man dafür auch eine gute Simulationssoftware benötigt.

In einem Datenblatt habe ich glaube ich sogar meine "geliebte" Kennlinie 
gefunden, aber die Qualität war ja dermaßen mies...  keine Ahnung..  ich 
schaue meistens bei ALL DATA SHEET...

Natürlich ist mir bewusst, dass es so was wie Exemplarstreuungen gibt, 
aber......    Als ich vor 30 Jahren in der Ausbildung war, haben wir mal 
spaßeshalber eine Transistorschaltung aufgebaut und mit den grafischen 
Verfahren den AP eingestellt....  und ich muss sagen, ich wirklich 
erstaunt wie gut das funktioniert hat...  nur weil heute alles am PC 
gemacht wird, heißt das nicht, dass altbewährte Verfahren ja nicht mehr 
funktionieren..   immer dran denken !!  es gab mal Zeiten, da hatte man 
dafür auch keine PC's zur Verfügung.

Und was da mit qualitativ und quantitativ betrifft..  nu ja..  ich denke 
mal, dass ich nicht sagen kann, dass eine Kennlinie in der Lage ist, 
zwei so unterschiedliche Transistoren wie zum Besispiel den BC846 und 
den 2N3055 zu beschreiben...  und dennoch..   es sind beides 
Siliziumtransstoren...   aber denkt man mal an die 
Gleichstromverstärkung...  na ja..  da liegen dann wohl Welten 
dazwischen...

Aber danke für euer Feedback....

von Jens G. (jensig)


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>Wenn ich mal eben schnell ganz grob was machen will, ist ein grafisches
>Verfahren glaube ich gar nicht so übel. Uns wurde damals jedenfalls
>immer gesagt, ein Ingenieur rechnet nicht bis auf 10 Nachkommastellen,
>er muss in der Lage sein, Größenordnungen richtig einzuschätzen. Was
>nützt es auch, wenn ich eine Zahl errechnet habe, die 5 Nachkommastellen
>hat, aber bei den Zehner potenzen verhaue ich mich dann mal um den
>Faktor 1000....   egal...  Fazit, finde ich..  grafisch kann man ganz
>schnell eine Lösung finden...

Du hast das scheinbar nicht wirklich verstanden, was die anderen sagten.
Eine Schaltung legt man nicht so aus, daß die von genauen Parametern 
abhängen. Egal, ob berechnete, oder aus Kennlinien, oder via Simulation.
Eine Transistorstufe ohne jegliche Gegenkopplungen z.B. wäre extrem 
abhängig von den konkreten  Kennlinien eines Transistorexemplars, und 
noch dazu extrem abhängig von der Temperatur.

>Und was da mit qualitativ und quantitativ betrifft..  nu ja..  ich denke
>mal, dass ich nicht sagen kann, dass eine Kennlinie in der Lage ist,
>zwei so unterschiedliche Transistoren wie zum Besispiel den BC846 und
>den 2N3055 zu beschreiben...  und dennoch..   es sind beides
>Siliziumtransstoren...   aber denkt man mal an die
>Gleichstromverstärkung...  na ja..  da liegen dann wohl Welten
>dazwischen...

Es liegen auch noch Welten zw. den einzelnen Exemplaren eines Typs 
dazwischen. Beispiel 2N3055 - hfe zw. 20 und 70. Da wird sogar ein Small 
signal current gain angegebe - 15-120 ...
Die Kennlinien sind also nur typ. Linien - Dein konkretes Exemplare 
könnte aber auch weit daneben liegen.
ODer Ucesat - bei Ib/Ic=0,4A/4A wird max. 1,1V angegeben, Im Diagram 
kann man aber dazu typisch rund 0,35V ermitteln. Beides sicherlich 
richtig, aber  womit rechnest/dimensionierst Du denn jetzt, wenn es 
darauf ankäme?

: Bearbeitet durch User
von Lurchi (Gast)


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Heute vermeidet man es in aller Regel das eine Schaltung von den genauen 
Transistor Parametern abhängt. Da nutzt man heute lieber ein paar 
Transistoren mehr oder gleich OPs als so von den Details abzuhängen und 
dann ausgesuchte Transistorpaare zu benötigen.

Wenn man es denn doch mal braucht nutzt man eher eine Simulation, als 
die Graphik. Da wären dann die Spice Parameter ein Ersatz für die 
Kurven. Wenn nötig kann Spice einem die Kurve dazu dann auch Graphisch 
auf den Schirm bringen - halt so gut wie das Modell ist und mit den 
Unsicherheiten von Exemplar-Streuungen.

von Fernversteher (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Da wären dann die Spice Parameter ein Ersatz für die
> Kurven.

Die Frage ist dann: Woher beziehen die Simulations-Ersteller die Daten 
für ihre Spice-Modelle? Vielleicht aus den Kennlinien-Scharen in guten 
Datenblättern? Aus selbst aufgenommenen Kennlinien?

Was ist dann aber der Unterschied zu dem, der noch gelernt hat, 
Kennlinien auszuwerten und Schaltungen auf diese Weise zu 
dimensionieren?

Fragen über Fragen...
:)

von Schreiber (Gast)


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Fernversteher schrieb:
> Die Frage ist dann: Woher beziehen die Simulations-Ersteller die Daten
> für ihre Spice-Modelle? Vielleicht aus den Kennlinien-Scharen in guten
> Datenblättern? Aus selbst aufgenommenen Kennlinien?

Direkt vom Hersteller?
Weil der Spice-Modell-Entwickler möglicherweise von dem bezahlt wird?

von Achim S. (Gast)


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André D. schrieb:
> Umso verwunderter war ich, als ich mir ein Datenblatt (Siemens) von
> einem Transistor (BC846) ansah und diese Kennlinie vergeblich suchte.
>
> Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern ?

Wenn auf dem Datenblatt noch Siemens als Hersteller genannt wurde, dann 
dürfte es bereits über 20 Jahre alt sein. (Seit 1999 heißt der frühere 
Halbleiterteil von Siemens Infineon). Damit ist das nicht gerade ein 
tolles Beispiel dafür, dass sich "neuerdings" etwas an der Gestaltung 
von Datenblättern ändert.

von René H. (Gast)


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von Keine Kennlinienfelder (Gast)


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André D. schrieb:

>
> Warum sind also diese Kennlinien nicht mehr in den Datenblättern ? Wenn
> man alle anderen Diagramme in dem Datenblatt betrachtet, kann man ja nun
> wirklich nicht davon ausgehen, dass es ein reiner Schalttransitor ist,

Mmh, wenn es sich um einen handelt wird der Hersteller schon 
entsprechend auf seine diesbezüglich voeteilhafte 'LowSat' Eigenschaften 
hinweisen wie bei NXP, breakthrough in small signal "BISS"

Heute werden Transistoren wohl sicher auch gezielter auf ihren 
Einsatzzweck hin entwickelt als das ein paar Generationen zurück möglich 
war.
Und an Hobbiisten hat noch kein Hersteller jemals etwas verdient.

---
so beim mittaglichem stöbern:

https://eandt.theiet.org/content/articles/2015/09/modelling-and-design-tools-adapting-to-new-materials/

http://www.silvaco.com/products/variation_analysis/techmodeler.html

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