Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltgeschwindigkeit - Transistor


von Teddy (Gast)


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In diesem Artikel
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

"Schaltstufe für große Lasten"

Steht, dass der NPN Transistor für hohe Frequenzen 50Hz> nicht geeignet 
ist.
Wo kann man im Datenblatt lesen, wie schnell ein Bipolar Transistor oder 
FET Allgemein schalten kann!?

von Harald W. (wilhelms)


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Teddy schrieb:

> Steht, dass der NPN Transistor für hohe Frequenzen 50Hz> nicht geeignet
> ist.

Komisch, in meinem Tutorial steht das nicht.

von Teddy (Gast)


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"Diese Schaltung ist nur für langsame Ansteuerung mit ein paar Hertz 
geeignet. PWM mit Frequenzen von 50 Hz und höher ist damit nicht 
möglich, da die erste Schaltstufe dafür viel zu langsam ist. Der 
Leistungstransistor kann nicht schnell ein und aus geschaltet werden, 
dadurch befindet er sich während der Umschaltung im Linearbetrieb und 
erzeugt viel Verlustleistung (=Wärme). Für PWM muss ein schneller 
MOSFET-Treiber eingesetzt werden. "

Mit nicht geeignet meine ich, nicht empfohlen. Warum gerade 50Hz? Wo 
kann man das im Datenblatt nachlesen?

von agathepower (Gast)


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Jaja, es ist nur halt kein npn-Transistor (allein), der eigentliche 
Schalter ist ein FET (BUZ11).
Aber auch zu dem stimmt die Aussage so nicht! 1kHz ist bei Vcc 12V immer 
drin, mit R3=1,2Kohm, je nach Laststrom, auch bis 50kHz.

Wichtig:
Traue grundsätzlich nie jemandem, der grün/braune Schaltpläne ins Netz 
stellt!

von Teddy (Gast)


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agathepower schrieb:
> Jaja, es ist nur halt kein npn-Transistor (allein), der
> eigentliche
> Schalter ist ein FET (BUZ11).
> Aber auch zu dem stimmt die Aussage so nicht! 1kHz ist bei Vcc 12V immer
> drin, mit R3=1,2Kohm, je nach Laststrom, auch bis 50kHz.
>
> Wichtig:
> Traue grundsätzlich nie jemandem, der grün/braune Schaltpläne ins Netz
> stellt!

Die Frequenz hast du jetzt woher? Im Datenblatt lese ich lediglich turn 
on und turn off Zeiten. Ich dachte, dass man daraus schätzungsweise die 
maximale Frequenz ausrechnen könnte.

von Georg (Gast)


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Teddy schrieb:
> Ich dachte, dass man daraus schätzungsweise die
> maximale Frequenz ausrechnen könnte.

Schätzungsweise, ja. Aber da kommt sicher bei keinem real erhältlichen 
Transistor 50 Hz maximal raus.

Georg

von Lurchi (Gast)


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Bei der einfachen Schaltung kommt die Geschwindigkeit vor allem von der 
Schaltung zur Ansteuerung des Gates, nicht vom MOSFET oder Transistor 
selber. Die Zeiten im Datenblatt gelten für den Fall, dass der Rest sehr 
schnell ist, sind hier also nicht relevant.

Bei der Schaltung mit BUZ11 und 10 K Widerstand sind da die 2.1 nF Gate 
Kapazität und der Widerstand relevant. Das gäbe eine Zeitkonstante von 
etwa 20 µs. Dazu kommt dann noch ein wenig von der Gate-Drain Kapazität.
Wie viel Verluste vom Umschalten man noch tolerieren kann hängt von den 
Umständen ab. Bei nicht so hohem Strom kann man da auch noch bis etwa 10 
kHz gehen, wenn es sein muss.

von agathepower (Gast)


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Teddy schrieb:
> Im Datenblatt lese ich lediglich turn
> on und turn off Zeiten.

Diese Zeiten sind mit der gezeigten Schaltung nicht erreichbar.
Gate und Source bilden einen Kondensator, dessen Kapazität sollte 
ebenfalls im Datenblatt angegeben sein.
Aus dem Wert von R3 und dieser Kapazität ergibt sich die Zeit, die der 
FET zum einschalten braucht.

Kann man berechnen... Allerdings sind die Abweichungen zwischen 
einzelnen Transistorexemplaren und den Datenblattwerten erheblich. Darum 
rechnerei bleiben lasen:
Um ein Relais anzusteuern ist ein BUZ11 immer schnell genug.

von THOR (Gast)


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agathepower schrieb:
> Wichtig:
> Traue grundsätzlich nie jemandem, der grün/braune Schaltpläne ins Netz
> stellt!

Die Farbe ist bekanntlich das wichtigste Qualitätskriterium für 
Schaltpläne.

Weiterhin: Benutze keine Geräte mit pinken PCBs.

von THOR (Gast)


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Die Schaltung ist nicht schnell, weil R3 10kOhm hat. Das ist der einzige 
Grund. Mach den kleiner und die Schaltzeiten werden besser.

von agathepower (Gast)


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THOR schrieb:
> Die Farbe ist bekanntlich das wichtigste Qualitätskriterium für
> Schaltpläne.

Das vielleicht nicht, aber bestimmte Software scheint Detaillierten 
aller Länder magisch in ihren Bann zu ziehen. Heraus kommen braun/grüne 
Pläne.

> Weiterhin: Benutze keine Geräte mit pinken PCBs.

Da kann ich nur zustimmen!:-))

von THOR (Gast)


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Bin ich...detailliert?

von agathepower (Gast)


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agathepower schrieb:
> Software scheint Detaillierten
> aller Länder

Dilettanten natürlich...

Rechtschreibkorrektur muß noch lernen.

von Harald W. (wilhelms)


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Teddy schrieb:

> Diese Schaltung ist nur für langsame Ansteuerung mit ein paar Hertz
> geeignet.

Genau, nicht der Transistor ist langsam, sondern  die Schaltung
mit der er betrieben wird. Im Prinzip können "NPN Transistoren"
problemlos mit einigen zehn Megahertz schalten.

von kappa (Gast)


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Den BC337 kannst Du bis 210MHz als Verstärker einsetzen.

von THOR (Gast)


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kappa schrieb:
> Den BC337 kannst Du bis 210MHz als Verstärker einsetzen.

Current gain bandwith product = 100MHz. Und das ist die Transitfrequenz, 
also "Verstärkungsfaktor" = 1.

Und im Schaltbetrieb sind 10MHz schon optimistisch. Da muss man ganzviel 
drumherum fummeln um die Sättigung in gerade so akzeptablen Bereichen zu 
halten.
Aber so weit kommt der BUZ eh nicht.

von kappa (Gast)


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>Current gain bandwith product = 100MHz. Und das ist die Transitfrequenz,
>also "Verstärkungsfaktor" = 1.
Der von ON Semi geht bis 210MHz.

von THOR (Gast)


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kappa schrieb:
>>Current gain bandwith product = 100MHz. Und das ist die
> Transitfrequenz,
>>also "Verstärkungsfaktor" = 1.
> Der von ON Semi geht bis 210MHz.

Wenn ich auf den Bauteilname klicke, kommt das ON Datenblatt und da 
steht typ. 100MHz drin, ohne minmax Angaben. Ergo würde ich mal mit 
50MHz rechnen.

von Harald W. (wilhelms)


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kappa schrieb:

> Der von ON Semi geht bis 210MHz.

Semi heisst ja auch "halbe Verzögerung". :-)

von kappa (Gast)


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>Wenn ich auf den Bauteilname klicke, kommt das ON Datenblatt

http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=BC337-40

von Jens G. (jensig)


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@ THOR (Gast)

>Wenn ich auf den Bauteilname klicke, kommt das ON Datenblatt und da
>steht typ. 100MHz drin, ohne minmax Angaben. Ergo würde ich mal mit
>50MHz rechnen.

Nein - das ist das Blatt von Fairchild, dummerweise jetzt auch ON.

von HildeK (Gast)


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THOR schrieb:
> Und im Schaltbetrieb sind 10MHz schon optimistisch. Da muss man ganzviel
> drumherum fummeln um die Sättigung in gerade so akzeptablen Bereichen zu
> halten.

Richtig.
Das schafft man mit 'normalen' Kleinleistungstransistoren (BC237 etc.) 
eher nicht mehr, mit etwas schnelleren so gerade noch. 1-2MHz sind aber 
drin, man muss aber die Sättigung auf jeden Fall vermeiden 
(Schottky-Diode zwischen B und C hilft bereits viel).

Und die mehrfach genannten Transitfrequenzen sind für den 
Kleinsignallinearbetrieb relevant.

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