Hallo, gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten?
Einfach gesprochen haben Tranistoren eine Stromverstärkung B, so dass ein Kollektorstrom Ic = B * Ib fließt (Ib ist der Basistrom, in Deinem Falle 50µA). Es gibt nicht den allgemeinen Zustand "Aufgesteuert". Wann ein Transistor für Dich ausfgesteuert genug ist, hängt von dem Kollektorstrom ab, den Du maximal benötigst.
mompf schrieb: > gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von > Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten? Natürlich, das geht mit jedem Transistor, es kommt nur darauf an, wieviel Kollektorstrom fließen soll (was du natürlich geheim hältst).
mompf schrieb: > gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von > Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten? Das hängt davon ab.... Du musst mehr angeben: - welcher Strom soll geschaltet werden? - welche Spannnung soll geschaltet werden? - welche max. Spannung liefert die Konstantstromquelle? Wenn die Spannung der Konstantstromquelle groß genug ist, ist wahrscheinlich ein MOSFET geeignet. Wenn der Kollektorstrom klein genug ist, tut es vielleicht auch ein Bipolartransistor. Ansonsten gibt es auch Darlington-Transistoren.
mompf schrieb: > Hallo, > > gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von > Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten? Ja, und zwar genau alle. Der Kollektorstrom wird je nach Modell beliebig niedrig sein.
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Der Strom Ic kann beliebig sein. Mir geht es nur darum, dass ich die logischen Zustände 1 (12 V) und 0 (0 V) am Ausgang bekomme. Meine Simulation funktioniert aber nicht. Uout wechselt nur zwischen 12 V und 11.976 V.
erhöhe den Widerstand mal von 1k auf 100k oder 1M, dann sieht die Sache anders aus. Uout ist ja 12V-Ic*R ; und wenn R zu klein, dann Uout zu gross.
mompf schrieb: > Meine Simulation funktioniert aber nicht. Uout wechselt nur zwischen 12 > V und 11.976 V. Bei den Werten brauchst du B>=240, das ist mit dem Transistor schon knapp. Und wenn der Pfeil in der Quelle die Stromrichtung anzeigt, dann dreh die mal um.
mompf schrieb: > Der Strom Ic kann beliebig sein. Mir geht es nur darum, dass ich die > logischen Zustände 1 (12 V) und 0 (0 V) am Ausgang bekomme. Der Strom kann nicht beliebig sein! > Meine Simulation funktioniert aber nicht. Uout wechselt nur zwischen 12 > V und 11.976 V. Der Wert ist falsch, ein bißchen mehr Verstärkung geht schon. Zum 2N2222 gibt es ein wunderschönes Datenblatt, was als Schalter eine Verstärkung von min. 50 erwarten lässt, Seite 4: "IC = 150 mA; VCE = 1 V; 50" 50µA mal 50 ergibt 2,5mA - mit 10k an 12V liegst Du auf der sicheren Seite. Wenn das nicht genügt, schalte zwei davon als Darlington.
Stimmt, die Stromrichtung war umgekehrt ;) Habe anstatt 12 V nun 3,3 V gewählt. Dann habe ich 10 k verwendet und die Schaltung funktioniert soweit. Wenn ich nun aber die Schaltzeiten auf Ton=10µs und Tout=10µs veränder, dann erhalte ich eine Dreiecksspannung zwischen 0 und 1,5 V. Wie bekomme ich die Schaltung schnell genug hin?
> Wie bekomme ich die Schaltung schnell genug hin?
Indem du eine kleineren Widerstand vor der Basis verwendest oder einen
(kleineren) Transistor mit geringerer Kapazität nimmst.
Ein schönes Beispiel für den Simulationsmissbrauch. Früher (TM) hatten wir keine Simulations-App auf dem Smartphone. In der DDR waren die Taschenrechner knapp und teuer und der Rechenschieber lag wieder sonstwo, da mussten wir solche Sachen doch glattweg durch Kopfrechnen lösen.
> Indem du eine kleineren Widerstand vor der Basis verwendest oder einen > (kleineren) Transistor mit geringerer Kapazität nimmst. Und einen kleinen Kondensator parallel dazu zum schnelleren Einschalten und einen Widerstand zwischen B und E zum schnelleren Ausräumen der Ladungsdinger aus der Basis.
Bürovorsteher schrieb: >> Indem du eine kleineren Widerstand vor der Basis verwendest oder > einen >> (kleineren) Transistor mit geringerer Kapazität nimmst. > > Und einen kleinen Kondensator parallel dazu zum schnelleren Einschalten > und einen Widerstand zwischen B und E zum schnelleren Ausräumen der > Ladungsdinger aus der Basis. Klar, man verwendet einen Transistor mit kleinerer Kapazität, um die Schaltzeiten zu verkleinern und dann kommst du und willst einen Kondensator parallelschalten. Wie soll man das verstehen?
Er möchte wohl den Kondensator parallel zu dem kleineren Widerstand geschaltet sehen.
Der Kondensator liegt parallel zum Längswiderstand zwischen Signalquelle und Basis. Bitte mal antike Digitalschaltungen studieren und versuchen selbige geistig zu durchdringen.
Bürovorsteher schrieb: > Der Kondensator liegt parallel zum Längswiderstand zwischen > Signalquelle > und Basis. > Bitte mal antike Digitalschaltungen studieren und versuchen selbige > geistig zu durchdringen. Bringt bei diesen Voraussetzungen wohl nix: mompf schrieb: > 50 µA (von Konstanstromquelle)
Beitrag #5013931 wurde von einem Moderator gelöscht.
Wo 50 µA sind, finden sich ja vllt auch noch mehr. Mit diesem Strom ist natürlich nicht viel zu holen. Muss er eben in seiner heißgeliebten Simulation bis zu halbwegs brauchbaren Resultaten herumprobieren.
Bürovorsteher schrieb: > Ein schönes Beispiel für den Simulationsmissbrauch. Ich kann doch nur einen R einfügen und C vom Transistor herausfinden und damit die Grenzfrequenz berechnen. C habe ich noch nicht nachgeschlagen sondern nur kurz einen 10 Ohm Widerstand zwischen Stromquelle und Basis angeschlossen. -> möglichst gering, damit ich eine hohe Grenzfrequenz erreiche Bürovorsteher schrieb: > und einen Widerstand zwischen B und E zum schnelleren Ausräumen der > Ladungsdinger aus der Basis. hier habe ich ein bisschen am Wert herumgespielt. -> Aber die Änderungen waren nicht wirklich zielführend. Mein "unsauberes" Ausgangssignal bewegt sich bei Rbe zwischen 330 und 420 mV.
Volker S. schrieb: > BC517 Mit diesem kann ich es erst morgen ausprobieren, muss erst noch die Bibliothek finden und ihn einbinden. Noch eine generelle Frage: Macht es Sinn bei so einem kleinen Strom ein FET zu verwenden? Ich hätte zum bipolaren Transistor gegriffen, weil ich die Regel kenne, dass bipolare mit Strömen und FETs mit Spannungen gesteuert werden. Aber auf der anderen Seite sind FETs schneller?
Beitrag #5014012 wurde vom Autor gelöscht.
mompf schrieb: > Macht es Sinn bei so einem kleinen Strom ein FET zu verwenden? Ich hätte > zum bipolaren Transistor gegriffen, weil ich die Regel kenne, dass > bipolare mit Strömen und FETs mit Spannungen gesteuert werden. Aber auf > der anderen Seite sind FETs schneller? Fets haben eine relativ hohe G-S Kapazität, diese muss durch den Strom geladen werden. Ist der Strom begrenzt (50µA), so begrenzt das auch die Schaltzeit. Es muß ein Wideratand parallel G-S eingefügt werden, der die 50µA in eine Spg.> Schwellspannung wandelt.
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Volker S. schrieb: > Fets haben eine relativ hohe G-S Kapazität, diese muss durch den Strom > geladen werden. Naja, 14p eines JFET sind jetzt nicht unbedingt gewaltig ;) Da mompf aber weder zu den Eigenschaften seiner Quelle noch zu Schaltzeiten, Lastimpedanz usw. Genaueres schreibt, darf er sich selber überlegen ob es funktionieren könnte.
Manfred schrieb: > Zum 2N2222 gibt es ein wunderschönes Datenblatt, was als Schalter eine > Verstärkung von min. 50 erwarten lässt, Seite 4: > "IC = 150 mA; VCE = 1 V; 50" Bei Ib von 50uA kommt der 2N2222 auf einen hfe von ca. 20, wenn ich das Diagramm auf Seite 4 richtig deute. Ich würde mal einen BC547C verwenden, oder den oben erwähnten BC517.
[Krümelkackmodus aktiv] > dass ich die logischen Zustände 1 (12 V) und 0 (0 V) am Ausgang bekomme. mit einem BC517 wird es mit dem 0V eng, das werden eher 1 bis 1.5V sein. [/Krümelkackmodus aktiv] StromTuner
oresa schrieb: > Da mompf aber weder zu den Eigenschaften seiner Quelle noch zu > Schaltzeiten, Lastimpedanz usw. Genaueres schreibt Der Strom kommt von einer Photodiode, wobei 50 µA eher den maximalen Wert darstellt. Je nach Lichtstärke wird der Strom so bei 10 µA liegen. Schaltzeiten: f=1Mhz Ton=500ns Toff=500ns Lastimpedanz: Vout soll mit µC eingelesen werden -> deshalb habe ich die 12 V Spannungsquelle auf 3,3 V abgeändert
> Der Strom kommt von einer Photodiode
Wozu das Gedöns mit dem Transistor? Soll das Signal invertiert sein?
mompf schrieb: > Der Strom kommt von einer Photodiode, wobei 50 µA eher den maximalen > Wert darstellt. Je nach Lichtstärke wird der Strom so bei 10 µA liegen. > Schaltzeiten: f=1Mhz Ton=500ns Toff=500ns Ach, jetzt schon die relevanten Angaben. Das wird jedenfalls nicht so einfach wie du dir das vorstellst. Setzt man mal eine Flankenzeit von 100ns und einen Spannungshub von 3,3V an, ergibt sich bei 10µA eine resultierende Lastkapazität an der Photodiode von nur 0,3pF. Das dürfte schon um Größenordnungen unter der Eigenkapazität der Diode selbst liegen.
Aha. die relevanten Angaben kommen erst nach dem 25. Post. Dann muss man's eben so bauen, dass die Photodioden Kapazitaet nicht umgeladen werden muss. Und man verwendet eine Stromeingang. Also einen Bipolar in Basisschaltung. Und die Photodiode sollte vorgespannt sein. Es gibt uebrigens ganze Buecher zu Photodiodenverstaerkern. (Hervorzieh..) 1MHz bei 10uA koennte aber noch machbar sein. Muesst ich nachschauen.
mompf schrieb: > gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von > Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten? schon mal an Rückkopplung gedacht um den zum Durchsteuern nötigen Basisstrom zu verstärken?
mompf schrieb: > gibt es einen Transistor, bei dem ein Basistrom von 50 µA (von > Konstanstromquelle) ausreicht um durchzuschalten? mompf schrieb: > Der Strom kommt von einer Photodiode, wobei 50 µA eher den maximalen > Wert darstellt. Je nach Lichtstärke wird der Strom so bei 10 µA liegen. > Schaltzeiten: f=1Mhz Ton=500ns Toff=500ns Du willst mich verarschen? Was kommt jetzt noch? Dass Omas Heizdecke noch mit angeschlossenen werden muss?
Mein allwissenden Buch : Phil Hobbs, Frontends, es gibt auch ein pdf auf dem Netz. Der passende Ansatz ist eine Bootstrap Cascode Eingangsstufe. Die machen da mit 1uA 1MHz und mehr. Und machen lineare Messungen, mit starken Fokus auf Noise.
Bei so hohen Frequenzen wird deine Fotodiode den Strom sicher nicht mehr so eindeutig an und aus Schalten, wie du das gerne hättest. Vielmehr wird sie ein sehr schwaches analoges Signal abgeben, dass du verstärken und über einen Schmitt-Trigger digitalisieren solltest.
Stefan U. schrieb: > Bei so hohen Frequenzen wird deine Fotodiode den Strom sicher nicht mehr > so eindeutig an und aus Schalten, wie du das gerne hättest. > Vielmehr wird sie ein sehr schwaches analoges Signal abgeben... Aha. Eine großflächige BPW34, die bei 1000Lx 80µA liefert (also hier als Empfänger in Frage käme), hat eine Anstiegs-/Fallzeit von 20ns...
Ich verstehe das Datenblatt der BPW34 anders, und meine Praxis-Erfahrung
entspricht dem, was ich aus dem Datenblatt lese:
Rise Time und Fall Time bei 1k Ohm Last beträgt 100ns. Wenn du auf
kürzere Zeiten kommen willst, musst du den Widerstand noch weiter
verringern. Aber lass uns mal bei 1k Ohm bleiben, dann kommen wir auf
80µA * 1k Ohm = 80mV
Der Unterschied zwischen stockdunkel und maximaler Helligkeit beträgt
also nur 80mV. Damit kannst du keinen Transistor zuverlässig ein und aus
schalten.
Außerdem verschlechtern die Kapazitäten des Transistors die Flanken
erheblich, besonders relevant ist hier die Gegenkoppelung durch die
Kapazität zwischen Kollektor und Emitter.
Deswegen sage ich:
> Vielmehr wird sie ein sehr schwaches analoges Signal abgeben...
Schon erstaunlich, wieviel man zu den Mikroamperes schreiben kann.
Stefan U. schrieb: > Ich verstehe das Datenblatt der BPW34 anders, und meine Praxis-Erfahrung > entspricht dem, was ich aus dem Datenblatt lese: > > Rise Time und Fall Time bei 1k Ohm Last beträgt 100ns. Wenn du auf > kürzere Zeiten kommen willst, musst du den Widerstand noch weiter > verringern. Das Osram-DB redet von 20ns bei RL=50R. Und selbst 100ns wären für 1MHz noch schnell genug und das hätte man nicht: > Stefan U. schrieb: >> Bei so hohen Frequenzen wird deine Fotodiode den Strom sicher nicht mehr >> so eindeutig an und aus Schalten, wie du das gerne hättest. >> Vielmehr wird sie ein sehr schwaches analoges Signal abgeben... Eine PD wird mit einem Transimpedanzverstärker im virtuellen Kurzschluss betrieben, also quasi mit RL->0. > Aber lass uns mal bei 1k Ohm bleiben, dann kommen wir auf > > 80µA * 1k Ohm = 80mV > > Der Unterschied zwischen stockdunkel und maximaler Helligkeit beträgt > also nur 80mV. Damit kannst du keinen Transistor zuverlässig ein und aus > schalten. So betreibt man das nicht.
> 80µA => hell, 0µA => dunkel
Es gibt beliebige viele Zwischenstufen, in denen soll der Transistor
(soweit ich verstanden habe) nicht halb leiten. Deswegen Verstärker +
Schmitt Trigger.
> Schmitt Trigger.
Schmitt-Trigger ist 60er.
Heute benutzt man Komparatoren.
Bürovorsteher schrieb: > Schmitt-Trigger ist 60er. > Heute benutzt man Komparatoren. Ein Schmitt-Trigger ist ein Komparator, allerdings einer mit einer zusätzlichen Mitkopplung.
ArnoR schrieb: > Ein Schmitt-Trigger ist ein Komparator mit einer schlecht und recht definierten Schaltschwelle. MfG Klaus
Klaus schrieb: > mit einer schlecht und recht definierten Schaltschwelle. Nöö, "Schmitt-Trigger" bedeutet nicht automatisch, dass der aus 2 diskreten Transistoren oder Röhren aufgebaut ist. Mann kann Schmitt-Trigger auch mit OPV oder Komparator-ICs aufbauen. Die Schaltschwellen sind dann so präzise wie die Referenz. https://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger
Axel R. schrieb: > http://diliev.com/Home/materiali/OLUP/frontends-Ph... In dem Kapitel „The simplest front end: a resistor“ wurde geschrieben, dass man bei der Variante mit einem einfachen Widerstand eine Grenzfrequenz von 1600 Hz erhält (bei den angegebenen Werten und Bauteilen). Die Grenzfrequenz von 1600 Hz ist aber nur zu niedrig, wenn es sich um einen Tiefpass handelt. Bei einem Hochpass könnte die Grenzfrequenz beliebig niedrig (eben deutlich unterhalb der MHz-Grenze) liegen, wenn ich im MHz-Bereich arbeiten möchte. Wenn ich mir aber „Figure 1“ anschaue, dann erkenne ich dort einen Hochpass anstatt des erwarteten Tiefpasses. Denn in dem dort gezeigten Ersatzschaltbild hat man einen Kondensator in Reihe zu einem Widerstand. Also ein CR-Glied. Wo liegt mein Denkfehler?
mompf schrieb: > Wo liegt mein Denkfehler? Hier: mompf schrieb: > Wenn ich mir aber „Figure 1“ anschaue, dann erkenne ich dort einen > Hochpass anstatt des erwarteten Tiefpasses. Denn in dem dort gezeigten > Ersatzschaltbild hat man einen Kondensator in Reihe zu einem Widerstand. Das ist eine Parallelschaltung aus RL und CD, die von Stromquellen (ID, und die Rauschquellen) parallel gespeist wird. Somit ein Tiefpass, denn mit zunehmender Frequenz wird der Kondensator niederohmiger und das Signal über der Parallelschaltung kleiner.
Bei solchen Fragen wird es immer wieder unnötig schwer gemacht, indem man die Anwendung verschweigt. Je ungenauer die Frage, umso schlechter sind dann die Antworten. Es gibt z.B. Optokoppler und Lichtleiterempfänger für hohe Frequenzen mit integrierter Empfangsstufe. Geht es nur um galvanische Trennung, sind heutzutage die ADUMxxxx von Analog Devices besser geeignet.
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