Guten Abend zusammen. Es soll ja Bauteile mit negativen differentiellen Widerstand geben. Ich habe gelesen, dass die Emitter - Kollektor Strecke einiger NPN Transistoren ebenfalls diesen Effekt aufweisen: http://jlnlabs.online.fr/cnr/negosc.htm Habe nach ein wenig Suchen aber recht wenig Infos zu dem Thema gefunden. Gibt es irgendwo eine Zusammenfassung oder Datenbank zu Transistoren welche alle diesen Effekt besitzen? MfG
Ist mir bekannt unter der Bezeichnung https://de.wikipedia.org/wiki/Avalanchetransistor Es gibt (gab?) einige wenigen Typen, die speziell für diesen Betrieb hergestellt wurden und man kann viele Transistoren auch dann im Avalanche-Bereich betreiben wenn sie nicht speziell dafür vorgesehen sind. Allerdings überschreitet man dabei die zugelassenen Grenzwerte, insbesondere für die Kollektor-Emitter Spannung.
M. M. C. schrieb: >Es soll ja Bauteile mit negativen differentiellen >Widerstand geben. Die nennen sich Tunneldioden.
... oder Glimmlampe, Diac, lambda-Diode, ... P.S.: M. M. schrieb: > Gibt es irgendwo eine Zusammenfassung oder Datenbank zu Transistoren > welche alle diesen Effekt besitzen? Kaum. Der einzige mir bekannte derzeitige Hersteller ist die Firma Zetex (jetzt Diodes) mit wenigen Typen: https://www.diodes.com/products/discrete/bipolar-transistors/special-function-transistors/avalanche-transistors/ Wie aber bereits geschrieben, eignen sich auch manche anderen Transistoren, vornehmlich langsame HF-Transistoren, als Avalanche Transistor. Man muss das aber ausprobieren, und die Ergebnisse können von Hersteller zu Hersteller verschieden sein.
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Sowas exotisches braucht man da nicht. Jeder Transistor liefert einen negativen Eingangswiderstand in Serie mit einer Kapazität wenn er als Emitter/Sourcefolger stark kapazitiv belastet wird. Ein hoher Emitterwiderstand hilft dabei. Ich werde gerade von so einem Fall belästigt. Unglücklicherweise kann ich die Standard-Abhilfe aus Rauschgründen nicht gebrauchen (47 Ohm in die Basisleitung). Bild: die Eingangs-S11 liegt bis 10 MHz ausserhalb des "normalen" Smith-Diagramms. Sorry für die Farbgebung. Ist auf schwarzem Hintergrund schöner.
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OT: Urlaub am Meer muß für Dich doch die Hölle sein, bei diesem unablässigen Rauschen...
M. M. schrieb: > Es soll ja Bauteile mit negativen differentiellen > Widerstand geben. Ich habe gelesen, dass die Emitter - Kollektor Strecke > einiger NPN Transistoren ebenfalls diesen Effekt aufweisen: Was willst Du damit anstellen?
M. M. schrieb: > Gibt es irgendwo eine Zusammenfassung oder Datenbank zu Transistoren > welche alle diesen Effekt besitzen? einige ge transis aus der russerei eignen sich. etliche si kleinsignal transis zeigen das verhalten wenn man die e-c strecke verpolt einsetzt. da must du testen. der bc547b/c soll funktionieren.
Hp M. schrieb:
>... oder Glimmlampe, Diac, lambda-Diode, ...
Gibt es da nicht einen Unterschied?
Glimmlampe und Diac zünden ja wenn eine bestimmte
Spannung erreicht ist, der Widerstand nimmt dann schlagartig ab.
In der Kennlinie einer Tunneldiode gibt es einen Bereich,
wo der Strom mit steigender Spannung kleiner wird.
Axel S. schrieb: > Ist mir bekannt unter der Bezeichnung > https://de.wikipedia.org/wiki/Avalanchetransistor Danke für den Hinweis. Laut Wikipedia besitzen Avalanche-Dioden auch einen Neg. Differentiellen Widerstand. Diese Bemerkung verstehe ich aber nicht ganz. Wenn ich mir Kennlinien anschaue, dann steigt mit steigender Spannung der Strom. Bei einem Neg. differentiellen Widerstand sollte es doch (mindestens teilweise) andersherum sein. Günter Lenz schrieb: > Die nennen sich Tunneldioden. Genau, die habe ich mir ursprünglich angeschaut, aber es scheint, dass man mit geeigneten Transistoren günstiger davon kommt. Außerdem kommt es mir so vor als würden diese Dioden langsam aussterben, bzw. nur für sehr spezielle Anwendungen verwendet. Mani W. schrieb: > Was willst Du damit anstellen? Ich möchte für ein paar Versuche einen einfachen Oszillator aufbauen. Es scheint als wäre es am einfachsten in dem man einen Schwingkreis mit einem Bauteil was einen Neg. Differentiellen Widerstand aufweist zu entdämpfen. Das ganze soll nicht schneller als 5MHz oder so laufen. Gerhard H. schrieb: > Jeder Transistor liefert > einen negativen Eingangswiderstand in Serie mit einer Kapazität > wenn er als Emitter/Sourcefolger stark kapazitiv belastet wird. > Ein hoher Emitterwiderstand hilft dabei. Meinst du damit, dass die Basis über 47 Ohm an den Kollektor angeschlossen wird und der Emitter in reihe mit einem Widerstand an einen Kondensator der zu Masse geht? Wenn ich das so in LT-Spice ausprobiere und mir den Strom durch den Transistor, bzw. den Spannungsabfall über den Transistor anschaue, bekomme ich tatsächlich einen fallenden Strom mit steigender Spannung. Die Schaltung schwingt jedoch nicht. Es ist genau die selbe wie unter dem Link im ersten Beitrag, jedoch habe ich den 2n2222 in Sperrichtung so eingebaut wie gerade beschrieben.
Im Hagen Jakubaschk Elektronikbastelbuch gibt es eine Bauanleitung wie man mit einer Tunneldiode einen UKW-Oszillator baut.
Günter Lenz schrieb: > Hp M. schrieb: >>... oder Glimmlampe, Diac, lambda-Diode, ... > > Gibt es da nicht einen Unterschied? > Glimmlampe und Diac zünden ja wenn eine bestimmte > Spannung erreicht ist, der Widerstand nimmt dann schlagartig ab. Das passiert bei einem Avalanche-Transistor auch. Darauf beruht ja seine Fähigkeit enorm steile und riesige Impulse zu erzeugen. Man kann die Lawine übrigens auch triggern, indem man den Transistor etwas unter seiner Lawinendurchbruchsspannung betreibt und ihn dann an der Basis etwas kitzelt. Beim Durchbruch der B-E-Diode in Sperrichtung, der aufgrund der starken Emitterdotierung bei etwa 6..7V stattfindet, ist der Multiplikationsfaktor bzw. die Laufstrecke der Ladungsträgerlawine noch zu klein, um einen starken Stromimpuls zu erzeugen. Solch ein Durchbruch eignet sich eher als Rauschquelle. Avalanche-Transistoren werden eher mit 100V und darüber betrieben und erzeugen an 50 Ohm Impulse in gleicher Größenordnung mit Anstiegszeiten im Sub-Nanosekundenbereich. P.S.: > Glimmlampe und Diac zünden ja wenn eine bestimmte > Spannung erreicht ist, der Widerstand nimmt dann schlagartig ab. Das ist eine Frage, wie groß der negative Widerstand ist. Man kann auch solche Bauteile im Bereich des negativen Widerstands stabil betreiben, indem man sie mit einem ausreichend hohen positiven Widerstand in Reihe schaltet. Bei Glimmlampen z.B. ist das der Vorschaltwiderstand.
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M. M. schrieb: > Gerhard H. schrieb: >> Jeder Transistor liefert >> einen negativen Eingangswiderstand in Serie mit einer Kapazität >> wenn er als Emitter/Sourcefolger stark kapazitiv belastet wird. >> Ein hoher Emitterwiderstand hilft dabei. > > Meinst du damit, dass die Basis über 47 Ohm an den Kollektor > angeschlossen wird und der Emitter in reihe mit einem Widerstand an > einen Kondensator der zu Masse geht? Wenn ich das so in LT-Spice > ausprobiere und mir den Strom durch den Transistor, bzw. den > Spannungsabfall über den Transistor anschaue, bekomme ich tatsächlich > einen fallenden Strom mit steigender Spannung. Die Schaltung schwingt > jedoch nicht. Es ist genau die selbe wie unter dem Link im ersten > Beitrag, jedoch habe ich den 2n2222 in Sperrichtung so eingebaut wie > gerade beschrieben. Eher so wie im Bild. Wenn du zwischen Masse und dem blauen Pfeil misst, kommen normalerweise einige -zig negative Ohm in Serie mit einigen -zig pF heraus. Wenn man das mit einer Spule nach Masse ergänzt, schwingen die -zig pF mit der Induktivität. Man wird noch ein grosses C in Serie zur Spule brauchen, damit das auch DC-mäßig hinkommt, sonst Kurzschluss des unteren Basisteiler- Widerstands. Das ist eigentlich die Standardschaltung für VHF-VCOs, mit einer Stripline an der Basis und Varicaps zum Abstimmen. Meistens baut man das ohne Absicht, etwa einen Emitterfolger um ein Kabel zu treiben oder eine Common baseStufe in einer Cascode. Als L reichen dann schon ein paar mm Draht, etwa wenn man die Basis eines Cascode-Transistors hf-mäßig abblocken will. Das muss auch nicht unbedingt als Emitterfolger gemeint sein, Hauptsache bei irgendwelchen Frequenzen niedrige Impedanz am Collector und hohe am Emitter, wie z.B. bei der Cascode. Wenn man das ein paarmal hatte, gewöhnt man sich an, in die Basisleitung einen 47-Ohm-Widerstand einzubauen. Der cancelt den negativen Realteil der Eingangsimpedanz. Manchmal braucht man mehr, manchmal weniger oder kommt auch ohne davon. Das hängt stark vom Transistor, dem Emitterwiderstand und der kapazitiven Last ab. Das Bild habe ich mal eben zusammengeclickt, k.A. ob das zufällig schwingt.
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M. M. schrieb: > Guten Abend zusammen. Es soll ja Bauteile mit negativen differentiellen > Widerstand geben. Ich habe gelesen, dass die Emitter - Kollektor Strecke > einiger NPN Transistoren ebenfalls diesen Effekt aufweisen: > Das wird Prinzip mit allen funktionieren, inkl. PNP Suche evtl. dir mal das zwar uralte: Motorola 1963 High-speed Switching Handbook (archive.org) > http://jlnlabs.online.fr/cnr/negosc.htm > > Habe nach ein wenig Suchen aber recht wenig Infos zu dem Thema gefunden. > Gibt es irgendwo eine Zusammenfassung oder Datenbank zu Transistoren > welche alle diesen Effekt besitzen? > unwahrscheinlich, aber ein 2N3904 geht. Ist zwar etwas speziell: (ganz unten) http://cmosedu.com/jbaker/papers/papers.htm Baker, R. J., "High voltage pulse generation using current mode second breakdown in a bipolar junction transistor," Review of Scientific Instruments 62(4), 1031-1036. RSI621991.pdf > MfG
Lambdadiode Tunneldiode Gundiode haben alle die gleiche Kennlinie, mit einem Bereich negativen Widerstands, also wo der Strom mit steigender Spannung sinkt. Glimmlampe Diac Avalanche-Transistor würde ich nicht dazu zählen, damit lassen sich keine LC-Oszillatoren aufbauen, sondern nur Kippgeneratoren. Sie haben keinen Bereich wo der Strom mit steigender Spannung sinkt.
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Gerhard H. schrieb: > Jeder Transistor liefert > einen negativen Eingangswiderstand in Serie mit einer Kapazität > wenn er als Emitter/Sourcefolger stark kapazitiv belastet wird. > Ein hoher Emitterwiderstand hilft dabei. > Ich werde gerade von so einem Fall belästigt. Dann pass mal gut auf, dass du deinen VNA nicht schrottest. Aus der Basis eines derartig zum Schwingen gebrachten Transistors kann richtig viel HF rauskommen.
Günter Lenz schrieb: > Glimmlampe Diac Avalanche-Transistor würde ich nicht > dazu zählen, damit lassen sich keine LC-Oszillatoren > aufbauen, sondern nur Kippgeneratoren. Sie haben keinen > Bereich wo der Strom mit steigender Spannung sinkt Glaubst du oder weisst du?
Hp M. schrieb: > Gerhard H. schrieb: >> Jeder Transistor liefert >> einen negativen Eingangswiderstand in Serie mit einer Kapazität >> wenn er als Emitter/Sourcefolger stark kapazitiv belastet wird. >> Ein hoher Emitterwiderstand hilft dabei. >> Ich werde gerade von so einem Fall belästigt. > > Dann pass mal gut auf, dass du deinen VNA nicht schrottest. > Aus der Basis eines derartig zum Schwingen gebrachten Transistors kann > richtig viel HF rauskommen. Interessantes Paper! woher ist das, und was steht da noch so drin? :)
Auch wenn's kein Transistor ist und eher für NF geeignet - ein NIC (https://de.wikipedia.org/wiki/Negativer_Impedanzkonverter) erzeugt einen reinen, einstellbaren negativen Widerstand!
Hp M. schrieb:
>Glaubst du oder weisst du?
Ich kenne bis jetzt jedenfals keine Schaltung
mit der das gehen soll.
Klaus Sander hat neulich im "Funkamateur" Experimente mit Tunneldioden und deren Ersatzlösungen beschrieben. "Experimente 60 Jahre nach Erfindung der Tunneldiode Klaus Sander FA 4/2017, S. 348" Es war allerdings das Aprilheft. Seine Bastelei aus einer verzinkten Unterlegscheibe klingt etwas postfaktisch.
Günter Lenz schrieb: > Hp M. schrieb: >>Glaubst du oder weisst du? > > Ich kenne bis jetzt jedenfals keine Schaltung > mit der das gehen soll. Dann schau dir mal diese Kennlinie an: https://de.wikipedia.org/wiki/Glimmlampe Ich selbst habe vor sehr langer Zeit mal die U- vs. I-Kennlinie einer HeNe-Laserröhre aufgenommen. Die Druck- und Stromverhältnisse dort sind ähnlich wie bei einer Glimmlampe, allerdings wird dort nicht das kathodische Glimmlicht verwendet, sondern die künstlich verlängerte positive Säule, was zu einer hohen Betriebsspannung führt. Iirc lagen die Betriebsdaten des Lasers bei 6,5mA und 1150V. Zur Stabilisierung war an der Röhre ein 22k-Widerstand vorhanden. Es ist wichtig, dass der Widerstand sich direkt an der Röhre befindet, denn schon die Kapazität von 50cm Zuleitung reicht aus um Kippschwingungen zu erzeugen. Wie man leicht errechnen kann, entspricht das einer Brennspannung von etwa 1000V. Nun habe ich ich den Betriebsstrom vorsichtig reduziert, und musste um die Stabilität aufrecht zu erhalten den Vorwiderstand und die Betriebsspannung immer mehr erhöhen. Den Spannungsabfall am Vorwiderstand kann man ja leicht herausrechnen und dann sieht man, dass mit fallendem Strom die Brennspannung der Röhre immer höher wird. Wenn ich mich recht erinnere, stellte der Laser bei etwa 2mA seine Tätigkeit ein, und am Schluss landete ich bei bei einer Brennspannung von 1,8kV und einem Strom zwischen 1 und 2mA. Der benötigte Vorwiderstand lag dann in der Gegend von 200kOhm. Das ist etwa 30 Jahre her und ich bezweifle, dass ich die Meßwerte von damals noch finde.
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Christoph K. schrieb: > Es war allerdings das Aprilheft. Seine Bastelei aus einer verzinkten > Unterlegscheibe klingt etwas postfaktisch. Das muß nicht sein. Ich habe schon vor etlichen Jahren im Internet NF-Oszillatorschaltungen mit durch Hitze (Lötlampe) oxidierten Zinkblech gesehen. Allerdings habe ich das nie ausprobiert. Das bei der Erhitzung entstehende Zinkoxid ist schon seit einer Ewigkeit als Halbleiter bekannt. So wurde z.B. seine Photoleitfähigkeit in mit Zinkoxid beschichteten Papieren für Photokopierer benutzt. Mit bloßem Auge kann man sehen, dass das normalerweise weiß aussehende Pulver sich gelb färbt, wenn man es stark erhitzt. Das liegt daran, daß die Bandkante, bei der ein Halbleiter Licht absorbiert, sich mit zunehmender Temperatur vom UV in langwelligere Bereiche verschiebt, und entspricht i.W. auch dem negativen Tk der Flußspannung von Dioden. Zu guter letzt entspricht auch der Kristallbau von ZnO dem eines ebenfalls gut bekannten Halbleiters, nämlich Zinksulfid, aus dem man seit Ewigkeiten Leuchtschirme hergestellt hat. Dass man aus ZnS oder ZnO keine LED hergestellt hat, liegt hauptsächlich daran, dass man keinen effektiven Weg gefunden hat den benötigten Strom fliessen zu lassen. Im übrigen entsprechen die Kristallgitter dieser beiden Substanzen, die zu den II-VI-Halbleitern gehören, weitgehend dem Diamantgitter, das man auch bei Silizium und Germanium findet. https://de.wikipedia.org/wiki/II-VI-Verbindungshalbleiter Es erscheint also durchaus möglich, dass die Oxidschicht auf Zinkblech stellenweise negativen Widerstand zeigt.
Tobias P. schrieb: > Interessantes Paper! woher ist das, und was steht da noch so drin? :) RCA Powercircuits Manual, 1971.
M. M. schrieb: > Danke für den Hinweis. Laut Wikipedia besitzen Avalanche-Dioden auch > einen Neg. Differentiellen Widerstand. Diese Bemerkung verstehe ich aber > nicht ganz. Wenn ich mir Kennlinien anschaue, dann steigt mit steigender > Spannung der Strom. Bei einem Neg. differentiellen Widerstand sollte es > doch (mindestens teilweise) andersherum sein. ohne mir jetzt wiki anzusehen https://www.google.de/search?q=tunneldiode+kennlinie&client=firefox-b-ab&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwibi5Kql_zTAhVPbFAKHfMBAc8QsAQIOA&biw=981&bih=693 hier sind genug Bilder wo bei steigender Spannung der Strom sinkt, natürlich nur im kleinen Bereich https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/diagramm/01110221.gif zwischen U1 und U2
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Hp M. schrieb: > Tobias P. schrieb: >> Interessantes Paper! woher ist das, und was steht da noch so drin? :) > > RCA Powercircuits Manual, 1971. Ich muß mich korrigieren. Ich habe das Buch gerade wieder wegstellen wollen, und da steht doch tatsächlich "RCA Solid-State Power Circuits SP-52" drauf. Aber die Jahreszahl stimmt ;-)
Angehängte Dateien:
M. M. schrieb: > Gibt es irgendwo eine Zusammenfassung oder Datenbank zu Transistoren > welche alle diesen Effekt besitzen? Weil ich gerade darüber gestolpert bin: Ich habe mich vor einigen Jahren damit befasst und dabei festgestellt, dass es große Unterschiede gibt, auch bei gleichen Transistoren. D.h. wenn man einen Transistor braucht mit ausgeprägtem negativen differentiellen Widerstand, bleibt nur ausmessen und selektieren. Im Anhang eine Kennlinie von einem "guten" BC547. Ich hatte aber auch welche völlig ohne diesem Verhalten.
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