Transistor als Schalter: Ua konstant

Persönliche Seite #5117969
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Hallo!

Steh grad auf dem Schlauch:
Möchte einen normalen npn-Transistor als Schalter benutzen, nur 5V max. 
500mA.
Klassische Emitterschaltung, logisches NOT-Gate. Muss ich glaub ich nich 
nochmal aufmalen, oder doch?

Wie halte ich Ua konstant wenn der Laststrom sich ändern kann?
Der Lastwiderstand RL ändert sich ja wenn sich der von den nachfolgenden 
Stufen benötigte Strom ändert (Stichwort fan-out).

RL bildet mit Rc einen Spannungsteiler und somit sinkt Ua bei Erhöhung 
des Laststromes.
Gibts da eine einfache Lösung um Ua unabhängig von RL bzw. dem Laststrom 
zu machen?

Bzw. Nebenbedingung möglichst wenige Bauteile.
Persönliche Seite #5117990
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Thomas schrieb:
> 2 Transistoren in Push Pull genau wie es in einem Inverter gemacht
> wird.
> Mit einem Transistor kannst du ja nur nach GND schalten deine Last kann
> deshalb auch nur  an Vcc hängen.
> Thomas

Stichwort Gegentakt-Endstufe / Totem-pole?
Was ein Aufwand an Bauelementen.

Aber laut Wiki: "Der Totem-Pole-Ausgang gilt als normaler Ausgang, darf 
jedoch nicht mit anderen TTL-Ausgängen zusammengeschlossen werden, da 
sonst die Gefahr eines Zusammenschlusses von logisch 0 und 1 besteht, 
was ggf. zu einem hohen Strom führen kann"
bringt mir also in einem TTL-Schaltnetzwerk nix.

Aber Danke für den Hinweis.
#5118001
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Mike B. schrieb:
> Möchte einen normalen npn-Transistor als Schalter benutzen

Mike B. schrieb:
> Wie halte ich Ua konstant wenn der Laststrom sich ändern kann?

Wenn Du den Transistor als Schalter benutzt, ist Ua in einem weiten 
Stromberech quasi-konstant - weil Du ohnehin zuviel Strom in die Basis 
schickst und am Transistor dann U_CEsat Spannung anliegt.

Ansonsten: Ausreichend dimensionierten MOSFET benutzen...
Gast #5118043
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Mike B. schrieb:
> Aber laut Wiki: "Der Totem-Pole-Ausgang gilt als normaler Ausgang, darf
> jedoch nicht mit anderen TTL-Ausgängen zusammengeschlossen werden, da
> sonst die Gefahr eines Zusammenschlusses von logisch 0 und 1 besteht,
> was ggf. zu einem hohen Strom führen kann"
> bringt mir also in einem TTL-Schaltnetzwerk nix.

Natürlich darf man Ausgänge nicht einfach parallel schalten weil das zum 
Kurzschluss führt. Das ist nur für Open Collector erlaubt (wired and).
Wenn du einen NPN Transistor nimmst kann dieser nur nach GND schalten 
eine Last vom Ausgang nach GND ist deshalb irgendwie nicht der richtige 
Weg.

Wenn deine Last gegen Gnd geht solltest du Vcc schalten z.b mit einem 
PNP. Das braucht dann aber einen 2. Transistor zum Invertieren des 
Eingangs.

Thomas
Persönliche Seite #5118136
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Jim M. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> Möchte einen normalen npn-Transistor als Schalter benutzen
>
> Mike B. schrieb:
>> Wie halte ich Ua konstant wenn der Laststrom sich ändern kann?
>
> Wenn Du den Transistor als Schalter benutzt, ist Ua in einem weiten
> Stromberech quasi-konstant - weil Du ohnehin zuviel Strom in die Basis
> schickst und am Transistor dann U_CEsat Spannung anliegt.

Aus Stromspar-Gründen nutze ich natürlich einen Rb um den Ib zu 
begrenzen.

> Ansonsten: Ausreichend dimensionierten MOSFET benutzen...

Ich wollte erstmal schon TTL nutzen und nich auf CMOS umschwenken.

siehe Schaltung anbei
Angehängte Dateien:
Persönliche Seite #5118203
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Max M. schrieb:

> Mike B. schrieb:
>> Wie halte ich Ua konstant
>
> Warum meinst du, dass du Ua "konstant" halten musst???

In der im vorherigen Post angehängten Schaltung simuliere ich einen 
Lastwiderstand zwischen 0.1k und 1.0k.
Daraus ergibt sich ein Laststrom zwischen 4.5 und 2.5 mA.
Ua sinkt dadurch auf Werte zwischen 0.5 und 2.5V.
Nicht nur, dass ein Laststrom von 4.5mA gerade mal einen fan-out von 
knapp über 1 bedeutet (simulierter Ib=4.2mA), auch finde ich eine Ua von 
0.5V etwas knapp zur Ansteuerung einer weiteren TTL-Stufe, also als 
Eingangs-HIGH-Pegel eines nachgeschalteten Logik-Gates.
Deswegen sollte Ua unabhängig von der angehängten Last zumindest den 
zulässigen Bereich des HIGH-Pegels einhalten.

Und das unter der Maßgabe einer möglichst kleinen Anzahl von Bauteilen 
pro GATE.

Im übrigen dürfte dies kein "Problem" sondern eher eine Verständnisfrage 
darstellen.
#5118227
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Servus, es hat schon seinen Grund, warum TTL-Bausteine intern so 
aufgebaut sind, wie sie es sind. Was Du da baust, hat mit TTL jedenfalls 
gar nichts zu tun - warum erwähnst Du "TTL" immer? Wenn Du eine eigene 
"Logikfamilie" entwerfen willst, solltest Du erstmal die Logikpegel und 
die möglichen Ströme für Ein- und Ausgänge definieren.
#5118234
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Mike B. schrieb:
> Und das unter der Maßgabe einer möglichst kleinen Anzahl von Bauteilen
> pro GATE.

So wie du das vorhast macht es kein Mensch. Ua wird immer Lastabhaengig 
bleiben. Nimm einen PNP Transistor und lege dessen Emitter an die 
Versorgung, RL dann am Kollektor. Oder nimm einen 2 NPN als 
Emitterfolger.

     +UB----+---------+
            |         |
            R1        |
            |         C
            +--------B   NPN T2
            |         E
            |         |
            +---|<----+-------Ausgang
            |  Schottky
            C
----R-----B   NPN T1
            E
            |
           GND

Gegentaktausgangsstufe mit 2 NPN,  UA bleibt konstant, unahaengig von 
der Last.

T1 + Schottky Diode sind fuer Low Signal da und T2 fuer High Signal
#5118297
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@Mike B. (Firma: Buchhaltung+Controlling) (mike_b97) Benutzerseite

>Aus Stromspar-Gründen nutze ich natürlich einen Rb um den Ib zu
>begrenzen.

Der Rb ist nicht zum Stromsparen da, sondern zum begrenzen des 
Basisstroms (weil er sonst unverträglich für die zarte Basis wird).

>> Ansonsten: Ausreichend dimensionierten MOSFET benutzen...

So ein Quatsch - hier gehts doch wohl nur um Logikpegel ...

>Ich wollte erstmal schon TTL nutzen und nich auf CMOS umschwenken.

Also, wenn Du einen TTL-Eingang damit ansteuern willst, brauchst Du Dir 
um den H-Pegel überhaupt keinen Gedanken machen. Eigentlich kannste den 
Rc auch komplett weglassen (sollte man aber nicht unbedingt machen für 
ein sauberes H), denn ein TTL-Eingang sieht immer H, wenn er nicht nach 
Masse gezogen wird. Das ist, weil die Eingänge keine Transistor-Basen 
darstellen, sondern Emittereingänge (sozusagen eine Basisschaltung). Und 
die ziehen den Pegel am Eingang automatisch hoch genug für ein H.

Bei CMOS-Eingängen dagegen brauchste einen Rc, da die sonst keinen 
"Standard-Pegel" sehen. Da die CMOS-Eingänge aber hochohmig sind, ist 
dessen Wert eher unkritisch. Da die Eingänge vorrangig kapazitiven 
Charakter tragen, sollte der Rc nicht zu hoch werden, um die 
Schaltflanken noch kurz genug zu halten (Umladeströme).
Persönliche Seite #5119183
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Thomas E. schrieb:
> Mike B. schrieb:
>> einfache frage einfache Antwort
>>
>> so gehört sich das, Danke!
>
> Aha!?
> Ein Gegentakt-Ausgang wurde schon in der 2. Antwort vorgeschlagen, da
> war es Dir noch zuviel Aufwand und ungeeignet, weil Du mehrere Ausgänge
> parallel schalten wolltest?

ja, die Lösung war schon vorgeschalgen, is richtig
aber ungefragt einen simplen Schaltplan beizufügen statt in Worten zu 
beschreiben is halt 'ne "einfache Antwort"
Gast #5119259
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Mike B. schrieb:
> ja, die Lösung war schon vorgeschalgen, is richtig
> aber ungefragt einen simplen Schaltplan beizufügen statt in Worten zu
> beschreiben is halt 'ne "einfache Antwort"

Du willst einen Schaltplan bist aber selbst nicht in der Lage einen 
bereitzustellen....
Du sagst ja selbst es ist so simple da bräuchte keinen.
Dafür brauchst du Wikipedia um Totempole zu verstehen.
An deiner Stelle würde ich mich Mal mit Transistor Grundschaltungen 
beschäftigen.
Das geht übrigens auch ohne Simulation.
Thomas

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