Grüß Gott zusammen, eine kleine Frage an die Expertenschaft: Ich als Laie habe mir mal eine einfache KSQ (die ein-Transistor-Lösung) gebastelt. Ziel war eine KSQ mit einem Strom von rund 1.2 mA, Aufbau siehe Bild. Verwendete Bauteile: Zwei Dioden (1n4007), ein Transistor (BC547C) sowie zwei Widerstände (470 Ohm am Emitter, 47k vor den beiden Dioden, beides Kohleschicht mit +/-5%). Meine Vorüberlegung war: An den zwei Dioden fallen zwei mal 0.6V ab, eine Basis-Emitter-Spannung von ebenfalls 0.6 weniger, macht 0.6V als mehr oder weniger konstante Spannung. 0.6/0.001 => 600 Ohm. Ein 470-Ohm-Widerstand war gerade da, also den genommen. Damit müßte ein Strom von ca. 0.6/470 => 1.2 mA rauskommen. Alles mal aufgebaut und gemessen, ob die Theorie mit der Praxis übereinstimmt. Das Ergebnis war eine KSQ, aber der Strom lag bei nur 0.8 mA. Bloß warum? Beim Nachmessen an der Schaltung ist mir aufgefallen, daß an den Dioden jeweils nur ca. 0.5V abfallen statt der erwarteten 0.6V. Laut Datenblatt der Diode ist dort eine Spannung von mindestens 0.6V bei sehr kleinen Strömen zu erwarten, eher etwas darüber. Die Basis-Emitter-Spannung am Transistor liegt dagegen mit 0.6V im erwarteten Bereich. Damit stimmen die 0.8 mA auch wieder. Meine Frage: Warum haben die Dioden nur ca. 530mV Spannungsabfall? Ich habe auch mal eine einzelne Diode ohne Schaltung drumherum mit dem Multimeter gemessen und auch hier kommen nur ca. 530mV raus statt irgendwas zwischen 600 und 700mV. Allerdings weiß ich nicht, mit welchem Strom das Multimeter misst.
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Die Kennlinie der Diode hat in Vorwärtsrichtung keinen "scharfen Knick", unterhalb dessen sie sperrt und oberhalb dessen sie leitet. Es handelt sich vielmehr um eine Exponentialfunktion, d.h. auch bei kleinen Vorwärtsspannungen fließen (kleine) Ströme. Siehe auch hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Schwellenspannung
Stephan E. schrieb: > Zwei Dioden (1n4007) Nimm mal kleinere, sowas wie 1N4148. Die dürften bei den hier gewünschten Strömen auch schon etwas mehr Flussspannung haben.
Stephan E. schrieb: > Das Ergebnis war eine KSQ, aber der Strom lag bei nur 0.8 mA. Bloß > warum? Das liegt daran, dass die angegebene Fluss-Spannung für den angegebenen Fluss-Strom (1A) gilt, davon bist du weit weg. Dein Vorgehen war soweit schon nicht verkehrt aber alle Bauteile haben auch noch Toleranzen. Daher solltest du zum Einstellen des Strom deine Schaltung etwas modifizieren: Der 470Ω Widerstand sollte einstellbar sein. Die erste Diode sollten mit dem Transistor thermisch gekoppelt sein (ihre Kennlinien sind stark temperaturabhängig).
Vielen Dank für die sehr hilfreichen Antworten - insbesondere die zum Thema Schwellenspannung, welche das Problem erklärt. Wieder was g'lernt. :)
Stephan E. schrieb: > Warum haben die Dioden nur ca. 530mV Spannungsabfall? Zu wenig Strom, die 47k sind zu gross. Es muss ja auch noch Strom übrig sein der in den Transistor fliessen kann.
Die Dioden und der Vorwiderstand sollten geändert werden. Wie bereits gesagt reichen 1N4148 als Dioden. Bei dem Widerstand solltest Du den Steuerstrom, den der Transistor selber benötigt im Auge behalten. Der Strom durch die Dioden darf natürlich auch nicht gegen null gehen. Wird sonst, vor allem thermisch, instabil.
Stephan E. schrieb: > Ich als Laie habe mir mal eine einfache KSQ (die ein-Transistor-Lösung) > gebastelt. > Zwei Dioden (1n4007), ein Transistor (BC547C) sowie zwei Widerstände Wenn Du statt der zwei Dioden eine LED verwendest, hast Du sogar eine gewisse Temperaturkompensation. > An den zwei Dioden fallen zwei mal 0.6V ab, Wie bereits gesagt, dieser Wert ist vom fliessenden Strom abhängig und ausserdem temperaturabhängig. > mehr oder weniger konstante Spannung. Eher weniger. > Das Ergebnis war eine KSQ, aber der Strom lag bei nur 0.8 mA. Bei solchen, einfachen Schaltungen muss man den Strom sowieso nachmessen und den Strommesswiderstand anpassen. Wenn Du es genauer haben willst, nimm einen TL431 oder den sparsameren TLV431. > Allerdings weiß ich nicht, mit welchem Strom das Multimeter misst. Das steht im Datenblatt des Multimeters.
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Stephan E. schrieb: > Laut Datenblatt der Diode ist dort eine Spannung von mindestens 0.6V > bei sehr kleinen Strömen zu erwarten, eher etwas darüber. Im Datenblatt von Vishay deckt das I(U)-Diagramm nur Ströme von 10 mA bis 20 A ab. Ich habe die Kurve deswegen mal nach unten extrapoliert (s. Anhang). Der durch die Dioden fließende Strom von etwa 0,23 mA ist durch einen roten Punkt markiert. Der Spannungsabfall bei diesem Strom ist sogar noch etwas kleiner als die von dir gemessenen 0,5 V.
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Harald W. schrieb: > Wenn Du statt der zwei Dioden eine LED verwendest, > hast Du sogar eine gewisse Temperaturkompensation. Du warst schneller, ich bin der gleichen Ansicht. Bevorzugt eine rote LED älterer Bauart und etwas mehr Querstrom! Ich weiß nicht, wie oft ich diese Simpelschaltung schon gebaut habe, für das Laden von NiCd-Akkus vollkommen ausreichend und stabiler als andere 'Stromquellen' mit zwei Transistoren.
Manfred schrieb: >> Wenn Du statt der zwei Dioden eine LED verwendest, >> hast Du sogar eine gewisse Temperaturkompensation. > > Du warst schneller, ich bin der gleichen Ansicht. Ich war auch nicht der einzige mit dieser Idee: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/curr2pol.htm
Harald W. schrieb: > Ich war auch nicht der einzige mit dieser Idee Na ja, dazu sollte man nachgeguckt haben ,welche LED die ca -2mV/K des Transistors kompensieren kann. Die meisten können es nicht,: -1.5mV/K bei Infrarot SFH7251 -2.0mV/K bei SuperROT TLCS5100 -1.9mV/K bei Superrot LS3341 -3.5mV/K bei Rot TLCR5100 -2.0mV/K bei Rot D6RTB -2.5mV/K bei Orange TLCO5100 -3.5mV/K bei Gelb TLCY5100 -1.9mV/K bei Gelb LY3341 -4.5mV/K bei Grün TLCYG5100 -1.4mV/K bei Grün LG3341 -1.3mV/K bei Grün SFH7251 -2.1mV/K bei Echtgrün LP3341 -3.5mV/K bei Echtgrün TLCPG5100 -3.4mV/K bei Echtgrün D6RTB -3.1mV/K bei blau LB5436 -3.6mV/K bei blau D6RTB https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm
MaWin schrieb: > Na ja, dazu sollte man nachgeguckt haben ,welche LED die ca -2mV/K des > Transistors kompensieren kann. Die meisten können es nicht,: Und selbst wenn nicht: Bei der Lösung mit zwei Dioden kompensiert die erste den TK vom Transistor, die zweite jedoch wirkt voll als 'Temperaturfühler', denn der Emitterwiderstand hat im Vergleich einen vernachlässigbar kleinen TK. Anders bei der LED. Wenn man nicht gerade die mit 4mV/K nimmt, dann ist es im Ergebnis jedenfalls besser als mit zwei Si-Dioden. Klar, wenn man die optimal passende hat, dann ist auch die Kompensation perfekt. Und je nach Anwendung (LED-Strom z.B.) ist das was vom TK übrig bleibt, eh vernachlässigbar.
HildeK schrieb: > Wenn man nicht gerade die mit 4mV/K nimmt, dann ist > es im Ergebnis jedenfalls besser als mit zwei Si-Dioden. Deshalb habe ich auch von einer "gewissen Temperaturkompensation", also nicht unbedingt vollständiger Temperaturkompensation gespro- chen. Wenn man es besser haben will, gibts ja immerhin noch die Alternative mit den 431ern. Die können den Strom von 1,2mA auch ohne zusätzliche Transistoren treiben.
Harald W. schrieb: > Deshalb habe ich auch von einer "gewissen Temperaturkompensation", Ich stimme dir ja vollständig zu; ich wollte nur noch erläutern, dass es auch mit einer nicht perfekt passenden LED auf jeden Fall besser wird als mit zwei Dioden. Aber der Temperaturgang war gar nicht das Problem des TO. Beantwortet wurde seine Frage bereits weit oben: MaWin schrieb: > Zu wenig Strom, die 47k sind zu gross.
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