morgen Leute
Aus irgendeinem Grund ist es so, dass bei mir die naheliegendere und
einleuchtendere Beschaltung eines Transistors Kollektor- und
Emitterschaltung sind. Ich will jetzt, dass der Knoten platzt.
Also im Anhang habe ich eine Basisschaltung mit pnp Transistor
ausprobiert. Der transistor soll an sich nur den Eingangsimpuls
durchlassen. Das sollte er doch oder? An der Basis habe ich 3,3 V, also
sperrt der Transistor bei allem so unterhalb von 4 V an seinem Emitter
weil dann nun mal Ube nicht negativ genug ist. Habe ich das so weit
richtig verstanden?
a)
Wenn ich jetzt transistor_basis_offen.png angucke fallen mir 2
verblüffende Sachen auf: einmal ist der Kollektor in Ruhe auch bei 3,3
V. Es gibt doch für bipolare Transistoren dieses Ersatzschaltbild mit 2
Dioden und nach dem müsste auch der Kollektor eine Diodenspannung höher
als die Basis liegen. Dass das nicht vom Himmel fallen kann weil der
Kollektor einfach in der Luft liegt kann ich mir vorstellen, aber wieso
dann genau die 3,3 V?
b)
In transistor_basis_2.png habe ich einen Kondensator an den Ausgang
gesetzt. Nach meinem Verständnis müsste der ja einen Impuls einfach
durchlassen. Tut er ja auch....irgendwie ein bißchen. Warum 'schaltet'
der Transistor so komisch? Die rote Kurve ist ja eine gute Kopie vom
Eingang und dann bricht die ein kurz nach dem Einschalten. Das gleiche
irgendwie beim Ausschalten. Dieses langsame abfallen ganz am Ende ist
bestimmt das Entladen des C2 durch R3?
Also lange Rede: ich befürchte ich habe ein ganz großes
Verständnisproblem beim Transistor. Kann jemand versuchen mir zu
erklären wie das mit einer Basisschaltung funktioniert?
Lies am besten erstmal nach, wie ein Bipolartransistor richtig
funktioniert. Dass du die ganze Zeit nur von Spannungen redest, der
Transistor aber über den Basisstom gesteuert wird bereitet mir Sorgen!
Wenn du die Grundlagen zum Bauteil gelesen und Verstanden hast kann man
weiter diskutieren.
Um etwaige Missverständnisse auszuräumen und mein Verständnis zu
verbessern habe ich hier ja den Thread eröffnet. Das ist ja irgendwie
der Sinn und das soll sich ja ändern.
So weit ich weiß gibt es beides: einmal die Betrachtung von der
Stromverstärkung (also Ie = beta * Ib ) und auch die Schockley-Gleichung
(also Ic = Is*exp(Ube/ut*korr) - 1 ) Wobei das letztere eigentlich das
ist wie ein Transistor funktioniert und die Sichtweise über
Stromsteuerung in die Basis so ein 'Behelf' ist der gar nicht immer
gilt, aber i.d.R. gültig ist und amn sich etwas drunter vorstellen kann.
Wenn ich das falsch verstanden habe, wäre es nett von dir mir da auf die
Sprünge zu helfen. Vielleicht ergibt ja dann eins das andere. Wäre supi.
Gruß
Max schrieb:> Wenn ich jetzt transistor_basis_offen.png angucke fallen mir 2> verblüffende Sachen auf: einmal ist der Kollektor in Ruhe auch bei 3,3> V.
Das liegt ganz einfach daran, dass der Ausgang unbelastet ist. Da die
Basis auf 3,3V liegt und die Kollektor-Basis-Diode kein perfekter
Isolator ist, erscheint das Basispotential auch am Kollektor.
> b)> In transistor_basis_2.png habe ich einen Kondensator an den Ausgang> gesetzt. Nach meinem Verständnis müsste der ja einen Impuls einfach> durchlassen. Tut er ja auch....irgendwie ein bißchen. Warum 'schaltet'> der Transistor so komisch?
Das sind Effekte der parasitären BE- und BC-Kapazitäten des Transistors,
die bei jedem Schaltvorgang umgeladen werden müssen.
Max schrieb:> Um etwaige Missverständnisse auszuräumen und mein Verständnis zu> verbessern habe ich hier ja den Thread eröffnet. Das ist ja irgendwie> der Sinn und das soll sich ja ändern.
Was weiß du bereits? Müssen die Leute, die dir helfen wollen, bei 0
anfangen oder kann man da bereits ein wenig Grundkenntnisse
voraussetzen?
Also, ich setze mal voraus, daß du bereits weißt, was eine Spannung und
ein Strom und der Verstärkungsfaktor beim Transistor ist. Da stellt sich
die Frage nach dem 'woher' und 'wohin' des Kollektorstromes. Der
Basisstrom ist weitaus kleiner (das weißt du bereits) und nun fragt es
sich, wo entlang der Strom fließt, den du am Kollektor mißt. So ein
Transistor hat nur 3 Beine. Und da der Basisstrom weitaus kleiner ist
als der Kollektorstrom, muß folglich der Kollektorstrom so ziemlich
gleich dem Emitterstrom sein. Mit dem kleinen Basisstrom als Differenz.
Sonst geht die Rechnung nicht auf.
Die Folgen davon sind:
1. den Kollektor solltest du nicht mit einem Kondensator in der Leitung
beschalten, denn dort geht kein Gleichstrom durch.
2. die Ströme durch den Kollektorwiderstand und den Emitterwiderstand
sind annähernd gleich (mal vom Basisstrom abgesehen) und folglich sind
die Spannungen an den Widerständen proportional deren Verhältnis
zueinander. Damit hättest du deine Spannungsverstärkung des Transistors
in Basisschaltung.
3. für alles weitere lies ein Grundlagenbuch über Elektronik. Solches
Grundlagenwissen ist eigentlich nicht das Thema dieses Forums.
W.S.
Max schrieb:> Also lange Rede: ich befürchte ich habe ein ganz großes> Verständnisproblem beim Transistor.
Ich kann dir bestätigen: du hast Recht.
Zuallererst musst du dir eines merken: die Betrachtung ob Basis- oder
Kollektor- oder Emitterschaltung bezieht sich meist nur auf den
Kleinsignalbereich, also quasi den "Wechselspannungsbetrieb".
Und dann es ist natürlich klar, dass du dem Transistor vorher einen
definierten Arbeitspunkt geben musst, sodass ein sinnvoller Basis- und
Kollektorstrom fließen kann und der Transistor noch im linearen Bereich
arbeitet.
Max schrieb:> > So weit ich weiß gibt es beides: einmal die Betrachtung von der> Stromverstärkung (also Ie = beta * Ib ) und auch die Schockley-Gleichung> (also Ic = Is*exp(Ube/ut*korr) - 1 ) Wobei das letztere eigentlich das> ist wie ein Transistor funktioniert und die Sichtweise über> Stromsteuerung in die Basis so ein 'Behelf' ist der gar nicht immer> gilt, aber i.d.R. gültig ist und amn sich etwas drunter vorstellen kann.>> Wenn ich das falsch verstanden habe, wäre es nett von dir mir da auf die> Sprünge zu helfen.
Um Missverständnissen vorzubeugen (und weil Du auch vom "Verständnis
verbessern" sprichst) ;
Ja - Du hast recht mit Deiner Aussage, dass die Shockley-Gleichung
angibt "wie ein Transistor funktioniert" (also spannungsgesteuert).
Und auch richtig: Die "Sichtweise", dass der Basisstrom den Koll.strom
steuern würde, ist ein "Behelf", welcher die mathematische Behandlung
von Schaltungen manchmal erleichtern kann, aber eben physikalisch nicht
der Realität entspricht.
(Kommentar: Ich fürchte, dass einige "Stromsteuerungs-Anhänger" jetzt
gleich wieder laut protestieren werden - gerade aber bei der
Basisschaltung versagt die "Erklärung" mit Ic=B*Ib total).
Das hilft mir weiter, was ihr nachher noch gesagt habt. :-)
Ich hatte absichtlich versucht, den Transistor in der Konfiguration mit
großen Amplituden am Eingang zu schalten. Also nicht als einen
Signalverstärker.
Mir war es nicht klar, dass ich zum Basiswissen zurück muss nud das hier
nicht hin gehört.
Für ein Lernbuch werde ich gleich mal bei *mazon stöbern.
Wünsche euch ein erholsames Wochenende.
Hallo,
Max schrieb:> Für ein Lernbuch werde ich gleich mal bei *mazon stöbern.
Eine sehr pragmatische Einführung in die Transistorschaltungstechnik
findest du (neben einer Unmenge an anderen, höchst nützlichen
Erklärungen) in "THE ART OF ELECTRONICS" und "LEARNING THE ART OF
ELECTRONICS". Nachteil beider Bücher ist leider der Preis.
Ebenfalls erschöpfend erklärt ist das Thema auch in
"Halbleiterschaltungstechnik, Tietze / Schenk". Allerdings im
Schnelldurchgang und eher knochentrocken. Nachteil ist wieder der Preis,
aber hier reicht auch eine ältere, gebrauchte Ausgabe.
rhf
Pandur S. schrieb:> Bedeutet er bleibt auf dem Potential.
Bei der Emitterschaltung bleibt der Eingang aber nach deiser
Interpretation auch "auf dem Potential". Da wird die Basis nicht 5V
positiver als der Emitter...
Das ist ganz nett gemacht:
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/basis.html
Besonders die Schaltungsumformung im ersten Bild dürfte so manchen
überraschen.
Hi bei mir hat sich jetzt noch eine Frage ergeben:
Wie kann denn der Eingang ein Stromeingang sein wenn gleichzeitig eine
niedrige Eingangsimpedanz gegeben ist? Das ist für mich ein Widerspruch,
denn ist ein stromeingang nicht hochohmig?
Das hatte ich irgendwie im Kopf. Habe jetzt noch einmal meditiert und
denke ich habe das mit einer StromQUELLE verwechselt. Dann ist alles
gut.
Ich denke ich habe mir schon ein Grundwissen erarbeitet, was aber
regelmäßig durcheinander gerät. Das ist ziemlich frustrierend.
Max schrieb:> Hi bei mir hat sich jetzt noch eine Frage ergeben:>> Wie kann denn der Eingang ein Stromeingang sein wenn gleichzeitig eine> niedrige Eingangsimpedanz gegeben ist? Das ist für mich ein Widerspruch,> denn ist ein stromeingang nicht hochohmig?
Ich finde die Bezeichnungen "Stromeingang" sowie "Spannungseingang"
sowieso nicht sehr glücklich - und oft auch nur wenig zutreffend, denn
oft handelt es sich ja auch mal um Eingangswiderstände im kOhm-Bereich.
Und dann?
Besser ist es vom niederohmigen oder hochohmigen Eingangswiderständen zu
reden (am besten noch mit Angabe der Größenordnung).
Außerdem: Darf man einen "Stromeingang" keine Spannung legen? Auf diese
(falsche) Schlussfolgerung könnte man ja sonst kommen...
Versuche mal diesen Weg:
Spannungsregelung mit Transistor und Zenerdiode zu verstehen:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204131.htm
Dann ersetzt Du den Lastwiderstand mit einem Transistor und kommst zur
Kaskodenschaltung.
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Kaskode
Wenn Du Dir vorstellst, dass Du eine 1,6V ZD verwenden würdest, dann
wäre die Spannung am Emitterwiderstand ungefähr 1V.
Wenn die Versorgungsspannung 24V hätte und der Vorwiderstand Rc einige
Ohm hätte, läge folgendes Verhalten vor:
Untere Transistor geschlossen, am Emitter liegen rund 1V an. Hinter dem
Widerstand Rc werden 24V gemessen.
Der untere Transistor wird durchgeschaltet. Am Emitter liegen ca. 0,3V
als Emitter-Kollektor-Saettigungsspannung noch an. Gleiches gilt für den
oberen Transistor, der dann auch durchgeschaltet wird. Daher misst Du
hintere dem Widerstand Rc eine Spannung von 0,6V. An Rc greifst Du also
das Spannungsverstärkte Signal ab.
Die Spannungsverstärkung beträgt daher (24V-0,6V) / (1V-0,3V) = 33,42
Roland F. schrieb:> Ebenfalls erschöpfend erklärt ist das Thema auch in> "Halbleiterschaltungstechnik, Tietze / Schenk". Allerdings im> Schnelldurchgang und eher knochentrocken. Nachteil ist wieder der Preis,> aber hier reicht auch eine ältere, gebrauchte Ausgabe.
Tipp am Rande: Die 11. Auflage ist, was den Umfang und die Tiefe bzg.
BJT angeht, fast schon herausragend. Ich meinte, ich hatte diese Ausgabe
mal irgendwo in elektronischer Form gesehen, kann mich aber nicht mehr
d'ran erinnern, wo das war. Und mit Tante Google steh' ich gerade auf'm
Kriegsfuß ...
Hannes
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(35 KB)
transistor_basis.asc.png
(36 KB)
transistor_basis_2.asc.png
(37 KB)
