Nur so aus Interesse, via Suchmaschine nix gefunden:
Bei sonst gleichen Bedingungen sinkt die Basisspannung eines Silizium-Transistors um ca. 2mV/K. Wie verhält sich das bei einem Germanium-Transistor, ist es die Hälfte?
Nur so aus Interesse, via Suchmaschine nix gefunden: Bei sonst gleichen Bedingungen sinkt die Basisspannung eines Silizium-Transistors um ca. 2mV/K. Wie verhält sich das bei einem Germanium-Transistor, ist es die Hälfte?
Das ist ein verbreitetes Missverständnis: Es ist nicht so, dass die Basisspannung sinken würde - wie soll das denn auch passieren, da diese ja (normaler- und sinnvollerweise) von außen per Spannungsteiler angelegt wird.
Der Temp.-Koeffizient von (etwa) d(Vbe)/d(T)=-2mV/K (für Ic_const.) sagt aus, dass man (von außen!) die Basisspannung um etwa 2mV pro 1 Grad Temperaturerhöhung reduzieren muss, um die durch den erhöhte Temperatur angestiegenen Koll.-Strom auf den ursprünglichen Wert zurückführen zu können.
Bei Germanium ist - meiner Kenntnis nach - der Tempco unwesentlich (etwas) größer als bei Si (so ungefähr (-2,5...-3)mV/K)
Es ist nicht so, dass die Basisspannung sinken würde - wie soll das denn auch passieren, da diese ja von außen per Spannungsteiler angelegt wird.
Ich fragte doch für EINZUHALTENDE "sonst gleiche Bedingungen"; das geht natürlich nicht mit einem unveränderten "Spannungsteiler" =>
Nochmal: Ein Si-Transistor mit als konstant angenommener Stromverstärkung (die variiert ja ebenfalls mit der Temperatur!) habe bei gegebenem Kollektorstom z.B. 0,6 V Basisspannung bei 25°C Sperrschichttemperatur. Dann wären's bei 125°C also noch 0,4 V.
Wie verhielte sich dann ein Germaniumtransistor?
0,3 V zu 0,2 V ?
Beispiel analoge NF-Leistungsendstufe =>
Da hat man genau diese Malaise: Deren Endtranssitoren werden, wenn's laut ist, natürlich warm, und deren Sperrschichten noch wärmer. Die Ruhestromeinstellung soll nun aber immer für die "richtigen" Basisspannungen sorgen, damit ohne Signal z.B. 50 mA fliessen. Und muss damit flexibel sein, 'Spannungsteiler' geht hier gar nicht... Man hat dann z.B. ein auf gleichem Kühlkörper montierten 'Mess'-Transistor.
Nochmal: Ein Si-Transistor mit als konstant angenommener Stromverstärkung (die variiert ja ebenfalls mit der Temperatur!) habe bei gegebenem Kollektorstom z.B. 0,6 V Basisspannung bei 25°C Sperrschichttemperatur. Dann wären's bei 125°C also noch 0,4 V.
In Technik und Physik muss man sich ganz eindeutig ausdrücken, um nicht missverstanden zu werden . deshalb: Was meinst Du mit "Dann wären`s"? Mann müsste also - bei 125 Grad C - entweder die Emitterspannung um 0,2V anheben ODER die Basisspannung um 0,2V reduzieren, um den Ic auf den vorherigen Wert zurückzubringen. Das macht man ja in der Praxis (automatisch) durch DC-Gegenkopplung (natürlich nicht mit 100%-iger Korrektur). Das ist aber nur eine sehr überschlägige Rechnung (zum Verständnis des Ganzen) - in Wirklichkeit spielen ja auch noch andere Effekte eine Rolle.
Wie verhielte sich dann ein Germaniumtransistor? 0,3 V zu 0,2 V ?
Zahlen will ich hier nicht nennen - die Tendenz ist etwa ähnlich.
von Uwe schrieb:
Wie verhielte sich dann ein Germaniumtransistor?
Germaniumtransistoren sind üblicherweise noch Temperaturempfindlicher als Siliziumtransistoren. Einfach mal ein Versuchsaufbau machen und selber messen. Oder mal im Datenblatt schauen, da sind oft Kennlinienfelder abgebildet wo man das Verhalten ablesen kann. Hier zum Beispiel: https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/bd135-d.pdf
In der praktischen Schaltung gibt es Maßnahmen die der Temperaturabhängigkeit entgegenwirkt. Zum Beispiel Emitterwiderstand oder Gegenkopplung vom Kollektor zur Basis oder NTC-Widerstände.
In Technik und Physik muss man sich ganz eindeutig ausdrücken, um nicht missverstanden zu werden . deshalb: Was meinst Du mit "Dann wären`s"?
Dann wären's bei 125°C also noch 0,4 V."
Heisst ausgeschrieben: "Wenn man bei 25°C 0,6V hätte, täte man bei 125°C nur noch 0,4V brauchen. Nochmal: Bei gleichen, zu erreichenden Konditionen!
Das macht man ja in der Praxis (automatisch) durch DC-Gegenkopplung (natürlich nicht mit 100%-iger Korrektur).
DC-Gegenkopplung ist schon etwas anderes, als ein "Spannungsteiler"! ;-)
Wie verhielte sich dann ein Germaniumtransistor? 0,3 V zu 0,2 V ?
Zahlen will ich hier nicht nennen - die Tendenz ist etwa ähnlich.
Meine Frage war nicht, WIE man das korrigiert (nochmal: 2 lineare Widerstände reichen oft nicht aus), sondern nur, wie diese "Zahlen" eben beim Germanium wirklich aussehen täten...
Es ist nicht so, dass die Basisspannung sinken würde - wie soll das denn auch passieren, da diese ja (normaler- und sinnvollerweise) von außen per Spannungsteiler angelegt wird.
Ich schließe doch normalerweise einen Basiswiderstand zur Basis in Serie an. Wenn sich nun die Temperatur ändert, ändert sich auch die Basis-Emitterspannung. Im Grunde das Verhalten einer Diode in Durchlassrichtung mit einer sich verändernden Durchlassspannung (mit etwa 2mV pro Kelvin).
Wenn man das Ganze etwas definierter messen will, kann man am besten einen konstanten Basisstrom (geregelt) einspeisen und dann die Basis-Emitter Spannung messen. So misst man übrigens auch die Temperatur mit einer Temperaturdiode.
Im Grunde das Verhalten einer Diode in Durchlassrichtung mit einer sich verändernden Durchlassspannung (mit etwa 2mV pro Kelvin).
qed. !!!
Nochmal, betreffend die Frage zum Anfang:
Diese 2 mV/K für Silizium sind beim Germanium also wie gross?
;-)
von Uwe schrieb:
(nochmal: 2 lineare Widerstände reichen oft nicht aus), sondern nur, wie diese "Zahlen" eben beim Germaniumm wirklich aussehen täten...
Welche "Zahlen" meinst du? Es gibt nicht nur ein Transistor, bei jeden Transistor kann das etwas anders aussehen.
Schau hier, Datenblatt für ein Germaniumtransistor mit Kennlinienfelder.
https://www.silicon-ark.co.uk/datasheets/ad161_datasheet.pdf
Bei sonst gleichen Bedingungen sinkt die Basisspannung eines Silizium-Transistors um ca. 2mV/K. Wie verhält sich das bei einem Germanium-Transistor, ist es die Hälfte?
coefficient of Germanium is approximately -2.5mV / C, slightly higher than for Silicon which have a typical temperature coefficient of - 2mV / C, Silicon Schottky diodes have a lower temperature coefficient of -1.45mV / C.
Ich schließe doch normalerweise einen Basiswiderstand zur Basis in Serie an. Wenn sich nun die Temperatur ändert, ändert sich auch die Basis-Emitterspannung. Im Grunde das Verhalten einer Diode in Durchlassrichtung mit einer sich verändernden Durchlassspannung (mit etwa 2mV pro Kelvin).
Nein - gerade DAS stimmt nicht! Worin besteht denn nun die große Temperaturanhängigkeit? Man muss sich einfach mal nach der physikalischen Ursache dafür fragen. Ist es die Basisspannung? NEIN!
Es ist der Sättigungsstrom Is in der Formel Ie=Is[exp(Vbe/Vt)-1], der sehr empfindlich auf Temp.-Änderungen reagiert! Gilt genauso auch für die pn-Diode. Das ist das ganze Geheimnis. Und die Formel sagt Dir, dass Du an Vbe drehen musst, um die unerwünschte Erhöhung zu korrigieren.
coefficient of Germanium is approximately -2.5mV / C, ...
Genau das war meine Frage, Thema hiermit erledigt...
coefficient of Germanium is approximately -2.5mV / C, ...
Genau das war meine Frage, Thema hiermit erledigt...
Diese Antwort hab ich Dir schon mit meiner ersten Antwort auch schon gegeben. Es ist aber wichtig für die Praxis, dass man weiß, was diese Kennzahl wirklich bedeutet - und wo sie herkommt (Sättigungsstrom).
Genau das war meine Frage, Thema hiermit erledigt...
Diese Antwort hab ich Dir schon mit meiner ersten Antwort auch schon gegeben.
Stimmt, hatte ich nur überlesen.
Es ist aber wichtig für die Praxis, dass man weiß, was diese Kennzahl wirklich bedeutet
Musste ich wissen, als ich vor längerer Zeit Transistoren in Endstufen für 600 A parallel schalten musste...
Vielleicht doch noch mal eine etwas genauere Aussage zu den 0,6V bzw. 0.4V. Vorher schrieb ich, dass diese Rechnung doch sehr grob und überschlägig wäre. Man muss wissen, dass der Temp.-Koeffizient d(Vbe)/d(T) ja eine differentielle Größe ist und dass diese somit nur für kleine Änderungen gilt (vielleicht so bis zu einer Temp.Änderung von max. 10 Grad). Bei 100 Grad Differenz gilt die der Rechnung zugrunde liegende Linearisierung sicherlich nicht mehr. Für genauere Aussagen müsste man sich die physikalische Ursache (Strom Is) ansehen in ihrem Temperaturgang. Außerdem spielt bei großen Differenzen dann auch die Temp-Spannung Vt (im Exponenten der e-Funktion eine Rolle).
Es ist nicht so, dass die Basisspannung sinken würde - wie soll das denn auch passieren, da diese ja (normaler- und sinnvollerweise) von außen per Spannungsteiler angelegt wird.
Der Spannungsteiler wird sich wundern, wie sich eine Belastung durch die BE-Diode auf die abgegriffene Spannung auswirkt.
... sinkt die Basisspannung eines Silizium-Transistors um ca. 2mV/K. Wie verhält sich das bei einem Germanium-Transistor, ist es die Hälfte?
Kurze Antwort: Die absolute thermische Drift der Flusspannung von Siliziumdioden und Germaniumdioden ist etwa gleich: -2 mV/K, das gilt dann auch für Basis-Emitter-Dioden. (bei geringem Strom ist die Drift sogar stärker)
Hinzu kommt der Reststrom, der mit steigender Temperatur stark ansteigt und bei Germanium wesentlich höher ist als bei Silizium.
Über 100 °C kann man Germaniumtransistoren auch mit Ube = 0 praktisch nicht mehr sperren.
Bernhard
Es ist nicht so, dass die Basisspannung sinken würde - wie soll das denn auch passieren, da diese ja (normaler- und sinnvollerweise) von außen per Spannungsteiler angelegt wird.
Der Spannungsteiler wird sich wundern, wie sich eine Belastung durch die BE-Diode auf die abgegriffene Spannung auswirkt.
Genau aus dem Grund (dass er sich nämlich nicht so stark "wundert") ist es ja übliche Praxis, den Teiler so niederohmig wie möglich (vor allem im Hinblick auf den Eingangswiderstand) zu machen. Faustregel: Teilerstrom mindestens 10 mal größer als der erwartete Basisstrom.
Diese Auslegung - zusammen mit Re-Gegenkopplung - hat sich als die beste Stabilisierungsmaßnahme gezeigt.
coefficient of Germanium is approximately -2.5mV / C, slightly higher than for Silicon which have a typical temperature coefficient of - 2mV / C, Silicon Schottky diodes have a lower temperature coefficient of -1.45mV / C.
Ja, und was größer und kleiner bedeutet, haben die auch nicht auf dem Schirm. -2,5 mV/K sind aus meiner Sicht kleiner als -2 mV/K! Klar meinen die den Absolutbetrag, aber dann muss man das auch sagen.
... -2,5 mV/K sind aus meiner Sicht kleiner als -2 mV/K! Klar meinen die den Absolutbetrag, ...
Boahh, wer hätte das gedacht? ;-)
... aber dann muss man das auch sagen.
Kann nicht schaden, - gängige Praxis ist aber eine andere. (Auch da, wo der Zusammenhang nicht so offensichtlich ist.)
-Womöglich auch deshalb, um unangenehme Wahrheiten zu verkleistern-:
Ein Poliker sagt dann z.B., dass ein Rüstungsanstieg "um 0,5%" eben "10 Milliarden mehr" kosteten. Der (zahlungsmässig grandiose) Bezug der "%" fehlt komplett, da ist kein "€" dabei, und der Nenner 'jedes Jahr' wird komplett verschlampt...
Genau aus dem Grund (dass er sich nämlich nicht so stark "wundert") ist es ja übliche Praxis, den Teiler so niederohmig wie möglich (vor allem im Hinblick auf den Eingangswiderstand) zu machen.
"so niederohmig wie möglich" ist absoluter Unsinn. Natürlich könntest du dort mehrere Ampere durch den Spannungsteiler fließen lassen, aber für die meisten Anwendungen ist das maßlos übertrieben (und kann allenfalls fundamentale Designfehler verschleiern).
Wegen der nahezu exponentiellen Kennlinie einer Diode kannst du einem Transistor nicht sinnvoll eine feste BE-Spannung aufzwingen, sondern musst ihn durch eine geeignete Beschaltung auf einen halbwegs stabilen Arbeitspunkt einstellen.
Ein Poliker sagt dann z.B., dass ein Rüstungsanstieg "um 0,5%" eben "10 Milliarden mehr" kosteten.
Mathe 6. oder 7. Klasse. Solltest du also ausrechnen können.
Genau aus dem Grund (dass er sich nämlich nicht so stark "wundert") ist es ja übliche Praxis, den Teiler so niederohmig wie möglich (vor allem im Hinblick auf den Eingangswiderstand) zu machen.
"so niederohmig wie möglich" ist absoluter Unsinn.
Danke für Deinen freundlichen Kommentar. Vielleicht hast Du ja überlesen, dass ich vom (ungefähren) Faktor 10 sprach.
Natürlich könntest du dort mehrere Ampere durch den Spannungsteiler fließen lassen, aber für die meisten Anwendungen ist das maßlos übertrieben (und kann allenfalls fundamentale Designfehler verschleiern).
Auch hier hast Du vielleicht etwas zu "flüchtig" gelesen, denn ich sprach davon, dass man den Eingangswiderstand der Spannungsverstärker-Stufe natürlich im Blick haben muss. Wer dann dabei an einige Ampere denken würde, ist ein Laie.
Wegen der nahezu exponentiellen Kennlinie einer Diode kannst du einem Transistor nicht sinnvoll eine feste BE-Spannung aufzwingen, sondern musst ihn durch eine geeignete Beschaltung auf einen halbwegs stabilen Arbeitspunkt einstellen.
Das ist nun wirklich - sorry, Deine Worte: - "Unsinn". Natürlich es das Ziel, dem BJT eine bestimmte und möglichst kontante BE-Spannung "aufzuzwingen". Gerade dadurch unterscheiden sich nämlich die verschiedenen Varianten zur Einstellung des Arbeitspunktes. Und die Methode mit möglichst "eingeprägter" Basisspannung (im engl. spricht man dabei von "stiff") und Re-Gegenkopplung ist nun mal die effektivste! Es kommt ja darauf an, möglichst unabhängig vom Basisstrom Ib zu sein, den man ja nur sehr ungefähr kennt (und der für die Spannungsverstärkung irrelevant ist), sowie auftretenden Temperaturänderungen (und deren Einfluss auf den Ruhestrom) entgegenzuwirken.
, und was größer und kleiner bedeutet, haben die auch nicht auf dem Schirm. -2,5 mV/K sind aus meiner Sicht kleiner als -2 mV/K! Klar meinen die den Absolutbetrag, aber dann muss man das auch sagen.
Wer lesen kann, ist im Vorteil.
Die TEMPERATURABHÄNGIGKEIT ist grösser.
Für die spielt es keine Rolle ob positiv oder negativ.
Du solltest nochmal die Grundschule besuchen, Deutsch und Leseverständnis.
Diese 2 mV/K für Silizium sind beim Germanium also wie gross?
Auch etwa 2mV/K, wie man dem Datenblattauszug des AD161 im Anhang entnehmen kann. Außerdem sieht man, daß der TKUbe abhängig vom Kollektorstrom ist, er nimmt bei größeren Strömen ab, genau wie bei Si-Transistoren.
Angehängte Dateien:
-
AD161_TKUbe.png
(57 KB)
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