Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PNP Verständnisfrage Ube_max


von Hendrik B. (hendrik_ber)


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Hi zusammen,

ich hänge leider bei wohl etwas ganz trivialem.
Im Anhang habe ich eine Beispielschaltung eines PNP Transistors und 
einer Quelle, die mir die Basis über R3 (Basiswiderstand) auf Masse 
zieht.
R2 hängt absichtlich nicht direkt zwischen Basis und Emitter, um mein 
Verständisproblem zu verdeutlichen.

In dem Moment, in dem V2 gegen Masse schaltet (in Wirklichkeit ein 
TL431), fängt die Emitter-Basisstrecke an leitend zu werden und ich habe 
einen Basisstrom von (60V-Ube_sat)/R3 fließen.
Ube liegt in dem Moment bei ~0.7V, je nach gewähltem Transistor.
Die meisten PNPs, haben eine angegebene Ube_max von ~5-10V.

Muss ich meine Ube-Strecke in diesem Fall wie im Bild noch schützen?
Oder kann ich davon ausgehen, dass die Ube-Strecke schnell genug leitend 
wird und sich die Ube_sat automatisch einstellt auf Grund des 
PN-Übergangs?

Falls ich die Ube-Strecke noch schützen sollte, was wäre dann die 
gängige Lösung?

1) Spannungsteiler, in dem R2 direkt zwischen Emitter und Basis gehängt 
wird?
2) Zener-Diode zwischen Emitter und Basis?
3) Zener-Diode in Reihe zwischen Basis und R3?


Vielen Dank und viele Grüße
Hendrik

: Verschoben durch Moderator
von Udo K. (udok)


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Du brauchst keinen Schutz.  UBE_max ist die maximale negative Basis 
Emitter Spannung (Speerspannung).  Die ist bei dir 0 Volt.

von Jens G. (jensig)


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Hendrik B. schrieb:
> Ube liegt in dem Moment bei ~0.7V, je nach gewähltem Transistor.
> Die meisten PNPs, haben eine angegebene Ube_max von ~5-10V.
>
> Muss ich meine Ube-Strecke in diesem Fall wie im Bild noch schützen?

Nein.

> Oder kann ich davon ausgehen, dass die Ube-Strecke schnell genug leitend
> wird und sich die Ube_sat automatisch einstellt auf Grund des
> PN-Übergangs?

Ja.
Wobei Dein Verständnis vollkommen falsch ist.
Die gemessene Ube=0,7V ist die Flussspannung, Ube_max von ~5-10V ist die 
max. zulässige Sperrspannung, also mit entgegengesetzter Polarität. Und 
diese Sperrspannung kommt in Deiner Schaltung gar nicht vor.
Die Flussspannung kann gar nicht viel höher als die 0,7V gehen, es sei 
denn, Du schiebst ordentlich Strom durch, was logischerweise dann die 
B-E-Stecke ruiniert.

von Falk B. (falk)


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Hendrik B. schrieb:

> In dem Moment, in dem V2 gegen Masse schaltet (in Wirklichkeit ein
> TL431), fängt die Emitter-Basisstrecke an leitend zu werden und ich habe
> einen Basisstrom von (60V-Ube_sat)/R3 fließen.

Bei UBE spricht man eher nicht von Sättigungsspannung. Das ist die 
normale Flußspannung der BE-Diode.

> Ube liegt in dem Moment bei ~0.7V, je nach gewähltem Transistor.
> Die meisten PNPs, haben eine angegebene Ube_max von ~5-10V.

Moment! U_BE_MAX ist die maximale SPERRSPANNUNG! Also umgekehrte 
Polarität, beim PNP als positiver Wert im Datenblatt angegeben.

> Muss ich meine Ube-Strecke in diesem Fall wie im Bild noch schützen?

Nein.

> Oder kann ich davon ausgehen, dass die Ube-Strecke schnell genug leitend
> wird und sich die Ube_sat automatisch einstellt auf Grund des
> PN-Übergangs?

Sicher.

von Hendrik B. (hendrik_ber)


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Oh man, da stand ich wirklich auf dem Schlauch.
Vielen Dank für die schnellen Antworten. Als Sperrspannung gesehen, 
macht es auch gleich mehr Sinn.

von Johannes F. (jofe)


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Hendrik B. schrieb:
> Ube liegt in dem Moment bei ~0.7V,

Bei einem PNP: minus 0,7 V.

Dagegen ist U_BE_max bei einem PNP positiv, also in Sperrrichtung, wie 
bereits vorher schon klargestellt wurde.

: Bearbeitet durch User
von Hendrik B. (hendrik_ber)


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Johannes F. schrieb:
> Hendrik B. schrieb:
>> Ube liegt in dem Moment bei ~0.7V,
>
> Bei einem PNP: minus 0,7 V.
>
> Dagegen ist U_BE_max bei einem PNP positiv, also in Sperrrichtung, wie
> bereits vorher schon klargestellt wurde.

Vollkommen richtig, da habe ich das "-" unterschlagen. Hatte beim Lesen 
des Datenblattes gleich noch Mal denselben Fehler gemacht.

von Johannes F. (jofe)


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Hendrik B. schrieb:
> Oh man, da stand ich wirklich auf dem Schlauch.
> Vielen Dank für die schnellen Antworten. Als Sperrspannung gesehen,
> macht es auch gleich mehr Sinn.

Vor vielen Jahren als Anfänger hatte ich auch mal genau diesen 
"Denkfehler", d.h. ich hatte ebenso diese Datenblattzeile falsch 
verstanden.

Für solche Dinge sind Foren wie dieses gut. Irgendeine LLM-KI würde 
vermutlich auf die Frage nur lauter Schwachsinn daherschwurbeln.

von Uwe (uhi)


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Nein. Ich hab gerade den Eingangsbeitrag plus die Frage "Wie passt der 
Datenblattwert von ubemax zu den 0.7V?" in den kostenlosen Claude.ai 
Sonnet 4.6 kopiert, und er erklärt ausführlich den Unterschied zwischen 
Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Johannes F. schrieb:
> Vor vielen Jahren als Anfänger hatte ich auch mal genau diesen
> "Denkfehler", d.h. ich hatte ebenso diese Datenblattzeile falsch
> verstanden.

Als Anfänger habe ich die umgedrehte Polarität bzw. den Emitter als 
Bezug der Ansteuerung nicht verstanden. Ich bin noch immer irritiert, 
wenn ich in Datenblätter eines P-FETs schaue und da überall ein Minus 
vor den Zahlen steht. Ist halt so, funktionierende Schaltungen mit 
P-Transistoren kann ich trotzdem.

Beim bipolaren kennt man U(BE), Datenblätter schreiben für die 
Gegenrichtung U(EB) oder U(BER). Ich habe ein Schaltung, wo die 
E-B-Sperrspannung überschritten werden könnte, da habe ich eine LED 
antiparallel auf B-E gesetzt.

Uwe schrieb:
> in den kostenlosen Claude.ai
> Sonnet 4.6 kopiert, und er erklärt ausführlich den Unterschied

Erspare uns diese maximal Ressourcen verbrennende Idiotenscheiße.

von Mani W. (e-doc)


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Johannes F. schrieb:
> Für solche Dinge sind Foren wie dieses gut. Irgendeine LLM-KI würde
> vermutlich auf die Frage nur lauter Schwachsinn daherschwurbeln.

Forum wie dieses ist einzigartig und super!

von Mark S. (voltwide)


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R3 begrenzt in jedem Falle den Basisstrom auf ungefährliche Werte. Auch 
wenn Du die Schaltung nicht ganz verstanden hast hast Du doch bis dahin 
erstmal alles richtig gemacht.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Mark S. schrieb:
> R3 begrenzt in jedem Falle den Basisstrom auf ungefährliche Werte.
> Auch
> wenn Du die Schaltung nicht ganz verstanden hast hast Du doch bis dahin
> erstmal alles richtig gemacht.

Nicht nur das, er hat den Rechenweg zu Strom sogar korrekt beschrieben:

Hendrik B. schrieb:
> ich habe
> einen Basisstrom von (60V-Ube_sat)/R3 fließen.

Das sind 1,5mA, zu denen sich noch 6mA durch 10k R2 addieren. Diese 6mA 
machen keinen Sinn, aber wenn man die Hose voll hat, dass der PNP nicht 
sicher sperrt, würden auch 100k beruhigen.

von Bernhard (bernhard_123)


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Hendrik B. schrieb:
> ... da habe ich das "-" unterschlagen. Hatte beim Lesen
> des Datenblattes gleich noch Mal denselben Fehler gemacht.

Das machen sogar manchmal Transistor-Hersteller falsch.

Betrachte die beiden Dioden als Z-Dioden:
Die BE-Diode mit Durchbruchspannung z. B. 10 V (Datenblatt z. B. > 5 V),
die BC-Diode mit Durchbruchspannung z. B. 100 V (Datenblatt z. B. > 50 
V)

Bernhard

von Johannes F. (jofe)


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Bernhard schrieb:
> Das machen sogar manchmal Transistor-Hersteller falsch.

Was genau meinst du?

Manchmal drückt man sich in der Technik unpräzise aus, bspw. werden 
mitunter etablierte Abkürzen verwendet, obwohl sie streng genommen 
unzutreffend sind (wie VDD, VCC, GND* usw.). Oder eben ein Minus wird 
mal unterschlagen.

Fachlich erfahrene Leser (also die Zielgruppe von Datenblättern) wissen 
aber (fast) immer, was gemeint ist. Eher für Neulinge oder evtl. reine 
Theoretiker ist das problematisch. Stets alles absolut präzise und 
maximal eindeutig zu schreiben ist m.E.n. ein praxisferner Ansatz, weil 
man schlicht nicht fertig werden würde.

*) GND, also ground, bedeutet ja eigentlich Erde. Stattdessen wird 
es i.d.R. für Masse verwendet, die ja in vielen Fällen vom 
Erdpotential abweicht bzw. frei schwebt.

Auf Multimetern heißt es meist besser "COM", also common, was eher der 
deutschen "Masse" gleich kommt.

von Bernhard (bernhard_123)


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Johannes F. schrieb:
> Bernhard schrieb:
>> Das machen sogar manchmal Transistor-Hersteller falsch.
>
> Was genau meinst du?

> > ... das "-" ...
so wie es darüber stand:
dass Minuszeichen fehlen oder auch zu viel sind.

von Roland D. (roland_d284)


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Moin,

Johannes F. schrieb:
> Vor vielen Jahren als Anfänger hatte ich auch mal genau diesen
> "Denkfehler", d.h. ich hatte ebenso diese Datenblattzeile falsch
> verstanden.

Was noch gemeiner ist, dass solche Betriebszustände außerhalb der Specs 
oftmals in den Simulationsmodellen nicht berücksichtigt werden. Ich 
nutze hier auch gerne mal 1N4148-Dioden, um in der Simulation 20kV zu 
sperren. Geht super:-). Bei den 5V Ube wäre ich mir auch nicht sicher, 
ob die Folgen einer Überschreitung in der Simulation sichtbar werden 
würde.

> Für solche Dinge sind Foren wie dieses gut. Irgendeine LLM-KI würde
> vermutlich auf die Frage nur lauter Schwachsinn daherschwurbeln.

Ich hatte mal einen längeren Streit mit der KI darüber, welche 
Konfiguration mehr Strom durchlässt. Ein Si-Diode mit 100mV in 
Durchlassrichtung oder eine Z-Diode mit 100mV in Sperrrichtung. KI 
meinte zweiteres.

Was Elektronik und Schaltpläne angeht, ist KI heute noch absolut 
unbrauchbar.

Gruß, Roland

von Rolf (rolf22)


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> Bernhard schrieb:

> Auf Multimetern heißt es meist besser "COM", also common, was eher der
> deutschen "Masse" gleich kommt.

Common heißt dort "gemeinsam", das bezieht sich (natürlich) auf das 
Multimeter, nicht auf das (nur manchmal eine Masseschiene habende) 
Messobjekt. Es bezeichnet die Buchse, die gemeinsam mit einer der zwei 
oder drei anderen zu benutzen ist.

Multimeter dienen ja nicht nur zur Messung von Spannungen gegen Masse in 
Halbleiterschaltungen. ;-)
Man misst damit auch Ströme, Widerstände, Spannungen in der 
Elektroinstallation,  ..., meist ohne Masse.

von Udo K. (udok)


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Roland D. schrieb:
> Bei den 5V Ube wäre ich mir auch nicht sicher,
> ob die Folgen einer Überschreitung in der Simulation sichtbar werden
> würde.

Die Modelle modellieren meist keinen Durchbruch, Sättigung, Rauschen 
oder thermische Effekte durch Selbsterwärmung.
In LTSpice gibt es für Durchbruch die Parameter BVCBO, BVBE etc.
1
* Ideal PNP transistor with Beta and Breakdown
2
.MODEL PNP_Beta_Durchbruch PNP
3
+  IS=1f
4
+  BF=100
5
+  BR=10
6
+  BVCBO=220  NBVCBO=5
7
+  BVBE=6    NBVBE=1

Die Parameter beeinflussen aber auch andere Eigenschaften, und man 
müsste die Modelle von Grund auf neu erstellen.  Da mit diskreten 
Transistoren kein Geld zu verdienen ist macht das keiner.

Für höhere Genauigkeit gibt es das VBIC oder das HICUM Transistor Model, 
das glaube ich auch von LTspice unterstützt wird.  Dafür gibt es aber 
leider keine diskreten Transistormodelle.

Die meisten LTspice Transistormodelle sind seit den Anfängen der 
Software dabei und sind nur eine grobe Annäherung an die tatsächlich 
kaufbaren Transistoren.

von Johannes F. (jofe)


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Rolf schrieb:
> Common heißt dort "gemeinsam", das bezieht sich (natürlich) auf das
> Multimeter, nicht auf das (nur manchmal eine Masseschiene habende)
> Messobjekt.

Ja, das ist mir klar.

Ich meinte: die Abkürzung COM für "gemeinsam" wäre m.E.n. im Englischen 
immer dort sinnvoller, wo GND für "Masse" (also das gemeinsame 
Bezugspotential in einer Schaltung oder einem Schaltungsteil) steht und 
nicht für "Erde".

von Bernhard (bernhard_123)


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Johannes F. schrieb:
> Ich meinte: die Abkürzung COM für "gemeinsam" wäre m.E.n. im Englischen
> immer dort sinnvoller, wo GND für "Masse" (also das gemeinsame
> Bezugspotential in einer Schaltung oder einem Schaltungsteil) steht und
> nicht für "Erde".

GND = Ground = Boden finde ich für das "Bodenpotential" des Geräts schon 
einigermaßen passend.

Erd(potential) wäre "Earth" (vgl. "PE")

Die Programmierer sehen manches noch größer: Auch in kleinen Programmen 
gibt es "Globale Parameter" die sicherlich nicht für den ganzen Globus 
gelten.

Bernhard

von Bernhard (bernhard_123)


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Udo K. schrieb:
> Die meisten LTspice Transistormodelle sind seit den Anfängen der
> Software dabei und sind nur eine grobe Annäherung an die tatsächlich
> kaufbaren Transistoren.

Das stimmt, neue Modelle sind aber oft auch nicht besser.

Bernhard

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