mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit 74HC00 einen NPN ansteuern geht nicht, warum?


Autor: romanua (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Ich bekomme aus einem SN74HC00N ein "Rechteck" bei ungefaehr 300kHz. Der 
Signal soll mittels Pull-Up Widerstands von 0-5V auf 0-12V umgesetzt 
werden. OUT-Puknt (siehe Anhang) bleibt aber bei 0V liegen.

Ich glaube logic 0 liegt weit genug von 0V und der Transistor bleibt 
immer leitend. Was kann man dagegen tun?

mfg

www.zetex.com/3.0/pdf/ZTX604.pdf

Autor: Matthias (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist die Masse von 5V auch mit der Masse von 12V verbunden?

Autor: romanua (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Matthias

Ja, ist sie. Ich habe noch einmal mit dem Oszi nachgeschaut. Logic Low 
am 74HC00 ist auf meinem alten Geraet nicht von 0V zu unterscheiden. 
Wenn ich R6 ausloete, geht "OUT" gegen 12V, wenn zurueck einloete bleibt 
er bei 0V, komisch.

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dein Transistor (ZTX605) ist ein Darlington und hat eine viel zu große 
Verstärkung für deinen 330Ohm Vorwiderstand. (hfe >> 2000)
Nimm nen Transistor mit geringerer Verstärkung und/oder pass den 
Vorwiderstand an. (z.B. 10k?)

/Ernst

Autor: romanua (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, danke an alle.

ich habe gefunden, woran das Problem lag.

Der Transistor ist einfach zu langsam. Mein Signal verbleibt ca. 1uS in 
Low Zustand. Ich habe die Frequenz niedriger gemacht und festgestellt, 
dass der Transistor doch ausschaltet aber ueber 5uS. Im Datenblat steht 
das die typische Toff Zeit  1.6 uS ist.

Was macht das Schalten eines BJT Transistors langsam?
Waere fuer Links dankbar, da ich selber nichts zum Thema ergoogeln 
konnte.

mfg

Autor: zonendoedel (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Moin moin,

meinen Glückwunsch :-)
Du hast grad den Millereffekt entdeckt.

Und wech...

Autor: Falk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@romanua

>Was macht das Schalten eines BJT Transistors langsam?

Es ist die Sättigung der Basis-Emitterstrecke. Dort sind tierisch viele 
Ladungsträger, viel mehr als gebarucht werden. Die brauchen richtig viel 
zeit um "ausgeschwemmt" zu werden.

Deinem Transistor kannst du auf die Sprünge helfen, indem du einen 220pF 
Kondensator parall zu R6 anschliesst. Der macht kurzzeitig einen 
Kurzschluss über R6, damit kann der Transistor schneller schalten.

Ausserdem ist das der falsche Typ für diese Anwendung. Nimm nen BC337 
oder ähnlich, der ist dafür wesentlich besser geeignet. R6 kannst du 
auch auf 1..4K erhöhen, einen Kondensator parallel zu R6 zwischen 
100.500pF solltest du jedoch haben.

MfG
Falk

Autor: Dieter Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vermutlich wäre für diese Anwendung ein MOSFET die bessere Alternative,
der hat nämlich wesentlich geringere Schaltzeiten.

Und wie Ernst schon sagte, ein Darlington Transistor ist unter anderem 
durch die hohe Verstärkung ganz besonders langsam beim Schalten.

Autor: Falk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Dieter Werner

>Vermutlich wäre für diese Anwendung ein MOSFET die bessere Alternative,

Quark!

>der hat nämlich wesentlich geringere Schaltzeiten.

Stimmt auch nicht! Es gab mal Zeiten, die sind gar nicht solange her, da 
war Bipolartechnik das Schnellste was man kriegen konnte, bis in den GHz 
Bereich hinein. Und selbst einpopeliger BC337 macht locker 10 MHz 
Rechteck, eine HALBWEGS! gescheite Schaltung vorausgesetzt. Mangelnde 
Grundlagenkenntnisse können nicht wirklich doch Hightec des Zeitgeistes 
(=MOSFET kann alles) gelöst werden.

>Und wie Ernst schon sagte, ein Darlington Transistor ist unter anderem
>durch die hohe Verstärkung ganz besonders langsam beim Schalten.

Aber auch die bekommt man auf Trab wenn es sein muss.

MFG
Falk

Autor: Dieter Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Es gab mal Zeiten, die sind gar nicht solange her, da
> war Bipolartechnik das Schnellste was man kriegen konnte.

Ja sicher, Oszilloskop Y-Endstufen in Kaskodeschaltung und ähnliches, 
aber wie Du sagst: gesättigte Bipo Trantoren tauchen halt ohne die 
passende externe Beschaltung nich besonders für Schaltanwendungen.

Und die meisten Darlington haben die Emitter 1 zu Basis 2 Verbindung 
nicht herausgeführt.


Autor: romanua (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke fuer die Antworten.

zx605 war schon ein Versuch (wohl ein fehlgeslagener) das Schalten zu 
verschnellen. Am Anfang war ein MPS2222 geplannt. Der ging 
einigermassen, naja, man koennte halt sehen, dass er anfaengt 
auszuschalten. Dann habe ich BC337 eingeloetet. Bei dem, wie auch beim 
letzten (zx605), konnte man nicht sehen, dass er ausschaltet, d.h. "OUT" 
blieb immer bei 0V.

Einen Mosfet habe ich auch schon mal ausprobiert, einen BST70A, mit und 
ohne R6. Der war fast so ein Erfolg wie der MSP2222. Ich haette noch 
einige BJT138 gerade da, vielleicht probiere ich die, wenn BJTs 
ausscheiden sollten.

Danke nochmals.

Autor: Falk (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@romanua

>auszuschalten. Dann habe ich BC337 eingeloetet. Bei dem, wie auch beim
>letzten (zx605), konnte man nicht sehen, dass er ausschaltet, d.h. "OUT"
>blieb immer bei 0V.

???
Schwer vorstellbar. Kann es sein, dass du die Anschlüsse vertauscht 
hast? Emitter und Collektor vertauscht?
300 kHz sollten mit BC337 kein Thema sein.

>einige BJT138 gerade da, vielleicht probiere ich die, wenn BJTs
>ausscheiden sollten.

Du macht irgendeinen elementaren Fehler.

MFG
Falk


Autor: Dieter Werner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Du macht irgendeinen elementaren Fehler.

Dem ist wohl nichts hinzuzufügen.

Der Ausgang könnte mit einiger Kazität belastet sein oder der 
Arbeitswiderstand hat vielleicht wesentlich mehr als 1kOhm.


Autor: romanua (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sorry, BSS138 sollte es heissen.


>Emitter und Collektor vertauscht?

habe ich als erstes vermutet, aber wie gesagt, wenn ich die Frequenz auf 
30kHz runterdrehe, funktioniert die Schaltung mit jedem der 
ausprobierten Transistoren. Ich probiere spaeter den Trick mit einem 
Kondi parallel zum Vorwiderstand und einem BC337.



>mehr als 1kOhm.
das habe ich auch ausgeloetet und nachgemessen fuer den Fall, dass ich 
die Farbringe falsch sehe. 1kOhm haben gestimmt. Du hast aber recht, 
wenn ich den Widerstand auf 500 Ohm verringere, wird die Falnke bei 
msp2222 steiler, aber es tat sich trotzdem nichts bei ZX605 (die anderen 
habe ich nicht ausprobiert).

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
OK, ich hab mal simuliert, mit 2N2222, der ist dem BC337 recht ähnlich. 
Naja, bei 330 Ohm Basisvorwiderstand ergbit das ca. 400ns Speicherzeit, 
das ist heftig. Nimm man 2,2K Basisvorwiderstand und 100pF parallel 
dazu. Dann sind selbst 1 MHz kein Problem (mit BC337).

MFG
Falk

Autor: Michael U. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

man sollte auch an die Erfindung des Basis-Spannungsteilers denken. ;)

Die Widerstände sind dann geeignet niederohmig und der sich einstellende 
Basisstrom treibt den Transistor nicht zusehr in die Sättigung.

Der zusätzliche Kondensator parallel zum Längswiderstand hilft dann auch 
noch.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Stock Hecht (winkelmesser)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie bekommt man eigentlich die Verstärkung Bn = Ic/Ib heraus? Im 
Datenblatt steht immer nur hfe.

Autor: +++ (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Transistoren lassen sich schneller ausschalten, wenn man sie so gerade 
nicht in Sättigung gehen lässt. Wenn du deinen Vorwiderstand so wählen 
kannst, dass Uce ca. 0.4V (bei Darlington also 0.8V) ist, ist das Ding 
bestimmt schneller.
In der ECL-Technik hat man das so gemacht.
Wenn du das ausprobieren solltest, wäre ich an dem Ergebnis sehr 
interessiert.

Autor: A.K. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> In der ECL-Technik hat man das so gemacht.

Aber nicht durch Auswahl des passenden Basiswiderstands für 
Emitterschaltung sondern durch eine Schaltung die eher der 
Kollektorschaltung ähnelt und von daher nicht sättigt.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier eine typische ECL-Gatterschaltung, das ist eher ein linearer 
Differenzverstärker, mit kleinem Spannungshub.
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN701-D.PDF

Ich habe auch mal gelesen, dass man mit einer negativen Basisspannung 
den Transistor schneller abschalten kann, damit steigt natürlich der 
Aufwand. Einen Basispannungsteiler würde ich auch benutzen, der räumt 
die BE-Kapazität schneller aus. Ein Kondensator über den 
Basisvorwiderstand verpasst ihm beim Einschalten einen kurzen 
Stromimpuls, das hilft vielleicht auch.

Autor: romanua (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

vielen Dank fuer viele Anregungen.

Ich habe gerade 2k2 + 100pF+ BC337 ausprobiert. Das geht bei mir 
überhaupt nicht, "OUT" liegt flach bei 0V.

Am besten geht MPS2222+4k3+200pF, also ein Kondensator ueber 
Vorwiderstand macht Wunder. ZX605+4k3+200pF geht fast so gut wie mit 
MPS2222.

Kennt Ihr Links oder weisst Ihr, wonach man richten soll, um den 
Basisspannungsteiler zu berechnen? Nach dem Posting von  Michael U. habe 
ich im Netzt einige BJTs gefunden, die fuer das Switchen gedacht sind 
und welche Basisspannungsteiler integriert haben. Zum Beispiel die hier:

DTC114E
http://www.datasheetarchive.com/datasheet.php?arti...

KRC101
http://www.datasheetarchive.com/datasheet.php?arti...


MFG


Autor: Michael U. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

Du kämpfst prinzipiell mit einem Widerspruch:
Di Steuerspannung ist vom TTL-Gatter bestimmt und damit sozusagen 
vorgegeben.

Die BE-Spannung des Transistors ist sozusagen auch eine Konstante von 
rund 0,7V.

Um den Transistor durchzusteuern muß ein minimaler Basisstrom fließen. 
Als Schalter ist es üblich mit dem 3-fachen des Minimum zu rechnen, 
damit der Transistor sicher in die Sättigung geht.

Jetzt kommt der Widerspruch: nimmst Du einen kleinen Basiswiderstand, 
ist der Transistor sicher in der Sättigung, braucht aber zu lange, um 
wieder sperren. Machst Du den Widerstand größer, sperrt er zwar 
schneller, durch den größeren Widerstand stört aber der Tiefpaß 
Widerstand/Transistorkapazität mehr und die Geschichte wird deshalb zu 
langsam.

Mit einem Spannungsteiler kannst Du aber recht geziehkt den nötigen 
Basisstrom festlegen und gleichzeitig recht kleine Widerstandswert 
nehmen.
Der "überzählige" Strom fließt dann eben durch den Widerstand zwischen 
Basis und Emitter.

Der Kondensator bewirkt zusätzlich 2 Sachen: beim Einschalten 
beschleunigt der Ladestrom den Einschaltvorgang, weil er zusätzlichen 
Basisstrom liefert. Beim Ausschalten (mit einem TTL-Gatter) ist der 
Kondensator umgepolt und hilft, den Transistor zu sperren.

Alles etwas sehr vereinfacht aber zutreffen, um die Zusammenhänge zu 
sehen.

Ohmsches Gesetz usw.... ;)

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: +++ (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@A.K. Natürlich hat man bei ECL nicht die "richtigen" Widerstände 
ausgewählt. Wie soll das bei integrierten Schaltungen denn 
funktionieren?
Was ich damit ausdrücken wollte war lediglich, dass es einen 
wesentlichen Unterschied in der Schaltgeschwindigkeit macht, ob ein Tr. 
in Sättigung ist oder nicht.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.