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Hallo,

ich grübel seit geraumer Zeit an einer Aufgabe bezüglich einer Darlington-Schaltung (bzw. Sziklai-Paar).

Es wird nach den ungefähren Spannungswerten an den Punkten A, B und C in DEM ZUSTAND gefragt, in denen beide Transistoren SCHALTEN/LEITEN.

Hat hier vielleicht jemand eine Idee?

Meine bisherige Vermutung konnte ich bis jetzt noch nicht verifizieren:
A: U_s - U_BE = 12V - 1,2V = 10,8V
C: U_s - U_CE = 12V - 0,6V = 11,4V
wobei für B dann auch nur noch "11,4V" in Frage kommt. (Was aber fast nicht sein kann)

Schon mal vielen Dank im Voraus,
viele Grüße,
Stephan

Hi,

kann man ohne Kennlinien der Transistoren nur grob abschätzen.
Ich versuch's mal:

Emitterstrom von T2 rund 12 V/ 20 Ohm = 600 mA. Basisstrom von T2 600 mA/ 40 = 15 mA.Dann sollte seine U_BE so etwa zwischen 0,7 und 0,8 Volt liegen.
Kollektorstrom von T1 ebenfalls 15 mA, Basisstrom folglich 0,15 mA.
Dafür würde ich mal U_CE = 0,1 Volt und U_BE 0,6 Volt veranschlagen.
Dann wäre U_A = U_s - 0,6 Volt = 11,4 Volt.
U_B wäre dann etwa U_s - 0,1 Volt = 11,9 Volt.
U_C kann wegen der Stromgegenkopplung nicht höher werden als U_B - U_BE von T2, also etwa 11,9 Volt - 0,8 Volt = 11,1 Volt.

Wie gesagt, alles grob geschätzt und ohne Gewähr, obendrein abhängig von den Eigenschaften der verwendeten Transistoren.

Gruß
Bernhard

Hallo Bernhard,

vielen Dank für die schnelle Antwort. Das klingt natürlich erst mal einleuchtend. Da es sich um eine Übungsaufgabe ohne Kennlinien und erweiterte Transistoreigenschaften handelt, sind keine super genauen Ergebnisse erforderlich. Es soll rein um das Verständnis gehen.

Nach meiner Recherche ist U_CE aber 0,6V. (z.B. Wikipedia Sziklai-Paar). Wieso hast du dich ausgerechnet für U_CE = 0,1 Volt entschieden?

Nochmals vielen Dank,
liebe Grüße,
Stephan

Ohne mich beeinflussen zu lassen, habe ich folgende Werte geschätzt.
A= 11,3V
B= 11,7V
C= 11V
Wenn du jetzt den Durchschnitt von BernhardB und mir ermittelst, Liegst du ziemlich nahe an den realen Werten.
Wenn sich noch mehrere an der Schätzung beteiligen, wird es noch genauer. Das ist dann die Intelligenz der Masse.

Super - dann versuche ich jetzt nochmal, mit den neuen Erkenntnissen die Sache erneut durchzuspielen.

Danke für eure schnelle Hilfe!

Hi,

» Nach meiner Recherche ist U_CE aber 0,6V. (z.B. Wikipedia Sziklai-Paar).

Hab ich auch gelesen. Ich denke, dass dieser Wert nur für ziemlich kleine Kollektorströme erreichbar ist. Das ist ja schon ungefähr der Mindestert für U_BE, und die Emitterspannung kann nicht höher werden, als U_S - U_BE.

» Wieso hast du dich ausgerechnet für U_CE = 0,1 Volt entschieden?

Wie gesagt, grob geschätzt. Aber auf der Basis des Kollektorstroms von T1. Bei Kleinleistungstransistoren habe ich eben Werte von z.B. 200 mV bei I_C = 200 mA gefunden, so dass das bei nur 15 mA schon realistisch scheint.

Gruß
Bernhard

» ich grübel seit geraumer Zeit an einer Aufgabe bezüglich einer
» Darlington-Schaltung (bzw. Sziklai-Paar).

Spannung an Punkt A (=Punkt B = Basis oberer Transistor):

Egal, was man an Uc anlegt, A wird sich maximal zwischen Us und (Us-0,7V) bewegen.
Dank der Einschränkung "Schaltbetrieb" brauchen wir auch nur diese 2 Zustände betrachten.
Dann fließt "ausreichend" Strom von Us über die obere E-C Strecke, dass Punkt (rot)B fast auf Us hochgezogen wird. (ein voll ausgestreuter Transistor hat noch ca 0,1V zwischen C-E)
Jetzt kann aber über Rl maximal Us/Rl fließen = 600mA (exakterweise auch wieder Us-0,1V)
Durch diese Gegenkopplung kann an (rot)B auch max 0,7V liegen.

Nachtrag: Das passiert zwischen Leiten und Sperren. Verstärkungsfaktor war ich zufaul, anzupassen.






Oberes Bild: Eingangsspannung (1kHz 8..12V) wird an der Basis auf max 0,7V begrenzt. (Punkt A)
Zweites Bild: Punkt B geht auf fast 12 V hoch, wenn B etwass negativer als Us wird.
Und damit geht auch Punkt C Richtung Us.

Und wen du es genauer sehen willst, Müssen wir die Stellen bei 12V und 0V passend vergrößern.

Werte an der oberen Basis: 11,2365V..12V
Untere Basis: 11,9...0,492V
Emitterwiderstand: 10,59..0V

hws

Eine etwas andere Art der Erklärung...

Wenn Du den Basisstrom von T1 über R_B so stark erhöhst, dass T1 in Sättigung geht, stellt sich je nach Grösse der Kollektorstromes, ein Sättigungsstrom ein, der so etwa um die 0.1 V liegt. Die Werte interessieren uns hier nicht so sehr.

Wenn dies der Fall ist, dann hat die Basis von T2 (Punkt B) praktisch die Spannung des Emitter von T1.

Wenn die Schaltung nur aus T2 besteht und der Kollektor wäre fix mit der Basis verbunden, dann kann logischerweise die T2-Kollektor-Emitter-Spannung nie kleiner sein als die T2-Basis-Emitter-Spannung.

Ergo setzt sich bei Deinem Schaltbild die T2-Kollektor-Emitter-Spannung zusammen aus der T2-Basis-Emitter-Spannung plus der Sättigungsspannung zwischen Kollektor und Emitter von T1.

Lassen wir jetzt die Spannungswerte beieseite, es geht jetzt einfach nur darum zu verstehen, wie es zur T2-Kollektor-Emitter-Spannung kommt und damit warum diese komplementäre Darlingtonstufe nur etwa halb soviel "Verlustspannung" aufweist, wie die hundsgewöhnliche Darlingtonschaltung.

Zum Schluss zu diesem Thema noch einen Elektronik-Minikurs, bei dem es allerdings auch um lineare Vorgänge geht (Leistungsverstärker):

"Die komplementäre Darlington-Schaltung (Sziklai-Connections)"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/kdarl1.htm

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9