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janus

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03.07.2009,
20:06
 

Transistor als Schalter (Bauelemente)

Hi

ich habe total ein brett vor dem kopf bei der aufgabe zur berechnung der Widerstände Rc und Rb

folgende angaben sind gemacht :

Ub=5V; Icx=10mA; Bn=50; m=3 und Uex=2V

Nach der Formel Rc=(Ub-Uce)/Ic müsste ich doch Rc berechnen können nur leider fehlt mir dazu noch die angabe von Uce

bzw bei Rb=(Ue-Ube)/Ib fehlt mir das Ube

könnt ihr mir weiter helfen
vielen dank schon mal im voraus



Pimpino(R)

E-Mail

03.07.2009,
21:49
(editiert von Pimpino
am 03.07.2009 um 21:51)


@ janus

Transistor als Schalter

» Hi
»
» ich habe total ein brett vor dem kopf

Hat jeder mal...
Trotzdem sollte jeder seine Hausaufgaben selber lösen können; sonst sollte die Lehrkraft einem weiterhelfen können.

» folgende angaben sind gemacht :
»
» Ub=5V; Icx=10mA; Bn=50; m=3 und Uex=2V
»
» Nach der Formel Rc=(Ub-Uce)/Ic müsste ich doch Rc berechnen können nur
» leider fehlt mir dazu noch die angabe von Uce

Wenn Uce nicht gegeben ist, wird von Uce=0V ausgegangen; der Transistor wird also quasi überbrückt.

So solltest du den Kollektorwiderstand ermitteln können.

Den Basisstrom erhälst du über den Verstärkungsfaktor Bn. (Kollektorstrom = Basisstrom * Stromverstärkung)

» bzw bei Rb=(Ue-Ube)/Ib fehlt mir das Ube

Ube ist in der Praxis ca. 0,7V, der genaue Wert fehlt mir derzeit aber auch...

Was ist denn bei dir dieses m=3 ??

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
03.07.2009,
23:29

@ janus

Transistor als Schalter

Pimpiono hat Dir schon die nötigen Antworten gegeben und eine Frage gestellt, die mich auch interessiert.

Was ich Dir zu Deinem Studium betreffs Schalterfunktion mit Transistoren zur nachträglichen Vertiefung zusätzlich anbieten kann, ist folgender Elektronik-Minikurs:

"Schalten und Steuern mit Transistoren I"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powsw1.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

janus

04.07.2009,
08:16

@ schaerer

Transistor als Schalter

» Pimpiono hat Dir schon die nötigen Antworten gegeben und eine Frage
» gestellt, die mich auch interessiert.
»
» Was ich Dir zu Deinem Studium betreffs Schalterfunktion mit Transistoren
» zur nachträglichen Vertiefung zusätzlich anbieten kann, ist folgender
» Elektronik-Minikurs:
»
» "Schalten und Steuern mit Transistoren I"
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/powsw1.htm

vielen dank schon mal für eure Hilfe.
es ging ja schließlich auch nur um den Ansatz :)
was ihr ja damit erfüllt habt
m ist bei uns da wir uns meißtens im dynamischen Verhalte des Transistors rumtreiben der Einschaltfaktor
und berechnet sich aus dem Basisstrom im übersteuerungs bereich durch dem strom an der Übersteuerungsgrenze

gerundet ergibt sich dann daraus:

m= Ibx*Bn/Icx

so berechenen wir dann wahrscheinlich den Ibx welcher für Rb noch benötigt wurde ( da ja im dynamischen)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
04.07.2009,
10:07

@ janus

Einschaltfaktor und Mikrowelle...

» vielen dank schon mal für eure Hilfe.
» es ging ja schließlich auch nur um den Ansatz :)
» was ihr ja damit erfüllt habt

» m ist bei uns da wir uns meißtens im dynamischen Verhalte des Transistors
» rumtreiben der Einschaltfaktor
» und berechnet sich aus dem Basisstrom im übersteuerungs bereich durch dem
» strom an der Übersteuerungsgrenze
»
» gerundet ergibt sich dann daraus:
»
» m= Ibx*Bn/Icx
»
» so berechenen wir dann wahrscheinlich den Ibx welcher für Rb noch benötigt
» wurde ( da ja im dynamischen)

Da ich nie mit Problemen sehr hoher Schaltgeschwindigkeiten bei grossen Schaltleistungen zu tun hatte, war mit bis jetzt diese Sache fremd.

Für relativ langsame Schaltvorgänge mit bipolaren Transistoren genügt stets die Faustregel, dass im gesättigten Zustand die Stromverstärkung massiv kleiner ist als im linearen Bereich. Bei Kleinsignaltransistoren gilt eine Verstaerkung von etwa 30 bis maximal 50, für Leistungstransistoren, für einen eingeschalteten Strom von mehreren Ampere, kann die gesättigte Stromverstärkung schnell sehr niedrig sein. Beim 2N3055, identisch mit BD240 (RCA), die alten bekannten Arbeitspferde, beträgt der Wert nur etwa 10. Das ist so wenig, dass heute, im Zeitalter von IGBT keinen Sinn mehr macht diese Oldy-Arbeitspferde einzusetzen.

Ich habe versucht mich ein wenig betreffs Einschaktfaktor auf die Schnelle schlau zu machen und bin auf diese WWW-Seite gestossen:
http://www.patent-de.com/20010412/DE69425462T2.html

Da liest man folgenden Abschnitt:

<zitat>
Der Spitzenwert-Verstärker 32 ist so ausgelegt, daß er mit seinem Betrieb beginnt, wenn der Trägerverstärker 30 gerade beginnt, in Sättigung zu gehen. Ein maximaler linearer Wirkungsgrad wird an diesem Punkt erzielt. Wenn der Eingangstreiberpegel weiter ansteigt, dann beginnt der Spitzenwert-Verstärker 32 stark zu leiten. Wenn der Spitzenwert-Verstärker 32 stärker aktiv wird, so liefert er von seiner Ausgangsleistung mehr an den Verbraucher, während sein Ausgangsstrom allmählich die effektive Verbraucherimpedanz reduziert, welche von dem Trägerverstärker 30 gesehen wird, was ihm gestattet, mehr Leistung abzugeben. Dies setzt sich fort, bis der zweite Extrempunkt erreicht ist. An diesem Punkt wird die vierfache Ausgangsleistung des Trägerverstärkers 30 allein an den Verbraucher abgegeben und der maximale Wirkungsgrad wird wiederum erreicht. Der Wirkungsgrad zwischen den beiden Extrempunkten des Betriebes vermindert sich nur leicht von dem. Maximum aus, da der Einschaltfaktor für den Spitzenwert-Verstärker 32 verhältnismäßig niedrig ist. Der Doherty-Verstärker 28 gestattet effektiv 6 dB linearer Leistungsverstärkuüg jenseits des Punktes, an welchem ein normaler Klasse-B-Verstärker sich zu sättigen beginnt, und für diese 6-dB- Erweiterung bleibt der Verstärkerwirkungsgrad nahe an dem Wert des erzielbarem Maximums der linearen Verstärkung.
</zitat>

Ich komme jetzt noch einmal darauf zurück:

» m ist bei uns da wir uns meißtens im dynamischen Verhalte des Transistors
» rumtreiben der Einschaltfaktor
» und berechnet sich aus dem Basisstrom im übersteuerungsbereich durch dem
» strom an der Übersteuerungsgrenze

Dynamik und Übersteuerungsbereich deutet darauf hin, dass es um den Grenzbereich geht, wo die sehr steile Schaltflanke in den Sättigungsbereich übergeht. Stimmt das so?

Diese sehr steile Schaltflanke entspricht einer extrem hohen Frequenz und darum verwundert es mich auch gar nicht, dass man den Einschaltfaktor mit Mikrowelle in Verbindung bringt.

Es wäre sicher interessant wenn Du in diesem Zusammenhang Aufklärungsmaterial liefern könntest...

So, ich denke, es wäre nicht nur für mich, sondern auch für die sonstigen ELKO-Forums-Leser interessant und lehrreich, wenn Du uns hier etwas von Deiner Arbeit und den Projekten von der Firma, wo Du arbeitest, erzählst. Ich denke, da gibt es bestimmt auch eine interessante WWW-Seite...

--
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

janus

04.07.2009,
12:19

@ schaerer

Einschaltfaktor und Mikrowelle...

» » vielen dank schon mal für eure Hilfe.
» » es ging ja schließlich auch nur um den Ansatz :)
» » was ihr ja damit erfüllt habt
»
» » m ist bei uns da wir uns meißtens im dynamischen Verhalte des
» Transistors
» » rumtreiben der Einschaltfaktor
» » und berechnet sich aus dem Basisstrom im übersteuerungs bereich durch
» dem
» » strom an der Übersteuerungsgrenze
» »
» » gerundet ergibt sich dann daraus:
» »
» » m= Ibx*Bn/Icx
» »
» » so berechenen wir dann wahrscheinlich den Ibx welcher für Rb noch
» benötigt
» » wurde ( da ja im dynamischen)
»
» Da ich nie mit Problemen sehr hoher Schaltgeschwindigkeiten bei grossen
» Schaltleistungen zu tun hatte, war mit bis jetzt diese Sache fremd.
»
» Für relativ langsame Schaltvorgänge mit bipolaren Transistoren genügt
» stets die Faustregel, dass im gesättigten Zustand die Stromverstärkung
» massiv kleiner ist als im linearen Bereich. Bei Kleinsignaltransistoren
» gilt eine Verstaerkung von etwa 30 bis maximal 50, für
» Leistungstransistoren, für einen eingeschalteten Strom von mehreren
» Ampere, kann die gesättigte Stromverstärkung schnell sehr niedrig sein.
» Beim 2N3055, identisch mit BD240 (RCA), die alten bekannten Arbeitspferde,
» beträgt der Wert nur etwa 10. Das ist so wenig, dass heute, im Zeitalter
» von IGBT keinen Sinn mehr macht diese Oldy-Arbeitspferde einzusetzen.
»
» Ich habe versucht mich ein wenig betreffs Einschaktfaktor auf die Schnelle
» schlau zu machen und bin auf diese WWW-Seite gestossen:
» http://www.patent-de.com/20010412/DE69425462T2.html
»
» Da liest man folgenden Abschnitt:
»
» <zitat>
» Der Spitzenwert-Verstärker 32 ist so ausgelegt, daß er mit seinem Betrieb
» beginnt, wenn der Trägerverstärker 30 gerade beginnt, in Sättigung zu
» gehen. Ein maximaler linearer Wirkungsgrad wird an diesem Punkt erzielt.
» Wenn der Eingangstreiberpegel weiter ansteigt, dann beginnt der
» Spitzenwert-Verstärker 32 stark zu leiten. Wenn der Spitzenwert-Verstärker
» 32 stärker aktiv wird, so liefert er von seiner Ausgangsleistung mehr an
» den Verbraucher, während sein Ausgangsstrom allmählich die effektive
» Verbraucherimpedanz reduziert, welche von dem Trägerverstärker 30 gesehen
» wird, was ihm gestattet, mehr Leistung abzugeben. Dies setzt sich fort,
» bis der zweite Extrempunkt erreicht ist. An diesem Punkt wird die
» vierfache Ausgangsleistung des Trägerverstärkers 30 allein an den
» Verbraucher abgegeben und der maximale Wirkungsgrad wird wiederum
» erreicht. Der Wirkungsgrad zwischen den beiden Extrempunkten des Betriebes
» vermindert sich nur leicht von dem. Maximum aus, da der Einschaltfaktor für
» den Spitzenwert-Verstärker 32 verhältnismäßig niedrig ist. Der
» Doherty-Verstärker 28 gestattet effektiv 6 dB linearer
» Leistungsverstärkuüg jenseits des Punktes, an welchem ein normaler
» Klasse-B-Verstärker sich zu sättigen beginnt, und für diese 6-dB-
» Erweiterung bleibt der Verstärkerwirkungsgrad nahe an dem Wert des
» erzielbarem Maximums der linearen Verstärkung.
» </zitat>
»
» Ich komme jetzt noch einmal darauf zurück:
»
» » m ist bei uns da wir uns meißtens im dynamischen Verhalte des
» Transistors
» » rumtreiben der Einschaltfaktor
» » und berechnet sich aus dem Basisstrom im übersteuerungsbereich durch
» dem
» » strom an der Übersteuerungsgrenze
»
» Dynamik und Übersteuerungsbereich deutet darauf hin, dass es um den
» Grenzbereich geht, wo die sehr steile Schaltflanke in den
» Sättigungsbereich übergeht. Stimmt das so?

ja das ist korekt.

man legt mit absicht den Arbeitspunkt in diesen Kennlienenbereich da es die Zeitschalten des einschaltens verbessert. Dies hat allerdings den Nachteil das die Ausschaltzeiten sich verlängern.

Man kann den Arbeitspunkt wohl auch in den Sperrbereich des Transistors legen dies hat hingegen zur Folge das die
Ausschaltzeiten sich verbessern und die Einschaltzeiten sich verschlächtern.
»
» Diese sehr steile Schaltflanke entspricht einer extrem hohen Frequenz und
» darum verwundert es mich auch gar nicht, dass man den Einschaltfaktor mit
» Mikrowelle in Verbindung bringt.
»
» Es wäre sicher interessant wenn Du in diesem Zusammenhang
» Aufklärungsmaterial liefern könntest...
»
» So, ich denke, es wäre nicht nur für mich, sondern auch für die sonstigen
» ELKO-Forums-Leser interessant und lehrreich, wenn Du uns hier etwas von
» Deiner Arbeit und den Projekten von der Firma, wo Du arbeitest, erzählst.

leider bin ich noch in der Ausbildung/Studium und daher wird es mir schwer fallen zu diesem Thema so richtig was zu finden besonders wo jetzt die Prüfungszeit ansteht. hoffe du nimmst es mir nicht übel:-|


» Ich denke, da gibt es bestimmt auch eine interessante WWW-Seite...


ihr noch das Kennlienenfeld damit man sich das besser vorstellen kann:

lg

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
04.07.2009,
15:56

@ janus

Einschaltfaktor und Mikrowelle...

» » Dynamik und Übersteuerungsbereich deutet darauf hin, dass es um den
» » Grenzbereich geht, wo die sehr steile Schaltflanke in den
» » Sättigungsbereich übergeht. Stimmt das so?
»
» ja das ist korekt.
»
» man legt mit absicht den Arbeitspunkt in diesen Kennlienenbereich da es
» die Zeitschalten des einschaltens verbessert. Dies hat allerdings den
» Nachteil das die Ausschaltzeiten sich verlängern.

Ja. Und wenn ich mir im Diagramm Uce_x anschaue und ich denke, dass dies der eingeschaltetet Zustand ist, wird der Transistor weniger in die Saettigung getrieben. Und das macht ihn schneller.

Warum denke ich das? Uce_x liegt bei etwa 0.3 V, also im eingeschalteten Zustand und das bei Kollektorströmen von nur gerade zwischen etwa 10 bis 40 mA. Das ist relativ wenig. Bei "normal" geschalteten Transistoren beträgt bei diesen Ic Uce weniger 0.1 V. Dafuer geht es dann entsprechend langam beim Öffnen, wenn nicht kraeftig mit negativer Vorspannung die Elektronen "herausgeschaufelt" werden, falls das denn nötig ist .:-)

Es gibt vereinfacht der Trick mit einer Diode zwischen Basis und Kollektor. Sobald Uce kleiner als die Diodenschwellenspannung wird, beginnt Diodenstrom in Richtung Kollektor zu fliessen und die Basis wird entlastet. :-)

» Man kann den Arbeitspunkt wohl auch in den Sperrbereich des Transistors
» legen dies hat hingegen zur Folge das die
» Ausschaltzeiten sich verbessern und die Einschaltzeiten sich
» verschlechtern.

Ja.

» »
» » Diese sehr steile Schaltflanke entspricht einer extrem hohen Frequenz
» und
» » darum verwundert es mich auch gar nicht, dass man den Einschaltfaktor
» mit
» » Mikrowelle in Verbindung bringt.
» »
» » Es wäre sicher interessant wenn Du in diesem Zusammenhang
» » Aufklärungsmaterial liefern könntest...
» »
» » So, ich denke, es wäre nicht nur für mich, sondern auch für die
» sonstigen
» » ELKO-Forums-Leser interessant und lehrreich, wenn Du uns hier etwas von
» » Deiner Arbeit und den Projekten von der Firma, wo Du arbeitest,
» erzählst.
»
» leider bin ich noch in der Ausbildung/Studium und daher wird es mir schwer
» fallen zu diesem Thema so richtig was zu finden besonders wo jetzt die
» Prüfungszeit ansteht. hoffe du nimmst es mir nicht übel:-|

Aber nein, keineswegs. Dein Beitrag mit dem Diagramm ist super!

Du bist ein Schüler der hier nicht nur konsumiert sondern etwas für die Allgemeinbildung beiträgt. Deshalb bist Du besonders willkommen.

Wobei, andere sich natürlich nicht weniger willkommen, weil es ist auch noch vom Zufall abhaengig, ob sich eine Situation herausbildet, wo man selbst etwas beitragen kann.

--
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