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Hallo,

ich werde aus dieser Spannung nicht ganz schlau:
Schaltung siehe im Anhang - ich will ein 5V Rechtecksignal in 8V wandeln.

Für die High Phase ist der Basisstrom mit 4,3V/500Ohm = 8,6mA dimensioniert. Für diese Phase will ich mir die Sättigungsspannung Uce des Transistors ansehen.

Lt Datenblatt sollte diese bei minimal 250mV liegen, siehe auch Anhang.

Warum messe ich hier aber in der Simulation -20mV?

Danke!

» Hallo,
»
» ich werde aus dieser Spannung nicht ganz schlau:
» Schaltung siehe im Anhang - ich will ein 5V Rechtecksignal in 8V wandeln.
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» Für die High Phase ist der Basisstrom mit 4,3V/500Ohm = 8,6mA
» dimensioniert. Für diese Phase will ich mir die Sättigungsspannung Uce des
» Transistors ansehen.
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» Lt Datenblatt sollte diese bei minimal 250mV liegen, siehe auch Anhang.
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» Warum messe ich hier aber in der Simulation -20mV?
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» Danke!
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» Lt Datenblatt sollte diese bei minimal 250mV liegen, siehe auch Anhang.
Und was steht da unter Testbedingungen?
Ic=100mA

» » Lt Datenblatt sollte diese bei minimal 250mV liegen, siehe auch Anhang.
» Und was steht da unter Testbedingungen?
» Ic=100mA

OK danke, verstehe. Wenn ich das als Pegelwandler verwenden will, will ich natürlich die Restspannung über dem Transistor do klein wie möglich halten, damit sie mir von den 8V am Ausgang nicht "abgehen". Ich würde also den Kollektorstrom so klein wie möglich halten, damit auch die Restspannung Uce klein bleibt und ich wirklich nahezu die 8V am Ausgang bekomme.

Über die Stromverstärkung hfe rechne ich dann den Basisstrom aus und dimensioniere daraus den Basiswiderstand.

Ist diese Vorgehensweise grundsätzlich OK für diese Anwendung, oder übersehe ich hier etwas?

Danke!

» Wenn ich das als Pegelwandler verwenden will, will ich
» natürlich die Restspannung über dem Transistor do klein wie möglich halten,
» damit sie mir von den 8V am Ausgang nicht "abgehen".
Bis jetzt hast du ja nur einen klassischen invertierenden Transistor-Schalter.

» Kollektorstrom so klein wie möglich halten, damit auch die Restspannung Uce
» klein bleibt und ich wirklich nahezu die 8V am Ausgang bekomme.
8V am "Ausgang" hast du ja sowieso, wenn der Transistor sperrt.

» Ist diese Vorgehensweise grundsätzlich OK für diese Anwendung, oder
» übersehe ich hier etwas?
Definiere die Anwendung mal genauer.

» Über die Stromverstärkung hfe rechne ich dann den Basisstrom aus und
» dimensioniere daraus den Basiswiderstand.

Das ist die Kleinsignalverstärkung, die gilt für mehrere Volt Flussspannung.

» Über die Stromverstärkung hfe rechne ich dann den Basisstrom aus und
» dimensioniere daraus den Basiswiderstand.
Bei analogem Betrieb (Kleinsignalverstärkung) des Transistors macht man das so.
» Ist diese Vorgehensweise grundsätzlich OK für diese Anwendung,
nein
» oder übersehe ich hier etwas?
ja
Du hast ein binäres Eingangssignal und erwartest ein binäres Ausgangssignal.
Also möchtest du den Transistor als (invertierenden) Schalter betreiben, der Transistor wird dann - wenn er angesteuert ist - übersteuert, d.h. der Basisstrom muss dann größer sein als bei Kleinsignalanwendung.
Auf jeden Fall ist dein R1 deutlich zu klein (der Basisstrom ist größer als der Kollektorstrom, wo bleibt da die Verstärkung?)
siehe
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm

» » Wenn ich das als Pegelwandler verwenden will, will ich
» » natürlich die Restspannung über dem Transistor do klein wie möglich
» halten,
» » damit sie mir von den 8V am Ausgang nicht "abgehen".
» Bis jetzt hast du ja nur einen klassischen invertierenden
» Transistor-Schalter.
»
» » Kollektorstrom so klein wie möglich halten, damit auch die Restspannung
» Uce
» » klein bleibt und ich wirklich nahezu die 8V am Ausgang bekomme.
» 8V am "Ausgang" hast du ja sowieso, wenn der Transistor sperrt.
»
» » Ist diese Vorgehensweise grundsätzlich OK für diese Anwendung, oder
» » übersehe ich hier etwas?
» Definiere die Anwendung mal genauer.

OK - ich brauche als den 5V PWM ein 8V PWM für einen konkrete Anwendung einer Lüftersteuerung (hochohmig, d.h. die 8V werden quasi nicht belastet, ich brauche nur die Spannung).
OK, wenn der Transistor sperrt, hab ich die 8V am Ausgang wegen dem Pullup, der dann wirkt, das ist soweit klar. Aber wie dimensioniere ich den, damit auch im geschalteten Zustand die 0V (GND) möglichst gut erreicht werden? Im geschaltenen Zustand bleibt ja dann die Restspannung Uce am Ausgang, und die ist ja nicht Null. Die Frage ist also, welchen Wert nehme ich für den oberen Widerstand, damit ich am Ausgang möglichst gut 0V / 8V erhalte? Wie geht man hier korrekt vor?

Danke,

» » Über die Stromverstärkung hfe rechne ich dann den Basisstrom aus und
» » dimensioniere daraus den Basiswiderstand.
» Bei analogem Betrieb (Kleinsignalverstärkung) des Transistors macht man das
» so.
» » Ist diese Vorgehensweise grundsätzlich OK für diese Anwendung,
» nein
» » oder übersehe ich hier etwas?
» ja
» Du hast ein binäres Eingangssignal und erwartest ein binäres
» Ausgangssignal.
» Also möchtest du den Transistor als (invertierenden) Schalter betreiben,
» der Transistor wird dann - wenn er angesteuert ist - übersteuert, d.h. der
» Basisstrom muss dann größer sein als bei Kleinsignalanwendung.
» Auf jeden Fall ist dein R1 deutlich zu klein (der Basisstrom ist größer als
» der Kollektorstrom, wo bleibt da die Verstärkung?)

OK, verständlich. Siehe auch vorigen Post von mir zur anderen Antwort...
Aber wie fange ich dann hier für diese Anwendung an? Zuerst den Basiswiderstand dimensionieren oder zuerst den Kollektorwiderstand? Wie geht ihr da vor? KLlar kann ich einfach eine "Standardschaltung hernehmen, ich würde aber gerne wissen, warum und wie man die Widerstände in diesem Fall genau dimensioniert und wie man hier vorgeht.

Danke,

» Aber wie fange ich dann hier für diese Anwendung an?
1. welcher Ic ist nötig? Im Zweifel mehr annehmen.
Diesen durch hfe teilen
das *4 für eine Übersteuerung
ergibt den erforderlichen Basisstrom
damit R1 berechnen
nächstkleineren Standardwert nehmen.
» ich würde aber gerne wissen, warum und wie man die Widerstände in diesem
» Fall genau dimensioniert
Ungenau reicht im Schalterbetrieb aus.

Nehmen wir mal an, du möchtest den max. Strom des Transistors ausreizen - was oft nicht nötig ist u. unnötig Energie verheizt - dann wäre Ic 100mA.
hfe typisch 180 (große Streuung möglich)
Ib für "gerade so" Durchsteuerung 100mA/180=0,6mA
*4
Ibü für Übersteuerung 2,3mA
R1= (U1-Ube)/Ibü
R1=(5V-0,7V)/2,3mA=1,9kohm
Standartwert: 1,8 kohm

» OK - ich brauche als den 5V PWM ein 8V PWM für einen konkrete Anwendung
» einer Lüftersteuerung (hochohmig, d.h. die 8V werden quasi nicht belastet,
» ich brauche nur die Spannung).
Wie sieht die Eingangsstufe aus?
Nicht, dass du dir mit dem Pullup-Widerstand einen Spannungsteiler baust...

» Aber wie dimensioniere ich den, damit
» auch im geschalteten Zustand die 0V (GND) möglichst gut erreicht werden?
Da gibt es nichts zu dimensionieren.

» geschaltenen Zustand bleibt ja dann die Restspannung Uce am Ausgang, und
» die ist ja nicht Null.
Ein paar mV Sättigungsspannung sind egal.

» auch im geschalteten Zustand die 0V (GND) möglichst gut erreicht werden?
Dein PWM -Eingang ist binär, er erkennt sicher logisch 0, auch wenn da Ucesat 0,4V anliegen. Das ist der Vorteil eines binären (digitalen) Signals.
Zum PWM-Steller gibt es sicher ein Datenblatt, darin sollten zu finden sein die zulässigen Werte für logisch 0 und logisch 1.
Sehe eben: Du arbeitest mit 5kHz (was ich nicht glaube). Dann wären durchaus Kapazitäten zu berücksichtigen, Ic dürfte dann nicht zu klein sein. Nichts zum Einstieg.

» » Aber wie fange ich dann hier für diese Anwendung an?
» 1. welcher Ic ist nötig? Im Zweifel mehr annehmen.
» Diesen durch hfe teilen
» das *4 für eine Übersteuerung
» ergibt den erforderlichen Basisstrom
» damit R1 berechnen
» nächstkleineren Standardwert nehmen.
» » ich würde aber gerne wissen, warum und wie man die Widerstände in diesem
» » Fall genau dimensioniert
» Ungenau reicht im Schalterbetrieb aus.
»
» Nehmen wir mal an, du möchtest den max. Strom des Transistors ausreizen -
» was oft nicht nötig ist u. unnötig Energie verheizt - dann wäre Ic 100mA.
» hfe typisch 180 (große Streuung möglich)
» Ib für "gerade so" Durchsteuerung 100mA/180=0,6mA
» *4
» Ibü für Übersteuerung 2,3mA
» R1= (U1-Ube)/Ibü
» R1=(5V-0,7V)/2,3mA=1,9kohm
» Standartwert: 1,8 kohm

Perfekt, danke euch!

» » » Aber wie fange ich dann hier für diese Anwendung an?
» » 1. welcher Ic ist nötig? Im Zweifel mehr annehmen.
» » Diesen durch hfe teilen
» » das *4 für eine Übersteuerung
» » ergibt den erforderlichen Basisstrom
» » damit R1 berechnen
» » nächstkleineren Standardwert nehmen.
» » » ich würde aber gerne wissen, warum und wie man die Widerstände in
» diesem
» » » Fall genau dimensioniert
» » Ungenau reicht im Schalterbetrieb aus.
» »
» » Nehmen wir mal an, du möchtest den max. Strom des Transistors ausreizen
» -
» » was oft nicht nötig ist u. unnötig Energie verheizt - dann wäre Ic
» 100mA.
» » hfe typisch 180 (große Streuung möglich)
» » Ib für "gerade so" Durchsteuerung 100mA/180=0,6mA
» » *4
» » Ibü für Übersteuerung 2,3mA
» » R1= (U1-Ube)/Ibü
» » R1=(5V-0,7V)/2,3mA=1,9kohm
» » Standartwert: 1,8 kohm
»
» Perfekt, danke euch!

Noch eine Anmerkung zu dieser Vorgehensweise: der Kollektorwiderstand kommt hier in dieser Vorgehensweise nicht vor. Angenommen, ich will den Kollektorstrom mit 20mA dimensionieren. Weiters angenommen, dass danach für die 8V ein Impedanzwandler mit sehr hohem Eingangswiderstand folgt, die Pegelwandlerstufe also nicht belastet wird.
Kann ich dann den Kollektor-Pullup Widerstand näherungsweise so dimensionieren: Im gesperrten Zustand ist es egal, es fließt kein Strom und die Spannung am Ausgang wird einfach auf 8V hochgezogen.
Im durchgeschalteten Zustand: Kann ich heir einfach (näherungsweise) Rc= 8V / 20mA dimensionieren, oder muss ich hier korrekterweise auch noch Parameter vom Transistor berücksichtigen? (z.B. Ucesat)?

Danke.

» Noch eine Anmerkung zu dieser Vorgehensweise: der Kollektorwiderstand kommt
» hier in dieser Vorgehensweise nicht vor. Angenommen, ich will den
» Kollektorstrom mit 20mA dimensionieren. Weiters angenommen, dass danach für
» die 8V ein Impedanzwandler mit sehr hohem Eingangswiderstand folgt, die
» Pegelwandlerstufe also nicht belastet wird.
» Kann ich dann den Kollektor-Pullup Widerstand näherungsweise so
» dimensionieren: Im gesperrten Zustand ist es egal, es fließt kein Strom und
» die Spannung am Ausgang wird einfach auf 8V hochgezogen.
» Im durchgeschalteten Zustand: Kann ich heir einfach (näherungsweise) Rc= 8V
» / 20mA dimensionieren, oder muss ich hier korrekterweise auch noch
» Parameter vom Transistor berücksichtigen? (z.B. Ucesat)?

Ja, ok, aber im gesperrten Zustand muss der Kollektorwiderstand noch die unvermeidlichen Kapazitäten der Schaltung umladen. Möchtest du den Highpegel schnell erreichen, wählst du den Kollektorwiderstand eher kleiner und den Kollektorstrom damit größer.

» OK - ich brauche als den 5V PWM ein 8V PWM für einen konkrete Anwendung
» einer Lüftersteuerung (hochohmig, d.h. die 8V werden quasi nicht belastet,
» ich brauche nur die Spannung).
Aber dir ist schon klar, daß dieser Pegelwandler das PWM-Signal invertiert? D.h. 20% "ON" beim 5V-Pegel wird zu 80% "ON" beim 8V-Pegel.

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Es ist unter der Würde eines Technikers, die Gebrauchsanweisung zu lesen!