NEU: Der analoge Schalter III (mit bipolaren Transistoren)

Der JFET BF245A(B,C) gibt es nicht mehr! Da ich für viele Projekte – auch für die Elektronik-Minikurse – stets die A-Version (BF245A) benötige, evaluierte ich nach einem Ersatz. Ich fand zwei JFETs, den J113 und den PN4393 von Fairchild. Beide Typen sind in den Parametern für Schaltanwendungen ausreichend identisch zum BF245A. Der J113 ist jedoch leichter erhältlich und er ist sehr preiswert. Allerdings gibt es mit einer gewissen Einschränkung der AC-Signalspannung auch die Möglichkeit bipolare Transistoren (BJT) einzusetzen. Der Limit bestimmt die Emitter-Basis-Sperrspannung, die stets sehr niedrig ist. Entsprechend den Datenblättern ist dieser Wert oft mit 5 V angegeben. Dies bedeutet, dass eine AC-Signalspannung bis zu maximal 10 Vpp (3.5 Vrms bei Sinus) geschaltet werden kann.

Das Titelbild mit den drei Teilbildern 1 bis 3. Teilbild 1 zeigt die Prinzipschaltbilder zum Schalten analoger Spannungen, in der Regel eine niederfrequente AC-Signalspannung. Links die übliche Methode mit einem JFET und rechts im Austausch mit dem BJT. Teilbild 2 zeigt worauf es ankommt. Links sieht man, dass die negative Spannung von Ue nach Ua nicht übertragen wird. Warum, ist im Minikurs-Text exakt beschrieben und genau so, warum es im Schaltbild rechts mit der negativen Basisvorspannung funktioniert. In Teilbild 3 wird erklärt, dass in der praktischen Anwendung eines Synchrongleichrichters anstelle eines JFET ein BJT gleich gut funktioniert. Natürlich unter den soeben angedeuteten Beschränkung der Eingangsspannung Ue.

Die Schaltbilder in den Teilbildern 1 und 2 arbeiten mit einer symmetrischen Betriebsspannung (Dual-Supply) mit ±Ub und die Synchrongleichrichter in Teilbild 3 mit einer einfachen Speisung (Single-Supply) mit +Ub. Deshalb benötigt es eine Arbeits-, bzw. Referenzspannung Ux. Und warum diese etwas weniger sein muss als +Ub/2 ist ebenfalls im vorliegenden Minikurs ausführlich beschrieben.

Gruss Euer
ELKO-Thomas


SPEZIAL-UPDATE: Der analoge Schalter I (der JFET)

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Es ist nur möglich auf der Hauptseite des ELKO das begleitende Titelbild zum folgenden Text zu sehen. Damit dies im Newsletter auch möglich ist, öffne man im Web-Browser den folgenden Link:

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Warum ist dies ein Spezial-Update? Ganz einfach, es gibt inhaltlich, bezüglich der Schaltungstechnik, keine Erweiterung und auch sonst nichts Neues. Neu ist, dass es den JFET BF245 nicht mehr gibt. In meinen Elektronik-Minikursen, wo dieser JFET zum Einsatz kommt, ist es immer der A-Typ. Also der BF245A, weil dieser die niedrigste Gate-Source-Spannung benötigt, um den Drainstrom zu sperren. Das ist vor allem dann wichtig, wenn man mit einer niedrigen Betriebsspannung arbeitet, wie dies mit Batterien oft die Regel ist.

Es ging also darum einen geeigneten Ersatz zu finden und das selbstverständlich im selben TO-92-Gehäuse. Ich wurde fündig mit den beiden JFETs J113 und PN4393 von Fairchild mit sehr ähnlichen Parametern. Nennenswert ist der J113, weil er leichter erhältlich ist.

TO-92-Gehäuse: Man muss darauf achten, dass die Reihenfolge  Gate-Source-Drain bei den J113 und PN4393 umgekehrt ist zum BF245A. Das ist aber kein Problem, man muss diese J113- oder PN4393-Gehäuse vor dem Einlöten einfach um 180 Grad drehen, wie dies den oberen Teil des Titelbildes illustriert. Der Source-Anschluss bleibt dabei in der Mitte der beiden andern Anschlüsse. Drain und Source werden nicht vertauscht, obwohl dies bei JFETs zulässig wäre.

Der untere Bildteil soll an dieser Stelle nur kurz andeuten, was denn beim J113 (und PN4393) signifikant besser ist als beim BF245A. Dies ist sehr vorteilhaft, wenn es darum geht mit einem JFET analoge Spannungen, z.B. Audiosignale, zu schalten. Alles Weitere folgt im Elektronik-Minikurs. Der Trick mit dem Gatestrom für die zusätzliche Reduktion des Drain-Source-Widerstandes ist der rote Faden dieses Elektronik-Minikurses seit Beginn im Jahre 2003.

SMD-Alternative: Wenn man bereit ist SMD-ICs zu verarbeiten, gibt es für die BF245A, BF245B und BF245C die gleichwertigen Nachfolger BF545A, BF545B und BF545C von NXP.

Gruss
Euer ELKO-Thomas