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UPDATE: Der Transistor-LED-und der FET-Konstantstromzweipol

Thomas Schaerer

Konstantstrom-ZweipolDer Inhalt dieses Elektronik-Minikurses wurde erweitert und gewisse Teile davon differenzierter beschrieben. Ein Konstantstromzweipol hat, wie die Bezeichnung sagt, nur zwei Pole. Er eignet sich also dann, wenn nur zwei Anschlüsse zur Verfügung stehen, – z.B. als Ersatz für einen Widerstand, weil ein konstanter Strom gefordert ist.

Im ersten Teil wird gezeigt, wie man einen solchen recht präzisen Konstantstromzweipol mit bipolaren Transistoren und LEDs realisieren kann und im zweiten Teil erfolgt die Methode mit Sperrchicht-Feldeffekttransistoren (JFETs). Diese Schaltung ist besonders einfach, besteht sie doch nur gerade aus einem JFET und einem einzigen Widerstand. Dafür ist diese Anwendung weniger genau. Diese Methode gibt es auch in integrierter Ausführung. Man nennt diese Bauteile Feldeffekt-, Konstantstrom- und Stromreglerdioden, weil der Strom nur in eine Richtung, von Drain nach Source, fliessen darf.

GROSSES UPDATE: Die Transistor-LED-Konstant-Stromquelle mit ein oder zwei Transistoren

Thomas Schaerer

Konstantstromquelle mit Transistor und LEDDieser Elektronik-Minikurs habe ich derart erweitert, dass man ihn gerade so gut als neu bezeichnen kann. Was ist geblieben und was ist neu dazugekommen? Geblieben ist das Hauptthema. Es damit zu tun, dass sich Transistoren und LEDs hervorragend als einfache und recht präzise Konstant-Stromquellen eignen.

Neu ist, das Thema beginnt damit wie man konstante Stromquellen im prähistorischen Zeitalter der Elektrotechnik mit Hochspannung erstellen musste, falls man so etwas benötigte. Beim Übergang zur elektronischen Methode mittels Transistor wird darauf hingewiesen, dass die Ausgangskennlinie dieses Bauteils die Voraussetzung ist: Während das Verhältnis der Kollektor-Emitter-Spannung zum Kollektorstrom bei wenigen k-Ohm liegt, befindet sich das Verhältnis der Änderung der Kollektor-Emitter-Spannung zur Änderung des Kollektorstromes bei einigen 100 k-Ohm. Dieser Wert dieses differenziellen Widerstandes lässt sich durch Gegenkopplungsmassnahmen bis weit in den M-Ohm-Bereich erhöhen.

Es folgt eine einfache dimensionierte Konstant-Stromquelle mit einem Transistor und vier Widerständen. Es empfiehlt sich für den Anfänger dies auf einem Testboard nachzubauen um selbst zu erfahren wie’s funktioniert. Nach der Erläuterung weshalb der Einsatz einer LED im Vergleich zu zwei Dioden wesentliche Vorteile hat, folgt neu eine Darstellung des vielseitigen Einsatzes dieser einfachen Stromquellenschaltung in sechs kleinen Schaltungen. In einem weiteren Bild wird an einem Beispiel gezeigt, dass sehr präzise Anwendungen realisierbar sind.

Es wird gezeigt, wie mittels Stromquelle in Stromquelle die Stromstabilität gegen Änderung der Betriebsspannung besonders unabhängig ist. Eine Schaltung, die sich besonders für Batterieanwendungen eignet. Ganz zum Schluss folgt noch eine Konstantstromquelle mit einem Dual-Operationsverstärker und einer hochstabilen Bandgap-Referenz. Dies dient nur als Hinweis darauf, dass es auch noch ganz andere Methoden gibt hochstabile konstante Ströme zu erzeugen.