Schlagwort: Transistor

Update: Schaltschema-Zeichnungsprogramm TRANSISTOR

Thomas Schaerer

TextTRANSISTOR ist das Schaltschema-Zeichnungprogramm, das ich stets zum Zeichnen meiner Schaltschemata in meinen Elektronik-Minikursen einsetze. Es kommt deshalb immer wieder vor, dass ich von ELKO-Lesern gefragt werde, womit ich meine Schaltschemata zeichne. Dann muss ich allerdings erklären, dass dieses Programm weit zurückreicht. Es wurde Ende der 1980er-Jahre von Rainer Stamm für die ATARI-ST-Computer entwickelt, die damals u.v.a. für elektrotechnische Anwendungen stark im Kurs waren. Ich habe Anfangs er 1990er-Jahre die Quelltexte für wenig Geld übernommen und ich pflege TRANSISTOR bis heute weiter. Jedes neue Update hinterlegte ich auf die damals gut gepflegten FTP-Server. Seit ich im ELKO mitwirke, kann man sich TRANSISTOR vom ELKO herunterladen.

Es gibt da natürlich ein kleines Problem, dass schon sehr lange keine ATARI-ST mehr gekauft werden können. Allerdings ist es tatsächlich ein kleines Problem, weil es ebenso schon sehr lange viele ATARI-ST-Emulatoren für fast jede Computerplattform gibt. Ich selbst habe die Erfahrung mit STEEM unter WinXP und mit HATARI unter MacOSX-10.5/10.6. Natürlich gibt es HATARI und STEEM auch für Linux und genau das dürfte einige Elektroniker interessieren, die sowieso schon lange unter Linux arbeiten, TRANSISTOR mal auszuprobieren.

TRANSISTOR ist ein kleines Programm, geeignet für Dokumentationen, wo nicht gleich sehr aufwändige Schaltungen gezeichnet werden müssen. Viel zu lernen gibt es nicht. Man hat das meiste gelernt nach dem man zum ersten Mal ein Schaltschema gezeichnet hat. Das heutige Update betrifft die Überarbeitung des Manual, das Bestandteil ist im ZIP-Packet, das man herunterladen kann. Alles weitere dazu, erfährt man im folgenden Link:

Übersteuerung und Sättigung

Patrick Schnabel

Im Zusammenhang mit dem bipolaren Transistor hört man manchmal von Übersteuerung/Übersteuern und Sättigung. Der Fachmann verwendet die Begriffe „einen Transistor übersteuern“ oder „der Transistor befindet sich in der Sättigung“. In der Regel sagt einem Unkundigen das überhaupt nichts. Und tatsächlich, beschäftigt man sich mit Transistor-Schaltungen nur am Rande, kommt man mit Übersteuerung und Sättigung kaum in Berührung. Zumindest nicht, wenn man sich hauptsächlich mit dem Transistor als Verstärker beschäftigt. Betreibt man einen Transistor als Schalter, sollte man wissen, was diese Begriffe bedeuten.

Verstärker

Patrick Schnabel

Verstärker der Klasse A, B und AB sind lineare Schaltungen und vergleichsweise einfach aufgebaut. Sie stellen die Klassiker unter den Endstufen dar. Ihr Nachteil ist der geringe Wirkungsgrad. Die meiste Energie geht als Wärme verloren.

Ein Klasse-D-Verstärker hat mit einer einfachen Transistorschaltung nichts mehr zu tun. Es handelt sich um einen digitalen Verstärker. Hier wird der Ausgangsstrom ständig zwischen Maximum und Null umgeschaltet.

Verschiedene Widgets zum Einbauen auf die eigene Webseite

Patrick Schnabel

Heute mal was die Elektroniker unter Euch, die an Ihrer eigenen Webseite basteln.

Ich biete schon etwas länger Abfrage-Tools für Transistor-Vergleichstypen, TTL-Code und SMD-Code an:

Jetzt gibt es die Möglichkeit diese Tools auch auf anderen Webseite einzubauen. Wie sowas aussehen kann:

Der JavaScript-Code, zum Einbauen auf die eigene Webseite, ist dort auch zu finden. Wer das mal ausprobieren möchte und seinen eigenen Besuchern einen zusätzlichen Service bieten möchte, der kann die Tools, die auch Widgets genannt werden, bei sich einfach mal einbauen und ausprobieren.

Update: Transistor als Schalter

Patrick Schnabel

Transistoren eignen sich zum kontaktlosen Schalten kleiner und mittlerer Leistungen.

Der eigentliche Schalter ist dabei die Kollektor-Emitter-Strecke (CE-Strecke) des Transistors.

Um das Prinzip des „Transistor als Schalter“ oder „Schalttransistors“ zu verstehen, muss man sich das Verhalten des Transistors genauer ansehen. Das Schaltprinzip wird jeweils mit Hilfe einer Ersatzschaltung, bestehend aus zwei Widerständen, verdeutlicht.

Open-Collector (OC)

Patrick Schnabel

Der Open-Collector (OC) ist der unbeschaltete Kollektor-Anschluss eines Transistors am Ausgang eines integrierten Schaltkreises (IC). Mit „unbeschaltet“ ist offen (engl. open) gemeint.

Von der Schaltung her, ist ein der Open-Collector ein NPN-Transistor, dessen Emitter auf Masse liegt und der Kollektor als Ausgang dient. Der Kollektor des Transistors wird dabei ohne weitere innere Beschaltung an den Ausgang des integrierten Schaltkreises geführt.

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.

UPDATE: Konstantstromquelle mit Opamp und Bandgap-Spannungsreferenz, und eine LED-Testschaltung.

Thomas Schaerer

Stromquelle mit Opamp und TransistorDieser Elektronik-Minikurs ist im Text neu überarbeitet und verständlicher und geht, dort wo es wichtig ist, besser in’s Detail.Man erlernt das Prinzip dieser Konstantstromquelle und am Schlusskann jeder seine eigene LED-Testschaltung bauen und versteht wiesie funktioniert. Das kleine Bild deutet an, wie die Konstantstromquelle, bzw, der LED-Tester arbeitet. Mit einer Zusatzspannungsquelle können leicht auch lange LED-Ketten getestet werden.

Man lernt schrittweise die Wirkungsweise dieser Konstantstromquelle kennen. Es beginnt mit der einfachsten Opamp-Schaltung, mit dem Impedanzwandler. Im folgenden Schritt wird erst eine Diode im Gegekopplungspfad eingebaut und wir analysieren die Spannungen. Im nächsten Schritt wird an Stelle der Diode die Basis-Emitterstrecke eines Transistors eingebaut und ein Widerstand zwischen Emitter und GND definiert in Abhängigkeit der Eingangsspannung den konstanten Kollektorstrom. Konstant im Sinne davon, dass der Strom unabhängig desWiderstandes im Kollektorkreis auf einem stabilen Wert bleibt. Damit ist die Konstantstromquelle realisiert. So ideal wie es jetzt aussieht, ist es aber trotzdem nicht, wenn man es ganz genau nimmt: Stichwort Early-Effekt, dessen Auswirkung kurz erklärt wird.

Im nächsten Schritt erlernt man die Unterschiede der bipolaren Opamps, nämlich solche mit NPN- und PNP-Eingangs-Transistoren. Und man lernt, warum sich in diesem Projekt nur Opamps mit NPN-Eingangs-Transistoren, von denen es sehr viele gibt, eignen. Es wird aber auch gezeigt, dass durchaus auch gewisse BiFET-Opamps in Frage kommen. Dieser Elektronik-Minikurs geht, was den Eingangsteil betrifft, etwas auf die Opamptopologie ein.

Im nächsten Schritt folgt die vollständige Dimensionierung einer solchen Konstantstromquelle und im letzten Teil folgt die Schaltung eines nachbaubaren des LED-Testers mit umschaltbaren Konstantströmen mit Werten 1, 2, 5, 10, 20 und 50 mA. Durch Kombination der Schalter sind auch Zwischenwerte und höhere Werte möglich. Sind alle Schalter eingeschaltet, beträgt der konstante LED-Strom 88 mA.

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.