Bipolartransistor als Stabilisierungsschaltung

Diskutiere Bipolartransistor als Stabilisierungsschaltung im Hausaufgaben Forum im Bereich DIVERSES; Hallo Komme mit der abgebildeten Aufgabe nicht weiter. Wie kann ich Ib und Ic berechnen? Habe folgende Formel, die mich nicht weiterbringt Ic=Ib...

  1. Drain

    Drain

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    Hallo
    Komme mit der abgebildeten Aufgabe nicht weiter. Wie kann ich Ib und Ic berechnen? Habe folgende Formel, die mich nicht weiterbringt Ic=Ib * B

    [​IMG]
     
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  3. #2 79616363, 17.08.2011
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    Nachdenken hilft :lol:

    Ist eigentlich ganz einfach. Guck mal (bitte beide Seiten lesen!):

    [​IMG]

    [​IMG]


    Hab das kurz in Word gemacht, mit Adobe gedruckt und dann als JPG exportiert - Formelsatz im Forum ist immer so ne elende Fummelei - Bild einfügen ist einfacher ;-)

    Bevor ich wieder Schelte kriege, ja mit OpenOffice geht das auch.

    Viele Grüße,

    Uli

    PS:

    Achso, nach IC hast Du ja auch gefragt. Es gilt IC=IE-IB.

    Und so nebenbei gilt noch: Die Gesamtstromaufnahme I1 der Schaltung ist IE+2*IB.

    PPS:

    Zur Spannungsstabilisierung gibt es Schaltungen die weitaus besser sind. UBE, UZ und B sind halt in der Praxis doch nicht ganz fest - Aber es war wohl nur ein erster Ansatz als Rechenbeispiel ;-)

    Edit:

    Kleinen Schreibfehler berichtigt - An einer Stelle musste es korrekterweise UBE und nicht UCE heißen - Ergebnis war trotzdem richtig.
     
  4. patois

    patois

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    Dem kann man nur zustimmen,
    aber wie das Beispiel zeigt ist diese Schaltung schon fast für Berufsschüler zu schwierig zu berechnen. :wink:

    Greetz
    Patois
     
  5. Drain

    Drain

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    Ich versteh folgenden Schritt nicht: IE = Ib + Ib*B
    Weshalb taucht den nun das Ib doppelt auf?

    Also muss man immer annehmen, das ein Transistor nicht in Sättigung betrieben wird?

    Ich habe diesen Faktor nie berücksichtigt. Für Ib kam ich also auf 44mA (Ib=2,2A / 50).
    Im Endergebnis komm ich dann für R1 auf 40,9 Ohm
    (R1=5,4V / 132mA)
    Wäre das in der Praxis gravierend?

    Wie bekomm ich denn hier das Ohm-Symbol hin? /Omega ?
     
  6. #5 79616363, 17.08.2011
    79616363

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    Ganz einfach, der Transistor wird hier im "Normalbetrieb" (als normaler Stromverstärker) verwendet, d.h. es gilt (im Idealfall) IC=B*IB.

    Sowohl der Basisstrom als auch der Kollektorstrom gehen im Emitter wieder raus und damit ergibt sich IE=IB+IC. So gesehen könnt man nen Transistor gewissermaßen als Knoten nach Kirchhoff ansehen.

    Setzen wir die oben angegebene Beziehung ein, so ergibt sich IE=IB+B*IB.

    Den Faktor IB klammern wir aus => IE=IB*(1+B).

    Gravierend? Nein, bei ner groben Abschätzung müsst man das nicht unbedingt auch noch mitnehmen - Die Bauteiltoleranzen verbiegen einem ja doch die in der Realität gebrauchten Werte.
    Exakt kann man es mit dieser Abschätzung eh nicht berechnen, aber wenn wir auch das noch vernachlässigen, dann wird unser Schätzwert mit Sicherheit nicht besser.
    Der Effekt kommt speziell bei Transistoren mit niedrigem B zum Tragen (z.B. bei bipolaren Leistungstransistoren) und da sollte man schon so liebensgewürzig sein und diese "Feinheit" mitnehmen.

    Du siehst ja selbst, dass Du mit deiner Vereinfachung eben nicht in die Nähe der Muliple-Choice Vorgaben kommst.

    Man muss auch nicht immer annehmen, dass ein Transistor in Sättigung oder im Normalbetrieb arbeitet - Das kann sehr verschieden sein.
    Mehr als durchschalten kann aber ein Transistor nicht.
    D.h. wenn durch die äußere Beschaltung (z.B. irgendeinen Widerstand) IC einen gewissen Wert nicht überschreiten kann, dann kann man so viel Strom auf die Basis geben wie man will, der Transistor kann nicht mehr als durchschalten und es wird kein höherer Kollektorstrom fließen.

    Dann stimmt IC=IB*B natürlich nicht mehr, dein UBE rennt Dir weg, die Zeit zum Ausräumen der Ladung nimmt zu und und und und.

    Vor der Sättigung kommt die Kompression und auch da stimmt so ziemlich gar nichts mehr mit dieser sehr vereinfachten Theorie überein.

    Weitere Faktoren, welche das ideale Verhalten stören, sind z.B. die Spannung UCE und die Temperatur.

    Diese Probleme sind durchaus real und müssen in der Praxis beachtet werden, wenn es auf Präzision ankommt.

    Ähnliche Probleme hat auch die Zenerdiode.

    Wenn das für Dich interessant sein sollte, dann schau dir mal das an: <a href="http://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltungen_des_Bipolartransistors" target="x">http://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltungen_des_Bipolartransistors</a> - Und selbst diese weitaus komplizierteren Modelle beschreiben das Verhalten nicht genau!

    Für einen ersten Entwurf reicht aber meist schon das oben beschriebene Vorgehen. DA geht es ja in erster Line mal darum, dass das wenigstens halbwegs tut und nicht gleich abraucht.

    Etwas genauer kann man das Verhalten anschauen, wenn man einen SPICE-Simulatrotz verwendet.
    Z.B. den hier: <a href="http://www.linear.com/designtools/software/" target="y">LTspice</a> - Der kostet nix und lässt sich sogar nach Belieben erweitern.
    Pspice und Konsorten gehen natürlich auch, die sind aber richtig teuer.
    Ich mag LTspice sehr (ist so schön einfach zu bedienen), aber letztendlich gefällt mir Pspice fast besser - Allerdings erschlägt Pspice (Cadence OrCAD) einen mit seinen Möglichkeiten am Anfang fast.

    Wenn das Ding aber in der Theorie steht, dann führt kein Weg dran vorbei, das an nem real aufgebauten Prototypen auch zu verifizieren.

    Das mit dem Ω im Forum ist etwas blöd, denn die phpBB Software scheint HTML-Formatierungen (siehe <a href="http://de.selfhtml.org/html/referenz/zeichen.htm" target="html">http://de.selfhtml.org/html/referenz/zeichen.htm</a>) nicht ganz ungestreift durchzulassen und versucht Sachen zu verschlimmbessern.
    Mal klappt's und manchmal nicht - Da hab ich die Regeln auch noch nicht ganz geblickt.

    Eigentlich müsst jetzt hier vier Mal das Omega stehen:
    <ul><li>Ω - In Word ein Omega hingeschrieben und hier in Beitragstext reinkopiert - Meistens geht's und phpBB übersetzt das intern für einen.
    <li>Ω - Als Unicode &#937; - Tut oft
    <li>Ω - Als Unicode &#8486; - Tut auch oft
    <li>&Omega; - as named entity &Omega; - Tut eigentlich fast nie :-(</ul>

    Aufpassen, nach nem "Edit" oder einer Vorschau verwirbelt einem phpBB da so Manches ;-)
    Hab hier auch x-Mal nachbessern müssen, bis das Biest endlich mal das angezeigt hat, was ich eigentlich wollte - Besonders hinterhältig ist das schnöde (Entity-eigene Zeichen) Zeichen &, das ggf. als &#38; geschrieben werden sollte ;-) :lol:

    Besser solche Quelltexte extern per Notepad oder so zwischenlagern.

    Für abgefahrene Sonderzeichen sollt man aber die Unicode-Methode bevorzugen.

    Hmm, eine Frage noch, was studierst Du?

    Viele Grüße,

    Uli
     
  7. #6 Octavian1977, 13.09.2011
    Octavian1977

    Octavian1977 Moderator

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    Hab mich ja schon lang nicht mehr damit beschäftigt aber bei UBE kleiner 0,7V müsste der Transistor doch sperren oder?
     
  8. patois

    patois

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    .
    Ganz so einfach ist das nicht.

    Schau dir mal die Kennlinie für den B-E Übergang eines bipolaren NPN Transistors genau an.

    Abhängig vom betrachteten Typ kommt man dabei auch auf Werte von 0,6 Volt.

    Die Betonung liegt aber auf Kennlinie. Es besteht ein gleitender Übergang zwischen leitendem und nichtleitendem Zustand.

    Es ist nicht so, dass bei 0,7 Volt der B-E Übergang noch leitend wäre und bei 0,69 Volt schlagartig nicht mehr.

    Ein solches Verhalten, welches einem abrupten Knick in der Kennlinie entsprechen würde, nimmt man nur zur vereinfachten Erklärung an, bzw. um das Superpositions-Gesetz in Berechnungen benutzen zu können.

    :arrow: Ich denke aber, dass der Themeneröffner das Interesse an diesem Thread längst verloren hat, zumal Uli ja eine ausführliche Erklärung abgegeben hatte.

    Greetz
    Patois
     
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Bipolartransistor als Stabilisierungsschaltung

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