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Ich bin eigentlich auch gar nicht da und auch gleich wieder weg - Trotzdem ...
Ja, an einer LED fallen 2,7V ab, in Modul 7 haben wir davon 3 Stück in Serie, also fallen in dem Strang 8,1V ab.
Das definiert unser <b>Kollektor</b>potential von T4 mit U0-8,1V=3,9V.
Bei der Berechnung des Moduls 4 haben wir festgestellt, dass das <b>Emitter</b>potential von T1 bei Vollaussteuerung 2,7V beträgt.
Alle Basisanschlüsse der Transistoren T1 ... T4 sind durchverbunden und haben somit gleiches Potential. Wir gehen auch davon aus, dass T1 ... T4 zumindest vom UBE=0,65V her identisch wären und diese Spannung konstant wäre (Ist sie aber nicht wirklich - Aber näherungsweise konstant genug).
Daraus ergibt sich, dass die Emitterpotentiale von T1 ... T4 identisch sind - Also halt auch für T4 (in Modul 7) diese 2,7V aus der ersten Berechnung in Modul 4.
Hier ist einfach wichtig zu verstehen, dass Basis- und Emitterpotential in einem engen Bezug stehen. Die Differenz UB-UE beträgt einfach immer die Durchlasspannung der BE-Strecke (ähnlich wie bei ner Diode).
[Exkurs]<ul>Dass das verhängnisvoll werden kann, sehen wir später noch. Das kann ein Grund sein, weshalb der Ausfall eines Bauteils gleich noch andere mit in den Tod reisst.
Das ist für unsere jetzigen Berechnungen aber noch ohne Belang. Uns geht es erst mal darum die richtige Grunddimensionierung heraus zu bekommen.</ul>[/Exkurs]
Das mag widersprüchlich klingen denn bei der Berechnung von Modul 4 gingen wir von einem UCE=UCE(sat)=0,2V aus - Hier ist aber UCE=3,9V-2,7V=1,2V.
Das ist aber kein Widerspruch, denn das bedeutet lediglich, dass hier T4 nicht in Sättigung betrieben wird, sondern halt in T4 ein Spannungsabfall von 1,2V gefordert ist. Das ist aber kein Drama, T4 ist halt nicht durchgesteuert und darf es (ohne den gedachten R8 ) auch nicht sein!
Wir vernachlässigen wieder den eingeprägten Basisstrom, der auch über RE4 abfliessen muss und setzen IE~=IC.
Weil UE4=UE1=2,7V gilt und IC4=IF=20mA sein muss, können wir sofort RE4=2,7V/20mA=135Ohm berechnen - Ein selten doofer Wert.
Wir rechnen das aber erst mal theoretisch durch - Um die Praxis (und davon sind wir noch ein gutes Stück entfernt) kümmern wir uns später.
Es geht jetzt auch noch nicht darum die 135Ohm zu erreichen, wir werden gleich noch andere Probleme sehen und nehmen den Wert vorerst mal als gegeben.
<b>Hinweis:</b> Es wäre eine völlig übereilte und sinnlose Entscheidung die 135 Ohm jetzt schon durch eine Parallelschaltung von zwei 270 Ohm Widerständen zu erzwingen. Eigentlich wird andersrum ein Schuh draus ;-)
Wir werden auch noch sehen, dass wir das eleganter lösen können.
Dennoch, jetzt haben wir wunderschöne theoretische Werte, mit der Deine Simulation erst mal zufrieden sein sollte.
Schön wär's wenn es dann auch in der Praxis so <u>sauber</u>(!) funktionieren würde. Die Praxis ist aber gemein und funktioniert so eben nicht sauber, sondern nur halbwegs ;-)
Hmm, warum spielt uns die Praxis hier einen Streich? Was könnte das sein?
Klar, ein Grund könnte sein, dass UBE halt nicht vollständig stromunabhängig ist.
Es ist auch nicht so, dass die Kennlinien zweier Exemplare einer Baureihe vollkommen identisch sind.
Aber das sind hier fast Peanuts, die in den später (für die Praxis) noch nötigen (aber einfachen) Feinjustagen untergehen.
Ein grösseres Problem ist der thermische Gleichlauf der Module.
Schauen wir uns dazu die Verlustleistungen in T1 und T4 an.
Bei T1 haben wir einen KOllektorstrom von 60 mA und einen Spannungsabfall von 0,2 V. Die Verlustleistung durch den Basisstrom vernachlässigen wir.
Wir haben also eine Verlustleistung von etwas über
PT1=0,2 V * 60 mA = 12 mW
Bei T4 haben wir einen Kollektorstrom von 20 mA und einen Spannungsabfall von 1,2 V. Die Verlustleistung durch den Basisstrom vernachlässigen wir.
Wir haben also eine Verlustleistung von etwas über
PT4=1,2 V * 20 mA = 24 mW
Ja schön - Und wo ist nun das Problem?
Das Problem ist, dass T4 nun verrückterweise wärmer wird als T1!!! Das beeinflusst die Kennlinien!
Und wenn wir später noch weiter rechnen, dann sehen wir, dass das nur für diesen Betriebszustand gilt und es Betriebszustände gibt, wo es grad andersrum ist ?!?!!!
Jetzt aber nicht verzweifeln, davon geht die Welt nicht unter und die Auswirkungen wären auch nicht katastrophal.
Das würde sogar in der Praxis halbwegs funktionieren und man würd es kaum merken.
Die Simulation würd sogar behaupten, dass es perfekt funktioniert.
Nö, machen wir nicht, es ist einfach nicht sauber!!!
Ich sag Dir später noch, wie man sowas in der (sauberen) Praxis hinbiegt.
Das ist dann halt der Unterschied zwischen dahingenagelten Bastlerprojekten und der etwas höheren Kunst.
Zu einem sauberen Entwurf gehört schon etwas mehr, als ein paar zufällig gefundene Bauteile zusammen zu löten.
Jetzt kümmern wir uns aber erst mal darum, dass Du das Prinzip verstehst und deshalb bleiben wir erst mal bei der idealisierten Theorie.
Ich möcht Dir nicht zu nahe treten und ich mein es auch nicht bös, aber bislang hat man noch nicht den Eindruck, dass Du die Sache im Griff hättest. Aber das kriegen wir hin ;-)
Ich will einfach nicht, dass Du einer von den "hirnlosen" LED Bastlern wirst, die ein kurzlebiges Ding nach dem andern hinlegen und auch noch stolz drauf sind.
Wenn Du dieses Spässchen hier begriffen hast, dann wirst Du über die Bastlerentwürfe auch nur noch grinsen ;-)
Dein Projekt ist natürlich auch schon etwas anspruchsvoller, als nur irgendwas zum Leuchten zu bringen.
Alla, probieren wir's nochmal. Mach Dich mal an Modul 6.
Das ist so ne Mischung aus Modul 4 und Modul 7.
Denk einfach dran, bei allen Transistoren T1 ... T4 muss wegen der verbundenen Basisanschlüsse (im idealisierten Fall) ein gleiches Emitterpotential da sein.
Jetzt liegt es an Dir herauszufinden:
<ul><li>Welchen Wert hat RE3?
<b>Tipp:</b> Den hatten wir schon mal - Warum? - Aber bitte nicht raten ;-)
<li>Welchen Wert hat idealerweise R7 und warum darf der (in diesem konkreten Fall) keinesfalls Null sein?</ul>
<b>Anmerkung:</b><ul>Man mag mich anklagen, warum ich nicht einfach sage was Sache ist. Aber das bringt doch nix, wenn er was zusammennagelt und nicht richtig weiss warum es funktioniert?!?!
Morgen kommt dann ne andere Aufgabe und schon wieder werden die Augen gross.
Wenn er kapiert wie das geht, dann kann ihn sowas nicht mehr schocken!</ul>
Viele Grüsse,
Uli
Ja, an einer LED fallen 2,7V ab, in Modul 7 haben wir davon 3 Stück in Serie, also fallen in dem Strang 8,1V ab.
Das definiert unser <b>Kollektor</b>potential von T4 mit U0-8,1V=3,9V.
Bei der Berechnung des Moduls 4 haben wir festgestellt, dass das <b>Emitter</b>potential von T1 bei Vollaussteuerung 2,7V beträgt.
Alle Basisanschlüsse der Transistoren T1 ... T4 sind durchverbunden und haben somit gleiches Potential. Wir gehen auch davon aus, dass T1 ... T4 zumindest vom UBE=0,65V her identisch wären und diese Spannung konstant wäre (Ist sie aber nicht wirklich - Aber näherungsweise konstant genug).
Daraus ergibt sich, dass die Emitterpotentiale von T1 ... T4 identisch sind - Also halt auch für T4 (in Modul 7) diese 2,7V aus der ersten Berechnung in Modul 4.
Hier ist einfach wichtig zu verstehen, dass Basis- und Emitterpotential in einem engen Bezug stehen. Die Differenz UB-UE beträgt einfach immer die Durchlasspannung der BE-Strecke (ähnlich wie bei ner Diode).
[Exkurs]<ul>Dass das verhängnisvoll werden kann, sehen wir später noch. Das kann ein Grund sein, weshalb der Ausfall eines Bauteils gleich noch andere mit in den Tod reisst.
Das ist für unsere jetzigen Berechnungen aber noch ohne Belang. Uns geht es erst mal darum die richtige Grunddimensionierung heraus zu bekommen.</ul>[/Exkurs]
Das mag widersprüchlich klingen denn bei der Berechnung von Modul 4 gingen wir von einem UCE=UCE(sat)=0,2V aus - Hier ist aber UCE=3,9V-2,7V=1,2V.
Das ist aber kein Widerspruch, denn das bedeutet lediglich, dass hier T4 nicht in Sättigung betrieben wird, sondern halt in T4 ein Spannungsabfall von 1,2V gefordert ist. Das ist aber kein Drama, T4 ist halt nicht durchgesteuert und darf es (ohne den gedachten R8 ) auch nicht sein!
Wir vernachlässigen wieder den eingeprägten Basisstrom, der auch über RE4 abfliessen muss und setzen IE~=IC.
Weil UE4=UE1=2,7V gilt und IC4=IF=20mA sein muss, können wir sofort RE4=2,7V/20mA=135Ohm berechnen - Ein selten doofer Wert.
Wir rechnen das aber erst mal theoretisch durch - Um die Praxis (und davon sind wir noch ein gutes Stück entfernt) kümmern wir uns später.
Es geht jetzt auch noch nicht darum die 135Ohm zu erreichen, wir werden gleich noch andere Probleme sehen und nehmen den Wert vorerst mal als gegeben.
<b>Hinweis:</b> Es wäre eine völlig übereilte und sinnlose Entscheidung die 135 Ohm jetzt schon durch eine Parallelschaltung von zwei 270 Ohm Widerständen zu erzwingen. Eigentlich wird andersrum ein Schuh draus ;-)
Wir werden auch noch sehen, dass wir das eleganter lösen können.
Dennoch, jetzt haben wir wunderschöne theoretische Werte, mit der Deine Simulation erst mal zufrieden sein sollte.
Schön wär's wenn es dann auch in der Praxis so <u>sauber</u>(!) funktionieren würde. Die Praxis ist aber gemein und funktioniert so eben nicht sauber, sondern nur halbwegs ;-)
Hmm, warum spielt uns die Praxis hier einen Streich? Was könnte das sein?
Klar, ein Grund könnte sein, dass UBE halt nicht vollständig stromunabhängig ist.
Es ist auch nicht so, dass die Kennlinien zweier Exemplare einer Baureihe vollkommen identisch sind.
Aber das sind hier fast Peanuts, die in den später (für die Praxis) noch nötigen (aber einfachen) Feinjustagen untergehen.
Ein grösseres Problem ist der thermische Gleichlauf der Module.
Schauen wir uns dazu die Verlustleistungen in T1 und T4 an.
Bei T1 haben wir einen KOllektorstrom von 60 mA und einen Spannungsabfall von 0,2 V. Die Verlustleistung durch den Basisstrom vernachlässigen wir.
Wir haben also eine Verlustleistung von etwas über
PT1=0,2 V * 60 mA = 12 mW
Bei T4 haben wir einen Kollektorstrom von 20 mA und einen Spannungsabfall von 1,2 V. Die Verlustleistung durch den Basisstrom vernachlässigen wir.
Wir haben also eine Verlustleistung von etwas über
PT4=1,2 V * 20 mA = 24 mW
Ja schön - Und wo ist nun das Problem?
Das Problem ist, dass T4 nun verrückterweise wärmer wird als T1!!! Das beeinflusst die Kennlinien!
Und wenn wir später noch weiter rechnen, dann sehen wir, dass das nur für diesen Betriebszustand gilt und es Betriebszustände gibt, wo es grad andersrum ist ?!?!!!
Jetzt aber nicht verzweifeln, davon geht die Welt nicht unter und die Auswirkungen wären auch nicht katastrophal.
Das würde sogar in der Praxis halbwegs funktionieren und man würd es kaum merken.
Die Simulation würd sogar behaupten, dass es perfekt funktioniert.
Nö, machen wir nicht, es ist einfach nicht sauber!!!
Ich sag Dir später noch, wie man sowas in der (sauberen) Praxis hinbiegt.
Das ist dann halt der Unterschied zwischen dahingenagelten Bastlerprojekten und der etwas höheren Kunst.
Zu einem sauberen Entwurf gehört schon etwas mehr, als ein paar zufällig gefundene Bauteile zusammen zu löten.
Jetzt kümmern wir uns aber erst mal darum, dass Du das Prinzip verstehst und deshalb bleiben wir erst mal bei der idealisierten Theorie.
Ich möcht Dir nicht zu nahe treten und ich mein es auch nicht bös, aber bislang hat man noch nicht den Eindruck, dass Du die Sache im Griff hättest. Aber das kriegen wir hin ;-)
Ich will einfach nicht, dass Du einer von den "hirnlosen" LED Bastlern wirst, die ein kurzlebiges Ding nach dem andern hinlegen und auch noch stolz drauf sind.
Wenn Du dieses Spässchen hier begriffen hast, dann wirst Du über die Bastlerentwürfe auch nur noch grinsen ;-)
Dein Projekt ist natürlich auch schon etwas anspruchsvoller, als nur irgendwas zum Leuchten zu bringen.
Alla, probieren wir's nochmal. Mach Dich mal an Modul 6.
Das ist so ne Mischung aus Modul 4 und Modul 7.
Denk einfach dran, bei allen Transistoren T1 ... T4 muss wegen der verbundenen Basisanschlüsse (im idealisierten Fall) ein gleiches Emitterpotential da sein.
Jetzt liegt es an Dir herauszufinden:
<ul><li>Welchen Wert hat RE3?
<b>Tipp:</b> Den hatten wir schon mal - Warum? - Aber bitte nicht raten ;-)
<li>Welchen Wert hat idealerweise R7 und warum darf der (in diesem konkreten Fall) keinesfalls Null sein?</ul>
<b>Anmerkung:</b><ul>Man mag mich anklagen, warum ich nicht einfach sage was Sache ist. Aber das bringt doch nix, wenn er was zusammennagelt und nicht richtig weiss warum es funktioniert?!?!
Morgen kommt dann ne andere Aufgabe und schon wieder werden die Augen gross.
Wenn er kapiert wie das geht, dann kann ihn sowas nicht mehr schocken!</ul>
Viele Grüsse,
Uli
