Transistor Arbeitspunkt einstellen?
Grüße zusammen,
ich beschäftige mich aktuell mal ein bisschen mit Verstärkerschaltungen, das große Ziel ist es, mal einen Röhrenverstärker selbst zu bauen.
Nun hab ich erstmal angefangen, mit ein paar kleinen Transistoren die ich noch rumliegen hab, kleine Verstärkerschaltungen aufzubauen.
Allerdings komme ich aktuell nicht wirklich weiter, daher meine Frage:
Wie stelle ich in der Praxis den Arbeitspunkt meines Transistors ein? Welche Werte aus dem Datenblatte nehme ich dazu und wie stelle ich die Berechnungen für die benötigten Widerstände an?
Leider habe ich kein Oszilloskop, kann ich mit einem Multimeter eventuell Messungen anstellen um den Arbeitspunkt mit Potentiometer einzustellen?
Beste Grüße,
Jacke
3 Antworten
Datenblatt brauchst Du nicht.
Du musst nur wissen - npn oder pnp.
Verbreitet ist npn. Dafür gilt:
- Wähle Kollektorstrom Ic (einige wenige mA)
- Nimm einen Kollektor-Widerstand mit (ungefähr) Rc=0,5*Ub/Ic dabei ist Ub die Betriebsspannung.
- Nimm einen Emitterwiderstand mit (ungefähr) Re=0,1Rc.
- Realisier einen Spannungsteiler an der Basis mit einer Basis-Vorspannung von Ub=(Ie*Re + 0,7) V, wobei die Widerstände so etwa im unteren bis mittleren kOhm-bereich liegen sollten. Dabei kannst Du setzen: Ie=Ic.
- Du siehst: Du brauchst keine weiteren Informationen - insbesondere nicht die Stromverstärkung B. Den Basisstrom, der natürlich fließen muss, haben wir erst mal vergessen, denn er spielt keine große Rolle. Er fließt, ist aber eine unerwünschte Größe.
- Die Verstärkung ist: V= - g*Rc/(1+g*Re). Dabei ist g die Transistorsteilheit mit g=Ic/26mV. Wenn V zu klein ist, schalte einen Kondensator parallel zu Re - dabei wird der Arbeitspunkt nicht verändert.
Nein - die Steilheit hat nichts mit der Stromverstärkung zu tun.
Wenn der Basis-teiler niederohmig genug ausgelegt ist (Teiler-Strom etwa mindestens 10 mal größer als der Basisstrom), dann kann man den Basisstrom getrost vergessen, da er sowieso mit extrem großen Toleranzen behaftet ist.
<<< Die Stromsteuerkennlinie ergibt sich aus dem Zusammenhang von dem Kollektorstrom IC und dem Basisstrom IB. Die Stromsteuerkennlinie wird auch als Übertragungskennlinie bezeichnet.
Die Kennlinie gilt jeweils für eine bestimmte Kollektor-Emitter-Spannung UCE. Die Charakteristik der Kennlinie ist anfangs nahezu linear und krümmt sich dann gegen Ende etwas.
Aus der Steilheit der Kennlinie kann die Gleichstromverstärkung Β und die differenzielle Stromverstärkung β abgelesen werden. Je steiler die Kennlinie, desto größer die Stromverstärkung >>>
Steht so in
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm
und sinngemäß in vielen anderen Quellen.
Auch ist Deine Aussage "Basisstrom vergessen" und gleichzeitig "Teilerstrom 10fach Basisstrom" unlogisch, eben weil B stark variieren kann. 😎
Naja, zumindest ich will hier keinen "Schlauheitskrieg" machen, zumindest mich kann der FS ja gerne Details erfragen bei Bedarf.
Sorry - Du hast unrecht und vieles in Deinem Text ist falsch. Die Steilheit ist schlicht die Steigung der Spannungssteuerkennlinie (e-Funktion) Ic=f(Vbe) . Damit hat der Faktor B (der leider fälschlicherweise und aus historischen Gründen "Stromverstärkung" genannt wird) absolut NICHTS zu tun. Und gerade DANN, wenn wenn der Teilerstrom viel größer ist als der Basisstrom, kannst Du letzteren vergessen, ohne dass der Fehler zu groß wird, weil nämlich die Gegenkopplungswirkung vom Emitterwiderstand Re die Einflüssse der Transistoreigenschaften drastisch reduziert. Probier es aus!
Im übrigen ist das "elektronik-Kompendium" in Sachen Transistorsteuerung schlicht falsch! Leider gilt das auch für einige andere Bücher. Man sollte sich lieber nicht auf Internet-Beiträge blind verlassen.
Richtige Darstellung findest Du im Standard-Werk von Tietze-Schenk.
Erstens ist das nicht "mein Text", zweitens sind Transistoren letztlich nicht Spannungs- sondern Stromgesteuert, sind keine Röhren, FETs, drittens finde ich es doch schon recht abenteuerlich, wie Du hier Fachliteratur be-, verurteilst.
Dass ein Emitterwiderstand im genannten Sinn stabilisierend wirkt, ist doch klar.
Zudem ist die Dimensionierung einer Transistorstufe eine Sache, die Dimensionierung eines Verstärkers mit mehreren, gar Endstufen eine ganz andere Sache, auch und gerade bezüglich Stabilität, Rückkopplung usw.!
Aber mach ruhig weiter, mir sind so komplette "Einzellehrgänge" eh auch zu aufwendig, zumal es eben vieles an Fachliteratur gibt.
Nur eine kurze Erwiderung: Wenn Du mal aufmerksam liest, wirst Du feststellen, dass das mit der Stromsteuerung eine schlichte Behauptung ist - ohne jeden Nachweis! Hast Du denn noch nie was von den Shockley-Gleichungen und dem Gummel-Poon-Modell (e-Funktion mit Vbe im Exponenten) gehört, welches in ALLEN Simulationsprogrammen zum Einsatz kommt? Für diese Tatsache der Spannungssteuerung gibt es etliche theoretische und praktische Nachweise!!
Hast Du Bedarf an Beispielen?
Denk mal über die Bedeutung des allseits bekannten Temperatur-Koeffizienten d(Vbe)/dT=-2mV/K nach!
Und überleg mal, wie und warum die Re-Gegenkopplung funktioniert.
Kleiner Tipp: Auch bei Fachliteratur ist kritisches Denken erforderlich (vor allem bei Internet-Beiträgen).
Ich habe sowas jahrelang gemacht, bin jetzt anders orientiert. Jede Diode hat Exemplarstreuungen, d. h. unter Anderem, dass die Durchlassspannugen für einen bestimmten Strom unterschiedlich sind, wie willst Du also einen Transistor direkt per EB-Spannung steuern ohne weitere Maßnahmen? Bei Röhren, FETs kein Problem.
Natürlich erzeugt ein Basisstrom eine EB-Spannung, aber, im Gegensatz zum FET, erzeugt diese zwangsläufig den Basisstrom, der letztlich den Kollektorstrom steuert.
Was bitte ändert Temperatur-Koeffizient und Gegenkopplung daran? Nichts.
Ich bin der Letzte, der nicht kritisch denkt, allerlei hinterfragt, aber das tue ich auch bei Deinen Darstellungen. Die übrigens dem FS das Thema bestenfalls vergällen.
Die Simu-Proggies mögen mit Spannungen arbeiten (was aber zu "beweisen" wäre), da haben alle Transis gleichen Typs auch eine exakt gleiche Eingangskenlinie.
Na ja - ich weiß, es fällt schwer, etwas als falsch zu erkenne, an das man jahrelang GEGLAUBT hat. Hast Du einen einzigen Nachweis? Das mit dem Tempco verstehst Du scheinbar nicht. Soll ich erklären? Der Strom Ic ist sehr stark temperaturabhängig, und der Tempco sagt, dass man die SPANNUNG Vbe um 2mV pro Grad Temperaturerhöhung verringern muss, um Ic wieder auf den alten Wert zu bringen. Das gilt genauso auch für die pn-Diode. Warum sollte sich auch der pn-Übergang der Diode anders verhalten als der pn-Übergang dert B-E-Strecke?
Schau mal im Tietze-Schenk nach, was da steht..... Außerdem ist es energietechnisch unmöglich, dass ein kleiner Strom DIREKT einen 200-mal größeren Strom steuern können soll.
Ich lass mich ungern für dumm verkaufen. Dass ein Strom direkt einen 200mal höheren steuert, steht nirgends und habe ich auch nie behauptet. Du unterschlägst da aber geflissentlich die Physik des Transistors.
Ansonsten haust Du hier irgendwelche Sachen etwas zusammenhanglos rein, was willst Du wirklich?
Wo habe ich gesagt, dass der Dioden-PN sich anders verhält als der EB-PN? Aber letztlich ist ein Transistor eben nicht nur ein PN-Übergang, sondern ein PNP oder NPN Konstrukt mit dünnerer "Mittelschicht". Usw... Wir sollten bei der Unterstützung des FS bleiben, statt hier persönlich zu werden. Solltest aufhören, mich für blöd, unwissend zu erklären, darauf fahre ich schon lange nicht mehr ab. Du weißt gar nichts über mich. In dem Sinne schönen Tag noch.
OK - dann lass Dich nicht überzeugen, sondern "glaube" weiter. Aber wenn Du ernst genommen werden willst, dann solltest Du wissen was Du selber geschrieben hast (Zitat: "....zweitens sind Transistoren letztlich nicht Spannungs- sondern Stromgesteuert). Zeig mit einen technisch-physikalischen Nachweis dafür dass IB den Strom IC steuern würde - ich hab Dir ja schon zwei Beweise für Spannungssteuerung präsentiert. Gerne mehr, falls Interesse besteht.
Warum bist Du denn so empfindlich? Weder habe ich die Worte "blöd" noch "unwissend" benutzt? Hast Du denn Probleme damit, eine andere Erklärung als Deine (die ja nur ein Glaube ist) anzuerkennen?
Apropos "Unterstützung des "FS" : Ich hab ihm eine ausführliche Antwort gegeben, wo ist denn Deine? Du hast mit Deinem ersten Kommentar auf meine Ausführungen mit einem falschen/unsinnigen Kommentar reagiert ("Steilheit und Stromverstärkung hängen aber sehr wohl zusammen").
Und ich hab mir dann die Freiheit genommen, Dich zu korrigieren - im Interesse der technisch-physikalischen Korrektheit. Thats all!
Ob Du mich nun "ernst" nimmst oder nicht... bist Du die ganze Welt? Die oberste Koryphäe aller Koryphäen? Die Unterstellung, mein Wissen wäre nur "Glauben" ist schon mal 'ne Unverschämtheit.
"Steilheit und Stromverstärkung hängen aber sehr wohl zusammen" - dafür gibt's genug Belege, Literatur, warum sollte ich Dir da irgendwas beweisen? Was berechtigt Dich denn sich selber als die absolute Wahrheit, der "Rest" der Welt als dumme Gläubige darzustellen?
Die Art Deiner Rhetorik sagt doch alles, hat mit Sachlichkeit nichts zu tun.
Möge der FS sich seinen Teil selber denken, und trotzdem in seinem Sinne vorankommen.
Das doch noch: Ich sehe keine "Beweise" von Dir, nur Hinweise auf Bücher oder so, nicht mal Zitate daraus.
In z. B. dem hier
https://homepages.uni-regensburg.de/~erc24492/Transistorkunde/Transistorkunde.html
steht auch das, etwas platt formuliert, wie in vielen anderen Quellen auch:
<<< Merke:
"Bipolar Transistoren sind "Basis"-Stromgesteuert". Nicht Spannungsgesteuert
aber es fließt, bei (leicht) steigender BE-Spannung, ein immer höherer Basistrom!
Und dies hat, je nach Verstärkung des Transistortyps, einen entsprechenden Kollektorstrom zu Folge ( Verstärkung Vu = ~30..250 )
Dieser viel höhere Kollektorstrom (25..400 fach) relativ zum Basistrom ist die Verstärkungseigenschaft des Transistor
Merke:
Eine kleine Stromänderung an der Basis produziert eine hohe Stromänderung im Kollektor-Emitter Stromkreis.
Daraus resultiert die Strom Verstärkung des bipolaren Transistor
Merksatz für die Praxis: Praxis: Je mehr Strom ein Transistor, je nach Typ, verarbeiten kann um so kleiner ist seine Stromverstärkung.
Kleinsignal Transistoren (wie BC 545) haben durchaus eine Stromverstärkung, Beta oder Vu genannt von >200
Leistungstransistoren ( wie 2N3055 für 15 A) haben daher nur einen Vu von ~30 und weniger. Einfach weil intern die Basis nicht so dünn gebaut sein kann. >>>
Ist natürlich vööölliger Blööödsinn nach Deinem Glaubens- äh Wissensstand...
😂😉😎
Genug "Belege" für den Zusammenhang zwischen Steilheit und Stromverstärkung"? Nun - da braucht es keine Belege. Da reicht die Mathematik. Der Anstieg von Ic=Is[exp(Vbe/Vt)-1] ist definiert als die Steilheit d(Ic)/d(Vbe). Das ist die e-Funktion, die für JEDEN pn-Übergang gilt (egal ob Diode oder Transistor). Oder lag der Herr W. Shockley dabei ganz falsch? So richtig kann ich den winzigen Basisstrom darin gar nicht erkennen... (sorry für die Ironie - bietet sich einfach an)
OK - ich kann mich nur wiederholen. Es gibt leider immer noch Bücher und Internet-Beiträge, die schlicht fasch sind. So auch hier!
Ich könnte Dir -zig andere Quellen nennen - eine hab ich Dir genannt (Tietze-Schenk), die korrekt sind.
Wahrscheinlich/hoffentlich sagt Dir der Name Barrie Gilbert etwas ? Er hat in einem Artikel dargelegt, welche historischen Gründe es dafür gab, dass diese falsche Darstellung sich mal "eingenistet" hat.
Ich selber hab es auch vor etlichen Jahren falsch gelernt.
Schau mal bei den US-amerkanischen Unis nach (Berkeley, Harvard, Stanford, MIT,...), falls Du offen sein solltest für ein paar für Dich neue Infos.
Apropos "glauben": Solange Du nicht einen einzigen physikalisch und messtechnisch überprüfbaren Beweis für Stromsteuerung zitieren kannst, erlaube ich mir von "Glauben" zu sprechen, ohne dass Du das als "Unverschämtheit" auffassen solltest.
Unter Fachleuten im Bereich der Technik geht es um technisch-physikalische Nachweise - sonst ist eine faire und niveauvolle Diskussion nicht möglich.
Ich kann Dir per email gerne eine ganze Liste von Beweisen präsentieren - dafür ist hier kein Platz. Vielleicht hast Du ja Interesse - und sei es nur, um mich zu widerlegen?
Hier einfach eine falsche Behauptung aus einem Buch oder einer anderen Quelle abzuschreiben, ist doch zu wenig......
Der Herr Shockley lag ganz sicher nicht falsch, Du übersiehst nur schon wieder den Zusammenhang zur Art und Weise wie der Transistor arbeitet: Erst der aus der Formel resultierende Strom steuert den Kollektorstrom, nicht allein die Spannung. Dass natürlich ein Zusammenhang bei Dioden prinzipiell zw. Durchlassspannung und -strom besteht, ist doch logisch. "Blöd" nur, dass es erst der Basis-EmitterSTROM ist, der aufgrund der dünnen Basisschicht den Kollektorstrom steuert, als "kleine Nebenwirkung" gewissermaßen. Der Emitterstrom ist immerhin auch die Summe aus Basis- und Kollektorstrom.
Im Prinzip kann msn auch sagen bei einer Glühlampe, der Lichtstrom ist abhängig von der anliegenden Spannung. Tatsächlich erwärmt aber der Strom die Glühwendel, erzeugt den Lichtstrom, ist die Wendel unterbrochen, macht die Spannung gar nichts.
Ergo: Shockley hat Recht, nur Du übersiehst einfach das Gesamtprinzip beim Transistor. Wenn ich mir mal die dezente Kritik erlauben darf... 😉
Widerlegen will ich Dich ja gar nicht, wozu? Ich sage nur, siehe vorigen Kommi, dass Du die Transistorfunktion nicht ganzheitlich einbeziehst. Erst die EB-Spannung ermöglicht den EB-Strom, natürlich. Aber was soll die Spannung mit dem Kollektor anfangen ohne den resultierenden Strom? Zumal die Durchlassspannung Exemplar- und Temperaturschwankungen unterliegt, der resultierende Strom erstmal nicht. Der hat natürlich auch Abhängigkeiten, klar.
Beim FET z. B. ist die Situation eine ganz Andere: Die Gateströme sind unerwünscht, entstehen nur durch Umladung der Gatekapazität und Restsperrströme. Da herrscht echte Spannungssteuerung.
Wenn Du mir was mitteilen willst, geht das auch hier per persönlicher Mitteilung, das geht seit einiger Zeit auch wenn man nicht befreundet ist.
Zitat: "Du übersiehst einfach das Gesamtprinzip beim Transistor. Wenn ich mir mal die dezente Kritik erlauben darf." Dezente Kritik immer, aber dann bitte sachlich. Was soll denn z.B. der Satz "Erst der aus der Formel resultierende Strom steuert den Kollektorstrom, nicht allein die Spannung".
Das ist doch Unsinn!! Kannst Du der e-Funktion nicht entnehmen, dass Ic NUR von Vbe/Vt abhängt? Exact wie bei der Diode? Wo bleibt denn da die Logik?
Zu Deiner Information: Ich hab in den letzten 25 Jahren mit Studenten der Elektronik "zu tun gehabt". Und dann kamen oft genug die Fragen nach der unterschiedlichen und einander widersprechenden Darstellung in Büchern. Da war ich natürlich gezwungen, Argumente zu sammeln und auszuwerten. Du darfst mir schon glauben, dass ich weiß, wovon ich rede. Ich hab Dir ja angeboten, alle Nachweise/Erklärungen/Argumente zu nennen (per email).
<<< Das ist doch Unsinn!! Kannst Du der e-Funktion nicht entnehmen, dass Ic NUR von Vbe/Vt abhängt? >>>
Kannst Du nicht erkennen, dass es real erst der Strom ist, der den Transistoreffekt bewirkt:
https://www.uni-muenster.de/Physik.AP/Veranstaltungen/F-Praktikum/anleitungen/Transistor.pdf
<<<
Ein bipolarer Transistor besitzt drei Anschlu ̈sse, die mit Basis (B), Emitter (E) und Kollektor (C) bezeichnet werden. Ein Transistor besteht im einfachsten Fall aus drei Halbleiterschichten, die abwechselnd dotiert sind (n-p-n oder p-n-p).
Fu ̈r den Betrieb wird die Basis-Emitter-Diode in Durchlassrichtung und der Kollektor-Basis- U ̈bergang in Sperrrichtung betrieben (siehe Abb. 2). Es fließt ein Basis-Emitter-Strom IBE, der wie bei jeder Diode exponentiell von der Spannung abha ̈ngt. Ein Teil der zur Basis fließenden Elektronen diffundiert zum Kollektor, eine daran angelegte, gegenu ̈ber dem Emitter positive Spannung fu ̈hrt zu einem Stromfluss zum Kollektoranschluss. Mit einem Basisstrom kann man also einen Kollektorstrom steuern. Der Emitter ist ho ̈her dotiert als die Basis. Die Basis ist gering dotiert und schmal, wa ̈hrend die Kollektorfla ̈che gro ̈ßer ausgelegt ist. >>>
Sicher finde ich noch ausführlichere Erklärung der Physik des Transistoreffektes. Und wieder: Natürlich ist die Basisspannung der "Auslöser" des Basisstromes, aber lege mal eine Spannungsquelle mit sehr hohem Innenwiderstand an, vielleicht gibt's dann einen winzigen Kollektorstrompeak, aber dann fehlen schlicht die Elektronen. Wie schaffst Du das bei aller Mathematik einfach zu ignorieren?
Ab Site 16 in
https://kuepper.userweb.mwn.de/elektronik/formelsammlung-elektronik.pdf#page16
Auch schrottiger Unsinn?
Habe bislang noch nichts gefunden im Netz per Suche nach "shockley transistorsteilheit" usw., hast Du da 'n Tipp für mich?
Kannst Du eigentlich nur (falsche) Darstellungen zitieren? Keine eigenen Erkenntnisse? Glaube doch nicht alles blind - nur weil es von einer Uni kommt!
Da wird auch viel Blödsinn verzapft!
OK: Hier in Kurzform vereinfacht das Prinzip in DREI Sätzen:
1) Spannung Ube erzeugt Elektronenstrom Ie nach einer e-Funktion, der vom Emitter in Richtung Basis (NICHT Basis-Anschluss) geht. Analog zur pn-Diode.
2) Wegen Dotierungsprofil, extrem dünner Basisschicht und größerem Kollektor-Potential Uc als Basispotential Ub wird die Mehrheit (>99%) davon aber als Koll.-Strrom Ic vom Kollektor eingesammelt (haher nämlich der Name).
3.) Der verbleibende Rest der Elektronen aus dem Randbereich der Mittelschicht (<1%) "schafft es nicht" zum Kollektor und wird von dem kleineren Basispotential angezogen und bildet den Basisistrom Ib. Also Ie=Ic+Ib.
Versuchsweise hat Analog Devices schon den Anteil auf 0,001% reduziert.
4) Frage: Kannst Du mir nur einen einzigen physikalisch relevanten Grund liefern, warum dieser eigentlich als Nebenprodukt entstehende Basisstrom, dessen Existenz ja nie bestritten wurde, den (im Beispiel 100 mal größeren) Koll.strom in seiner Größe bestimmen/festlegen/steuern können soll?
Ich bin auf Deine Antwort wirklich gespannt.
(Der Analog-Guru Barrie Gilbert bezeichnet den Basisstrom als "defect" und als "nuisance".)
Ich wiederhole hier mal das von Dir gewählte Zitat (Uni Münster)
"Es fließt ein Basis-Emitter-Strom IBE, der wie bei jeder Diode exponentiell von der Spannung abha ̈ngt. Ein Teil der zur Basis fließenden Elektronen diffundiert zum Kollektor, eine daran angelegte, gegenu ̈ber dem Emitter positive Spannung fu ̈hrt zu einem Stromfluss zum Kollektoranschluss. Mit einem Basisstrom kann man also einen Kollektorstrom steuern. "
Fällt Dir als kritischer Leser denn der Widerspruch und die fehlende Logik überhaupt nicht auf?
Da wird richtigerweise gesagt, dass ein exponentiell von der Spannung abhängiger Strom in Richtung Basiszone fließt, der dann aufgeteilt wird in Ic und Ib - und plötzlich ohne jegliche Begründung der letzte Satz "..Mit einem Basisstrom.....kann man also einen Koll.Strom steuern".
Sehr schön dabei das Wörtchen "also"....als ob das eine logische Schlussfolgerung wäre! Das ist totaler Unsinn - und schon sprachlicher Murks, geschweige denn von der Logik her.
Du erkärst jede Menge von Links aus verschiedenen Quellen, die ich Dir nun doch geliefert hatte, für falsch. Selber lieferst Du ausser eigene Worte (was nicht prinzipiell falsch ist) aber gar nichts. Aus meiner Sicht stellt sich das leider als unglaubwürdige Einzelsicht dar. Erwarte nun nicht, dass ich mir die von Dir genannten Bücher kaufe. Das würde ich bestenfalls machen, wenn es sie im Netz als PDF, ebook oder sonstwie gäbe.
Ich verstehe nicht, wieso Du da keine Links, wo Deine Sichtweise auch nur annähernd vertreten wird, liefern kannst.
Hier einfach mal noch ein Link, wo es physikalisch halbwegs genau erkärt wird:
https://www.leifiphysik.de/elektronik/transistor/grundwissen/der-transistor-effekt
Natürlich sicher auch alles grottenfalsch... aua 😱😎
So, ich habe für heute "Feierabend" 🙋♂️
Zu Deiner Aussage: "Ich verstehe nicht, wieso Du da keine Links, wo Deine Sichtweise auch nur annähernd vertreten wird, liefern kannst."
Ich halte es in einem Frage&Antwort-Forum nicht für sinnvoll. einfach einen oder mehrere links reinzustellen (wie Du es machst ohne Prüfung, ob diese inhaltlich korrekt sind). Ich gebe lieber direkte Antworten.
* DESHALB: WARUM antwortest DU NICHT auf meine einfache FRAGE (weiter oben unter Punkt 4) ?
- Und was sagst Du zu den UNLOGISCHEN AUSSAGEN (Uni Münster), auf die Du Dich beziehst und die ich kritisiert habe ? Hast Du gar keine Meinung dazu? Willst Du das etwa weiterhin als Argument ansehen?
Bei Dir lese ich, dass Du zum "Querdenken" neigen würdest. Dazu passt nun gar nicht, wenn Du hier kritiklos und ungeprüft auf "links" verweist, in welchen was falsches steht.
Eine Diskussion ist so leider nicht möglich, wenn Du keine eigenen Argumente vorbringst und Dich hinter fragwürdigen Veröffentlichungen versteckst.
<<< Und was sagst Du zu den UNLOGISCHEN AUSSAGEN (Uni Münster), auf die Du Dich beziehst und die ich kritisiert habe ? >>> Na, erstens, wer sagt, dass Deine Sichtweise logischer ist? Mehr als eine mathematische Formel konnte ich konkret noch nichts sehen von Dir. Wenn ich da jetzt was übersehen habe - sorry der Tag heute war anderweitig nervig ;-)
Ein "Modell", eine Erklärung lieferst Du ja auch nicht. Ich werde noch (aber nicht heute) Genaueres heraussuchen bez. der genauen Vorgänge in dem drei-Schichten-Konstrukt des Transistors. Auch mal vergleichen mit (MOS)FETs, wo ganz klar Spannungssteuerung vorliegt.
Ja, ich bin allemal Querdenker (im positiven Sinne, hat absolut nichts mit dieser dämlichen rufmordenden gleichnamigen Bewegung zu tun), aber Du wirst mein Quergedachtes niemals als gesichert, "wahr" von mir dargestellt sehen, es sind Möglichkeiten, solange ich nichts "beweisen", experimentiell belegen kann. Zudem versuche ich stets, bisher Bewährtes nicht "über den Haufen" zu rennen, sondern widerspruchslos darauf aufzubauen, aber mit anderen Sichtweisen.
Deine Sichtweise bez Transistor ist, finde ich, unnötig, weil die von Dir abgelehnten Methoden, Sichtweisen problemlos funktionieren.
Wie sind heutzutage alle überzeugt davon, dass die Erde um die Sonne kreist, warum? Weil es sich so am einfachsten rechnet, anschaulich darstellt. Weil es bekanntlich ja keinen wirklichen Fixpunkt im Universum gibt, kann man natürlich auch die Erde als Mittelpunkt ansehen, dann werden aber die schönen, halbwegs einfachen Kreisbahnen auch der anderen Planeten sehr chaotisch sein zu berechnen sein. Macht man also heutzutage eher nicht...
Ganz sicher kann man Transistoren auch als Spannungsgesteuert berechnen, aber auch dann bewegt die Spannung naturgemäß Elektronen, im Gegensatz zu FETs. Darum kommst doch auch Du nicht herum. Oder wenn doch, wie denn? Mal anschaulich, ohne die Formel, betrachtet.
Ich habe da in diesem Punkt noch nicht quergedacht, stimmt. Da sehe ich überhaupt keine Notwendigkeit, welche Vorteile, neue Gesichtspunkte brächte das?
Wenn ich über z. B. Dinge wie Lichtgeschwindigkeit als maximal mögliche Geschwindigkeit samt der kuriosen "Nebenerscheinungen" nachdenke, kam mir schon lange der Gedanke, warum das eigentlich die höchstmögliche Geschwindigkeit sein muss, und nicht die geringstmöglich (zwischen zwei Körpern) nämlich Null. Natürlich bedarf eine dann einer ganz anderen Sichtweise auf Raum und Zeit, damit nichts von der AR samt Formeln über den Haufen geworfen würde; wer wäre ich, der das "dürfte"...
Das macht mir mehr Spaß als über Transistorsteuersichtweisen nachzudenken! Habe da noch Etliches zu tun äh querzudenken. ;--))
Zitat: "Deine Sichtweise bez Transistor ist, finde ich, unnötig, weil die von Dir abgelehnten Methoden, Sichtweisen problemlos funktionieren."
Wieder mal nachweislich fasch! Mit "Deinen Methoden" kannst Du etliche Schaltungen in ihrer Funktion nicht erklären (Stromspiegel, PTAT, Differenzverstärker, A-B und B-Betrieb, Re-Gegenkopplung,.....)
Vergebliche Liebesmüh - ich hab in meinen Texten ja schon andere Beispiele gebracht, die Dich ja nicht weiter interessiert haben...
Ich hab mir mal das „Vergnügen“ bereitet, Deine Beiträge hier zu diesem Thema noch mal anzuschaun.
Fazit:
* Etliche Male wiederholst Du (schlichte Behauptung ohne Erklärung), Ic würde durch Ib gesteuert;
* Keine eigenen Argumente oder gar Beispiele;
* Stattdessen versteckst Du Dich hinter (teilweise inhaltlich falschen) Internet-Veröffentlichungen;
* Meine inhaltliche Kritik daran ignorierst Du;
* Meine Beispiele/Erklärungen zur Verdeutlichung der physikalischen Wirklichkeit (Steuerung durch Vbe) ignorierst Du ebenso;
* Konkrete Fragen meinerseits mit der Bitte um Stellungnahme werden auch ignoriert;
* Stattdessen persönliche Angriffe Deinerseits („bist Du die ganze Welt? Die oberste Koryphäe aller Koryphäen?“....“Die Art Deiner Rhetorik sagt doch alles, hat mit Sachlichkeit nichts zu tun.“)
Ist das Dein Stil, um eine sachliche Diskussion zu einem physikalischen Thema zu führen? Sehr überzeugend (glaubwürdig) wirkt das auf mich nicht so sehr.
PS: Da Du einen relevanten link von mir forderst - lies Dir mal den Teil unterhalb des letzten Fotos (Fig.3) beim unteren link durch.
Und schau Dir auch mal an, WER das alles geschrieben hat. Möglicherweise bringt Dich das doch zum Nachdenken?
https://www.geocities.ws/glene77is/GC_Alpha_RG_pdf_files/BG_Introduction_to_the_Transistor.pdf
Aus der PDF: <<< base-emitter
voltage generates a precisely corresponding current
bearing an exponential relationship to this voltage:
exp( ). >>>
Na natürlich, wo habe ich das bestritten? Doch daraus resultiert doch zwangsläufig ein EB-Durchlassstrom, gemäß der Diodenkennlinie. der dann - wie vereinfacht in meinem leif-Link dargestellt, den Kollektorstrom steuert. Bei FETs läuft die Stromsteuerung anders als per Löcher- und Elektronenbewegungen in bipolaren Transis.
Selbst Du kannst nicht abstreiten, dass der Zusammenhang zw. IB und IC linearer ist als zw. UBE und UCE.
Warum gibt es denn standardmäßig z. B. Eingangskennlinienfelder, die einen Zusammenhang IB, UBE und UCE darstellen. Worauf ich mich einlasse, ist zu sagen, dass natürlich eine Eingangsspannung erforderlich ist, um per resultierendem EB-Durchlassstrom den Kollektorstrom zu steuern.
Aber dass der Basisstrom völlig egal ist, ist einfach falsch, unrealistisch! Du interpretierst das in der PDF Geschriebene irgendwie auf "revolutionäre" Art.
Ich nehme den PDF-Text dankend zur Kenntnis im Sinne des darin Geschriebenen, ja. Aber wenn Du grundlegend alles Andere von mir als falsch darstellst, nur Deine Interpretation, Deine wenigen Belege als das "Wahre" ansiehst, dann hat das schon etwas von "Felsblockmentalität" an sich.
Ich kapiere einfach nicht, wieso Du so kategorisch die Physik des Transistoreffektes außer Acht lässt.
Noch einmal: Die EB-Spannung erzeugt gemäß der Diodenkennlinien einen EB-Strom, gerne auch im Sinne der Formeln aus der PDF. Aber es ist ausschließlich diese eben resultierende Basisstromstärke, die den Kollektorstrom (halbwegs) linear steuert. Das ist kein prinzipieller Widerspruch zu den Formeln.
Wenn Du immer von "eigener Meinung", "Beweisen" von mir redest - wo sind denn Deine Beweise? Die PDF, die faktisch gar kein Widerspruch darstellt, ist ja auch nicht von Dir... ;--)) Wo also bleibt Deine eigene Sichtweise, die der Physik auch gerecht wird?
<<< Und schau Dir auch mal an, WER das alles geschrieben hat >>> Was soll denn das? Alle Anderen, die Deiner Sicht nach alles total falsch geschrieben haben, sind demnach Trottel? Oje... Wir sollten das hiermit beenden, eigentlich schade...
Ich war heute morgen etwas in Eile und will meine - zugegeben sehr direkten - Worte doch noch kurz begründen(erläutern).
Zu einer "intellektuell redlichen" Diskussion gehört m.E., dass man sich mit den Argumenten der anderen Seite auseinandersetzt und diese nicht einfach ignoriert. Genauso ist es auch mit der Auswahl der Zitate - Du suchst Dir aus dem Artikel eines hochqualifizierten und weltweit bekannten/geachteten Entwicklers (leider kürzlich verstorben), der etliche grundlegende Transistorschaltungen erfunden hat (Gilbert-Zelle), genau die Passsagen aus, die unstrittig sind - aber genau diejenigen, welche das zentrale Thema unserer Diskussion behandeln unterschlägst Du geflissentlich.
Darum hier kurz - zur Information der evtl. mitlesenden Forum-Mitglieder - die wörtliche Übersetzung (Original siehe mein oben erwähnter link):
Zitat Barrie Gilbert: "Wir können es uns leisten, den kleinen Basisstrom zu vernachlässigen (der in keiner Weise eine nützliche Eigenschaft darstellt und immer nur ein Störenfried ist - eine weitere Nichtidealität, wie ohmsche Widerstände und parasitäre Kapazitäten) und den Transistor als reines Transkonduktanzelement (gm) zu behandeln, bei dem die angelegte Basis-Emitter-Spannung Vbe einen genau entsprechenden Strom Ic erzeugt, der in einem exponentiellen Verhältnis zu dieser Spannung steht: Ic=Is* exp(Vbe/Vt)."
Dein letzter Satz mit dem "Trottel" zeigt deutlich Deine Denkweise....und Deine Art, eine Diskussion zu führen. Schade.
Dem Barrie Gilbert - Zitat kann ich durchaus zustimmen, aber "vernachlässigen" heißt doch nicht "nicht vorhanden". Auch dem Satz, dass der Kollektorstrom durch eine Basisspannung erzeugt wird ist ok, wo habe ich das abgestritten? Doch, so lästig der resultierende Basisstrom auch sein mag, genau der ist es, der letztlich physikalisch den Kollektorstrom steuert. Wer das abstreitet... naja. Wie ich auch mehrfach aus gutem Grund erwähnte, ist das bei FETs eben ganz anders, da gibt's kein Gate-, "Basis-"Strom. Auf diesen "kleinen" Unterschied bist Du auch nirgends eingegangen!
Kausal sinnvoll kann man sagen, dass die EB-Spannung aufgrund der Diodeneigenschaft zwangsläufig einen Basisstrom erzeugt, der dann den Kollektorstrom steuert.
Das ist doch keinerlei Widerspruch zur zitierten Formel! Die Diodeneigenschaft ist da drin doch durch das exp repräsentiert! Je nach Art einer Schaltungsentwicklung kann durchaus auch "gerne" mit EB-Spannung operieren, etwa wenn der Ausgangswiderstand der vorigen Stufe hinreichend niederohmig ist, aber real-physikalisch-faktisch bleibt es bez. der Vorgänge im Transistor eine Stromsteuerung.
Wenn Du mir vorwirfst, auf nichts bez. Deiner Sichtweise einzugehen, kann ich genau dasselbe Dir vorwerfen. Und mit "Trottel" habe ich nur überspitzt das gesagt, wie Du alle Verfasser meiner Quellen einordnest. Gleiches (Un)Recht für Alle! 😎 Habe nie Dich damit tituliert.
Du hast mir ja auch allerlei Inkompetenz vorgeworfen, ohne überhaupt faktisch auf die Transistorphysik einzugehen. Dass ich auf solche nicht besonders freundliche, eben nicht wirklich faktenbasierte Kategorisierungen nicht gerade freundlich reagiere, dürfte selbst Dir doch nicht unverständlich sein.
Ich lerne durchaus Neues dazu, kann eigene Irrtümer allemal zugeben, aber nur dann, wenn ich das faktisch nachvollziehen. Letzteres kann ich bei Deiner Interpretation des PDF-Artikel eben nicht, da ist nirgends die Rede von der Transistorphysik. Natürlich stimme ich dem Artikel zu, aber nicht Deiner Interpretation. Sie mag wie schon gesagt für theoretische (Schaltungs-)Berechnungen richtig sein, aber daraus schließen, Transis sind grundsätzlich spannungsgesteuert — nee, das wirst Du mir nicht einreden können, bei aller Wertschätzung (ehrlich!) Deiner Kenntnisse.
- Zweite Zeile von Dir ("nicht vorhanden"): Freie Erfindung/Unterstellung von Dir. Zeige mir eine einzige Stelle, wo ich das behauptet habe. Ärgerlicher Unsinn Deinerseits - sowas untergräbt jegliche Fairness.
- Vierte/fünfte Zeile: Sechste Wiederholung Deiner falschen Behauptung - ohne Nachweis. Daher ohne Relevanz. Du darfst Dir durchaus die Freiheit nehmen, die Darstellungen internationaler Kapazitäten in Frage zu stellen. Dann aber doch bitte nicht ganz ohne Argument bei gleichzeitiger Ignoranz der Gegenargumente. Das ist zu billig.
- 5. Zeile von unten: Es bleibt (und soll bleiben!) Dein Geheimnis, wo Du bei mir überhaupt eine (in Deinen Augen: falsche) Interpretation des Artikels gefunden haben willst. Dieser braucht keine Interpretation - er ist klar in seiner Aussage.
- Sorry - aber: Du schwafelst mir zu viel. Vom FET, von der Lichtgeschwindigkeit und von Erde/Sonne (früher)....soll das ablenken vom Thema?
- Du wolltest doch das hier beenden? Mach das doch bitte!
Ok - Ende! aber halte Du Dich nun auch daran! Mein letztes "Ende" hast Du ja beantworten "müssen", erspare uns das nun halt.
Danke, das hilft mir schonmal weiter. Wie genau wähle ich denn den Kollektorstrom am Anfang? Meinem Stand nach hängt dies in gewisser Weise davon ab, welche Verstärkerstufe ich habe, spricht z.B. Vorstufe oder Endstufe. Lieg ich da korrekt?
Das ist schwer zu beantworten. Ich schrieb ja "einige wenige mA". Das hängt ab von (a) der Betriebsspannung und (b) vom gewünschten Verstärkungswert. Bei einer Endstufe gibt es ganz andere Kriterien - da geht es nicht um Verstärkung, sondern um Ausgangsleistung und Wirkungsgrad.
Endstufen sind eine andere "Liga", Eintakt-A-Endstufen
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/class_a.html
sind was Anderes als etwa Gegentakt-Endstufen:
https://www.elektroniktutor.de/analogverstaerker/class_ab.html
Gesamtverstärker sind mehr als nur die Aneinanderreihung von einzelnen Transistorstufen.
Sicher wird der Lutz jetzt "viel Besseres" liefern... ;--) Aber vielleicht helfen meine Links ja doch ein wenig.
Okay, ich geb dir mal ein konkreteres Beispiel:
Ich habe einen Aux Ausgang vom Handy, dieser soll mit einem einfachen S8050 NPN Transistor verstärkt werden um einen kleinen Lautsprecher mit 4Ohm Impedanz und 3W Leistung zu betreiben.
Die Betriebsspannung beträgt 9V.
Anhand welcher Kriterien wähle ich I(C) ?
Per googeln mit "kopfhörerverstärker schaltplan" findest Du tonnenweise Schaltbilder, Eigenbauanleitungen und Fertigmodule. Die Schaltbilder könnten ja als Grundlage für eigene Berechnungen dienen.
Mit einem einzelnen Transistor müsste der Kollektorstrom ausreichend sein für den ohmschen Widerstand der Kopfhörer, wobei letztere nicht direkt sondern mit einem genügend großen Kondensator angeschossen werden müsste, damit die Kopfhörermembran nicht durch den Gleichstrom am "Anschlag" festsitzt. Am Kollektor sollte rund die halbe Versorgungsspannung liegen, damit positive und negative NF-Amplituden maximal etwa gleich groß werden können.
Danke, so weit konnte ich das bisher auch schon nachvollziehen.
Wie würde ich denn jetzt vorgehen, um mit so wenig Mitteln wie möglich, die nötige Ausgangsleistung für meinen 3W Lautsprecher aufzubringen?
Denn ich kann ja nicht einfach zwei NPN Transistoren in gleicher Schaltung hintereinander bauen (warum?). Bei den Beispielen wird entweder ein NPN in Emitterschaltung mit einem weiteren NPN in Kollektorschaltung oder eine Gegentaktstufe mit einem NPN und einem PNP.
Beim Gegentakt hast Du dann ja auch noch die Wahl zwischen A- oder A-B- oder B-Betrieb, je nach Klirrfaktor-Anforderungen.
* Noch eine kleine Erinnerung an die andere - sehr viel längere - Diskussion in diesem Block:
Bei der Festlegung des Arbeitspunktes für A-B oder B-Betrieb macht man ausschließlich von DER Kennlinie Gebrauch, welche als einzige maßgebend ist: Die Spannungs-Steuerkennlinie Ic=f(Vbe) , auf der man sich den kleinen Ruhestrom Ic auswählt mit der zugehörigen Spannung Ube (0,1...0,4 Volt, oder ähnlich). Gerade hier sieht man, wie der Transistor mit seinen Strömen per e-Funktion auf die Spannung Ube reagiert. Wer bei dieser Anwendung noch an Stromsteuerung glaubt, der weiß einfach nicht, was er tut.
Stell Dir vor, das weiß ich alles. Laß doch einfach das Antworten auf meine Beiträge, diese Art vom "Konkurrenzkampf" ist schlicht kontraproduktiv, ich mag Teamwork, miteinander, sich gegenseitig ergänzen statt totschlagen.
Ach das noch: Wieso wohl braucht man bei Transistorendstufen wohl Treiberstufen? Bei reiner Spannungssteuerung (wie bei MOSFETs) braucht man die nicht bzw. nur um genügend Strom (!!!) für das schnelle Umladen der Gate-Kapazitäten zu haben. Wenn Du hier in dem Stil weitergiftest wirst Du der erste User in allen Foren wo ich drin bin, den ich so gut als möglich sperren werde.
Ok, Dein Zusatz ist ja ok, aber unterlasse endlich diese albernen Spitzen gegen mich. Ich stehe dem FS gerne zu weiteren Antworten zur Verfügung, wollte ihn nicht gleich überfluten.
Wie genau wähle ich denn nun aber an der Kennlinie meinen Ruhestrom Ic, also nach welchen Aspekten?
Das kann man so allgemein - ohne eine spezielle Anwendung - schlecht sagen. Ich glaub, ich schrieb schon mal was von "einigen wenigen mA". Wenn Du z.B. eine Spannungsversorgung von 12V hast, dann könntest Du eine Kombination von Ic=1mA und Rc=6kOhm und Re=1kOhm wählen. Dann blieben nämlich für den Transistor noch Uce=5V übrig.
Bei 2mA dann eben nur Rc=3kOhm und Re=500 Ohm.
Ziel: Eine ungefähre Gleichaufteilung der verfügbaren Betriebsspannung auf Uce und den Gleichspannungsabfall über Re plus Rc.
Erste Erfahrung kann man heute auch ganz preisgünstig und mit geringem Arbeitsaufwand mit Hilfe von Simulatoren (z.B. Spice) gewinnen. Messungen sowohl von Spannung als auch Strom und Modifikationen an der Schaltung sind hier denkbar einfach und schnell zu machen.
Danke. Ich hab die letzten Tage schon einige Simulationen getestet. Allerdings ist die einzige Größe, die man bei den Transistoren in diversen Programmen ändern kann die Verstärkung. Ist das wirklich der einzige ausschlaggebende Faktor den ich dem Datenblatt entnehmen muss, damit ich die Widerstände aus der Simulation übernehmen kann?
Also bei Formeln die ich bisher zur Berechnung der Widerstände gefunden hatte, wurde der Verstärkungsfaktor beta mit einbezogen. Dieser wurde dann entsprechend dem gewählten Kollektorstrom aus der Kennlinie entnommen.
Was heißt denn "einbezogen"? Gib doch hier mal die Verstärkungsformel an - so wie ich es getan habe. Einfacher Versuch (Messung oder Simulation): Zwei verschiedene Transistoren (B1=100; B2=200) ergeben bei gleichem Arbeitspunkt die gleiche Spannungsverstärkung, da B keine Rolle spielt und nur die Steigung der Spannungssteuerkennlinie (Steilheit g) ausschlaggebend ist.
Ich finde die Formel jetzt nicht mehr. Aber tatsächlich, hat B keine signifikante Rolle in der Simulation.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1506301.htm
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0203112.htm
https://wiki.ibkastl.de/view/Transistor_Arbeitspunkt
Und vieles mehr... das hier in eigene Worte fassen ist (zumindest mir) zu mühselig.
Ich danke die für die Links. Die ersten beiden habe ich schon mehrfach gelesen. Den Dritten kannte ich noch nicht, das scheint recht gut erklärt zu sein und werde ich mir mal in Ruhe zu Gemüte führen.
Hier noch mehr vielleicht interessantes: https://technik.reicke.de/schaltungstechnik3.php
Nur zur Info: Habe den Lutz komplett auf alles ignorieren gesetzt, stehe Dir aber gerne weiter zur Verfügung wenn Du magst.
Naja, für einfache Standardfälle klappt das so sicher. Steilheit und Stromverstärkung hängen aber sehr wohl zusammen.
Der Basisstrom spielt schon 'ne Rolle, schon bei der Basisspannungsteilerberechnung, der Querstrom durch den Spannungsteiler sollte ein rund zehnfaches des Basisstromes betragen.
Ein Kondensator parallel erhöht die Verstärkung, aber auch den Klirrfaktor.