Emitterschaltung - Sättigung

K

Kai Sommer

Guest
Hallo NG!

ich habe einen npn-Transistor in Emitterschaltung, den ich
in Sättigung betreiben möchte. Der BE- und BC-Übergang
muss dazu in Durchlassrichtung betrieben werden. BE- wird
mit der Eingangsspannung über die 0,7V kommen.

Das Problem:
Wie bekomme ich eine dementsprechende Durchlassspannung (=0,7V)
am BC-Übergang zustande, dass der Transistor dort durchsteuert?

danke für help.
 
Kai Sommer schrieb:

Wie bekomme ich eine dementsprechende Durchlassspannung (=0,7V)
am BC-Übergang zustande, dass der Transistor dort durchsteuert?
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Den Kollektorstrom so groß werden lassen (-> Basisstrom), daß an der "Last"
am Kollektor ein genügend großer Spannungsabfall entsteht, der CE die
Spannung "wegnimmt".

Gruß
Henning (als NTler sich die Wahlpflicht-Mikroelektronik-Veranstaltungen ins
Gedächtnis zurückrufend)
--
henning paul home: http://www.geocities.com/hennichodernich
PM: henningpaul@gmx.de , ICQ: 111044613
 
Transistor braucht eine Versorgungsspannung und
einen Arbeitswiderstand:

-+- Vcc
|
R1
|
+--
|
C
--B
E
|
GND

In Sättigung wird Kollektor nicht voll auf GND durchschalten
sondern ca. +0,2V werden bleiben.

Wie bekomme ich eine dementsprechende Durchlassspannung (=0,7V)
am BC-Übergang zustande,
Genau 0,7V als Arbeitspunkt zu bekommen
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würde selbst mit einem Rückkopplungswiderstand von C nach B
schwierig.

MfG JRD
 
Wie bekomme ich eine dementsprechende Durchlassspannung (=0,7V)
am BC-Übergang zustande,
Soll das Teil ein Impedanzwandler werden ?
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Das wäre übliche Schaltung:

-+- Vcc
|
C
in--B
E
+-- out
|
R1
|
GND

Ausgang ist natürlich um eine Diodenspannung nach unten
versetzt. Könnte man mit Diode nachbessern:

-+-+- Vcc
| |
| R2
C |
in--B +---- out
E A
| K
+-+
|
R1
|
GND

Die Diode könnte ein Transistor in Diodenschaltung
sein. Wenn die Transistoren symmetrisch sind und der
der Strom durch die beiden Transistoren symmetrisch
ist ( Strom in die Basis am Eingang und Strom in den
Ausgang vernachlässigt ) wären auch die
Ube-Spannungen recht ähnlich.

MfG JRD
 
"Henning Paul" <henningpaul@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag
news:9v4g03-di7.ln1@fump.de.vu...

Den Kollektorstrom so groß werden lassen (-> Basisstrom), daß an der
"Last"
am Kollektor ein genügend großer Spannungsabfall entsteht, der CE die
Spannung "wegnimmt".
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Hallo,
das hab ich verstanden, wg. Uce=Ucb+Ube
Physikalisch habe ich noch ein Problem damit, denn bei einem npn Transistor
liegt ja der Spannungspfeil
von Ucb von oben (+) nach unten (-) an und würde bedeuteten (+) an (n) und
(-) an (p). Das würde
ja dann Sperrgepolt sein. Wenn ich jedoch den Strom ic im Transistor
betrachte (physikalisch), dann hätte ich
eine physikalische Spannung parallel von (p) nach (n) und damit die
Durchlassrichtung geschaltet.

Warscheinlich habe ich das Problem gerade selbst wiedersprochen (belegt),
oder?

Danke.
 
"Kai Sommer" <233@msn.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dh3ql2$88l$05$1@news.t-online.com...
das hab ich verstanden, wg. Uce=Ucb+Ube
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DAS IST FALSCH. Grundfalsch.
Schau einfach mal in ein Datenblatt eines Transistors.
z.B. http://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf
Das Diagramm Collector-Emitter Saturation Voltage vs Collector Current
zeigt deutlich, das die Kollektor-Emitter-Spannung
bis auf 0.05V herunter gehen kann, also viel viel
niedriger liegt, als die Basis-Emitter-Spannung,
die gleich darunter im Diagramm Base-Emitter ON Voltage vs Collector
Current gezeigt wird.

Irgendwas ist also in deinem Verstaendnis vom Transistor grundfalsch.

Und das ist kein Wunder, wenn man die oft in populaerwissenschaltichen
Buechern oder universitaeren Lehrveranstaltungen verwendeten Modelle
die den Transistor als 2 Dioden beschreiben..

Vergiss das Modell einfach.

Vergiss auch das Modell der Diode das man die erklaert hat.

Versuch es mit Potentialen.
Strom fliesst wie in einem Fluss bergrunter, aber niemals Bergauf.

Ein Potential ist eine Ebene (Plattform, Hoehe)

Die Pole einer Batterie haben z.B. unterschiedliches Potential,
daher fliesst Strom wenn man eine Leitung=ein Rohr legt,
vom hohen Potentail zuj niedrigen Potentail, also bergab.

Ich lasse bewusst mal positiv und negativ weg, weil man sich da
frueher geirrt hat (tchnische Stromrichtung/Elektronenbewegung),
und man braucht es zur Erklaerung auch nicht wissen.

Man kann das Potential eines (Halbleiter-)Stoffes durch Dotierung veraendern.

In einem Transistor z.B. die Basis um 0.7V anders dotieren als Kollektor und
Emitter.

Die Hoehe des Potential ist die Hoehe der LInie:
-------
------- ---------
Emitter Basis Kollektor

Es ergibt sich eine Stufe (Sperrmauer), kein Strom fliesst.

Man kann das Potential einer Region aendern, in dem man es ueber seinen
Anschluss an eine andere Spannung legt, zt.B. die Basis um 0.7V herunterziehen:

------- ----- ---------
Emitter Basis Kollektor

Es gibt einen Weg, Strom fliesst.

Auch diese Modell hat VIELE Missverstaendnismoeglichkeite,
macht es aber leichter, dein Verstaendnisproblem zu loesen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
"Kai Sommer" <233@msn.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dh4e7p$99i$02$1@news.t-online.com...

die Potentiale sind mir bekannt, jedoch eher als
Energienieveaus bei den Transistoren.

Wunderbar, es wurde dir erklaert.
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Aber ich sehe nicht unbedingt, dass etwas an
Uce=Ucb+Ube falsch sein soll. Wenn ich z.B.
folgende Werte habe Uce=0,05;Ube=0,7V
dann erhält man: Ucb= - 0,65V
Beim npn-Transistor habe ich ja einen np-Übergang
und wenn ich da nun den Spannungszählpfeil für -0,65V
ranlege, könnte der doch Durchschalten ?
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Nein Nein Nein, voellig falscher Denkansatz.

Die Theorie haelt keine Mikrosekunde:

Denn wenn Uce nun 0.5V ist, Ube 0.7V, dann ist Ucb halt
-0.2V und es leitet immer noch ?

Da ist keine Diode.

Vergiss das Doppel-Diodenmodell.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
 
Hallo MaWin,
die Potentiale sind mir bekannt, jedoch eher als
Energienieveaus bei den Transistoren.

Aber ich sehe nicht unbedingt, dass etwas an
Uce=Ucb+Ube falsch sein soll. Wenn ich z.B.
folgende Werte habe Uce=0,05;Ube=0,7V
dann erhält man: Ucb= - 0,65V
Beim npn-Transistor habe ich ja einen np-Übergang
und wenn ich da nun den Spannungszählpfeil für -0,65V
ranlege, könnte der doch Durchschalten ?

Bin für alles offen und dankbar.

Cu

"MaWin" <me@private.net> schrieb im Newsbeitrag
news:dh4cjk$uh1$1@online.de...
"Kai Sommer" <233@msn.de> schrieb im Newsbeitrag
news:dh3ql2$88l$05$1@news.t-online.com...

das hab ich verstanden, wg. Uce=Ucb+Ube

DAS IST FALSCH. Grundfalsch.
Schau einfach mal in ein Datenblatt eines Transistors.
z.B. http://www.fairchildsemi.com/ds/2N/2N3904.pdf
Das Diagramm Collector-Emitter Saturation Voltage vs Collector Current
zeigt deutlich, das die Kollektor-Emitter-Spannung
bis auf 0.05V herunter gehen kann, also viel viel
niedriger liegt, als die Basis-Emitter-Spannung,
die gleich darunter im Diagramm Base-Emitter ON Voltage vs Collector
Current gezeigt wird.

Irgendwas ist also in deinem Verstaendnis vom Transistor grundfalsch.

Und das ist kein Wunder, wenn man die oft in populaerwissenschaltichen
Buechern oder universitaeren Lehrveranstaltungen verwendeten Modelle
die den Transistor als 2 Dioden beschreiben..

Vergiss das Modell einfach.

Vergiss auch das Modell der Diode das man die erklaert hat.

Versuch es mit Potentialen.
Strom fliesst wie in einem Fluss bergrunter, aber niemals Bergauf.

Ein Potential ist eine Ebene (Plattform, Hoehe)

Die Pole einer Batterie haben z.B. unterschiedliches Potential,
daher fliesst Strom wenn man eine Leitung=ein Rohr legt,
vom hohen Potentail zuj niedrigen Potentail, also bergab.

Ich lasse bewusst mal positiv und negativ weg, weil man sich da
frueher geirrt hat (tchnische Stromrichtung/Elektronenbewegung),
und man braucht es zur Erklaerung auch nicht wissen.

Man kann das Potential eines (Halbleiter-)Stoffes durch Dotierung
veraendern.

In einem Transistor z.B. die Basis um 0.7V anders dotieren als Kollektor
und
Emitter.

Die Hoehe des Potential ist die Hoehe der LInie:
-------
------- ---------
Emitter Basis Kollektor

Es ergibt sich eine Stufe (Sperrmauer), kein Strom fliesst.

Man kann das Potential einer Region aendern, in dem man es ueber seinen
Anschluss an eine andere Spannung legt, zt.B. die Basis um 0.7V
herunterziehen:

------- ----- ---------
Emitter Basis Kollektor

Es gibt einen Weg, Strom fliesst.

Auch diese Modell hat VIELE Missverstaendnismoeglichkeite,
macht es aber leichter, dein Verstaendnisproblem zu loesen.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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Kai Sommer wrote:

Physikalisch habe ich noch ein Problem damit, denn bei einem
npn Transistor liegt ja der Spannungspfeil von Ucb von oben (+)
nach unten (-) an und würde bedeuteten (+) an (n) und (-) an (p).
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Ja.

Das würde ja dann Sperrgepolt sein.
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Ja(!).
Beim aktiv-normalen Betrieb ist die Kollektor-Basis-Diode in
Sperrrichtung(!!) gepolt.

Wenn ich jedoch den Strom ic im Transistor betrachte (physikalisch),
dann hätte ich eine physikalische Spannung parallel von (p) nach
(n) und damit die Durchlassrichtung geschaltet.
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Den Satz verstehe ich nicht. Kannst Du das nochmal anders erklaeren?

Warscheinlich habe ich das Problem gerade selbst wiedersprochen
(belegt), oder?
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Hmm. Bipolartransistor ist etwas verzwickt. - Grundsaetzlich muss
ich Manfred zustimmen: Vergiss die Sache mit den zwei Dioden.
Vergiss (zunaechst) die Spannungen. Der Bipolartransistor ist ein
STROMGESTEUERTES Bauelement. Die Spannungen an den aeuszeren
Anschluessen sind nur notwendig, um die Stroeme "hineinzutreiben".
Die Ib-Ic-Kennlinie ist erstaunlich gerade.


Grusz,
Rainer
 
"MaWin" <me@private.net> schrieb im Newsbeitrag
news:dh4g0h$3gn$1@online.de...

Da ist keine Diode.

Vergiss das Doppel-Diodenmodell.
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Das Modell ist jedoch verlockend einfach. Wenn man jedoch nur in
Potentialen, Kapazitäten, Speicherladungen etc. denkt, wird
das alles sehr schnell kompliziert.

Danke dennoch für die Belehrung.

Cu
 
Kai Sommer wrote:

Aber ich sehe nicht unbedingt, dass etwas an Uce=Ucb+Ube
falsch sein soll.
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Physikalisch ist das auch nicht falsch. Das ist im Prinzip
der Maschensatz, und der gilt eben. Manfreds Kritik war etwas
radikal formuliert. Der ist halt so... :)

Wenn ich z.B. folgende Werte habe Uce=0,05;Ube=0,7V
dann erhält man: Ucb= - 0,65V
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Ja - aber das hilft Dir nicht weiter.

Beim npn-Transistor habe ich ja einen np-Übergang und wenn
ich da nun den Spannungszählpfeil für -0,65V ranlege, könnte
der doch Durchschalten ?
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Wohin "durchschalten"?

Wenn Du den Emitter auf Masse (0V), die Basis auf 0.7V und den
Kollektor auf 0.05V hast, ist der Transisor voll durchgesteuert,
ja. Weiter geht kaum. Zwischen Kollektor und Emitter herrscht
praktisch ein "Kurzschluss".

Wo liegt jetzt Dein Problem? Darin, dass der Kollektor negativer
als die Basis ist? -- Wenn es das ist: Vergiss die Potenziale.
Vergiss die Spannungen am Bipolartransistor. Der ist STROM-
GESTEUERT. Die Spannungen auszen sind nur Blendwerk.

Ein bestimmter BasisSTROM bewirkt einen bestimmten KollektorSTROM.
Die Spannungen stellen sich dann halt ein.


Grusz,
Rainer
 
"Kai Sommer" <233@msn.de> wrote:
ich habe einen npn-Transistor in Emitterschaltung, den ich
in Sättigung betreiben möchte.
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Wohl kaum. Vermutlich willst du den Transistor im Schalterbetrieb
verwenden. Dann strebst du Sättigung an für den "An" Fall. Wenn du
immer Sättigung willst, ist ein Stück Draht die einfachere Lösung.

Der BE- und BC-Übergang
muss dazu in Durchlassrichtung betrieben werden.
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Nein. Der Basis-Kollektor PN-Übergang wird eigentlich immer in
Sperrichtung betrieben. Für praktische Zwecke kann man den
Kollektor als separaten Anschluß betrachten.

Wie bekomme ich eine dementsprechende Durchlassspannung (=0,7V)
am BC-Übergang zustande, dass der Transistor dort durchsteuert?
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Warum sollte man einen Stromfluß vom Kollektor zu Basis wollen?
Bei einem eingeschalteten Transistor soll der (Last-)Strom vom
Kollektor zum Emitter fließen. Und der Steuerstrom von der Basis
zum Emitter.

Leg einfach mal das 2-Dioden-Modell beiseite. Das stimmt nämlich
nur, solange man nur jeweils zwei Anschlüsse des Transistors
betrachtet. Für die Emitterschaltung gibts ein besseres Modell:
zwischen Basis und Emitter ist da eine Diode und zwischen Kollektor
und Emitter eine (passive) Stromsenke, die das B-fache des Basis-
Stroms vom Kollektor zum Emitter fließen läßt (B ist der Strom-
verstärkungsfaktor des Transistors). Passiv ist die Stromsenke,
weil sie selber keinen Strom liefert, sondern lediglich den schein-
baren Widerstand zwischen Kollektor und Emitter so anpaßt, daß in
Verbindung mit dem externen Stromkreis (also i.d.R. dem Lastwider-
stand gegen Betriebsspannung) gerade der berechnete Strom fließt.

Wenn die Außenbeschaltung gar nicht so viel Strom zuläßt, wie
rein rechnerisch im Kollektorkreis fließen müßte, dann würde ein
idealer Transistor den Kollektor gegen den Emitter kurzschließen.
Ein realer Transistor benötigt aber eine gewisse Mindestspannung
zwischen Kollektor und Emitter. Das ist die Sättigungsspannung.


PS: In meinem Bücherschrank stehen mindestens drei Bücher, die den
Schaltbetrieb des Bipolartransistors detailliert durchkauen.
Zugegebenermaßen alle >15 Jahre alt und aus DDR-Verlagen. Aber
irgendwelche brauchbare Literatur muß es ja heute auch geben.

XL
 
Vergiss das Doppel-Diodenmodell.
Ein bisschen praktischen Nutzen hat es schon:
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wenn man mit Bezeichnung auf Gehäuse nicht klarkommt
kann man PNP und NPN so meßtechnisch unterscheiden.

MfG JRD
 
Das die Populärliteratur mehr verwirrt als lehrt ist klar.
Aber auch Fachliteratur kann verwirren, wenn es zu sehr in die Tiefe
geht. Es ist wichtig und nicht gerade einfach das Mittelmaß zu finden.

Klar ist ein Lehrbuch Hochfrequenztechnik [z.B. von Zinke, Otto]
völlig korrekt aber ich verstand es zu Anfang gar nicht richtig.
Einfach auf Praxis ausgerichtet Bücher sind in der Regel auch
verständlich.
 
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