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Emitterverstärker, Arbeitspunktbestimmung |
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BID = 854214
Gamtja Gelegenheitsposter
Beiträge: 67
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Hallo, in der Schule simulieren wir gerade mit Multisim verschiedene Schaltungen.
Nun war bei der "Schaltung anfang" die Aufgabe, am Arbeitspunkt "Uc" 5V Spannung und 15mA Strom zu haben. Das war nicht sehr schwer. Nun sollten wir den Basiswiderstand herausfinden.
Das haben wir mit einer Simulation gemacht "Analyse mit Variablen Parametern", also haben wir den Vorwiderstand von 900kOhm auf 2MOhm steigen lassen (siehe Analyse). Und dann nehmen wir den Widerstandswert bei dem Uc = 5V.
So, nur merk ich jetz zuhause das mein Arbeitspunkt garnicht stimmt, ich hab zwar 5V aber keine 15mA am Arbeitspunkt.
Kann mir jemand erklären wie ich 5V und 15mA am Arbeitspunkt zusammen bekomme ? |
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BID = 854218
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12741 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| So, nur merk ich jetz zuhause das mein Arbeitspunkt garnicht stimmt, ich hab zwar 5V aber keine 15mA am Arbeitspunkt. | Wenn du es praktisch aufbaust, oder wie?
Die Abweichung kommt natürlich daher, dass du erstens Toleranzen seites der Widerstände hast. Und dass die Parameter von Transistoren streuen.
Außerdem wird die Versorgungsspannung auch nicht genau 10,0000V sein.
Edit: Wo willst du eigentlich einen 333,33333Ohm Widerstand hernehmen
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 25 Okt 2012 18:04 ] |
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BID = 854222
Brizz Stammposter
Beiträge: 386 Wohnort: Rheine
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So eine Schaltung läuft nur auf dem Rechner. In der Praxis artet es dann zum Kampf mit Dereckeffekten aus.
Wenn Du in der Praxis den Transistor so beschaltest, darfst Du nicht erwarten, dass die Parameter des Transistors konstant sind. Die streuen von Transitor zu Transistor. Zudem ändern sich die Paramter eines Exemplars schon bei kleinsten Temepraturunterschieden. Da musst Du damit leben, dass der Kollektorstrom nicht auf 1% genau ist.
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BID = 854225
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12741 Wohnort: Cottbus
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Ich nochmal
Zitat :
| ich hab zwar 5V aber keine 15mA am Arbeitspunkt. |
Kann nicht sein. Wenn du 5V am Kollektor hast, müssen über dem Widerstand 5V abfallen. Und gemäß dem komischen Gesetz müssen dann auch 15mA fließen.
Wenn man aber bedenkt, dass mit einem 1M3 Widerstand nur noch etwa 7µA Basisstrom fließen können und somit eine Stromverstärkung von etwa 2100 nötig wäre, um 15mA Kollektorstrom fließen zu lassen, frage ich mich, was das für ein Simulator ist.
Die Stromverstärkung derartiger Transistoren liegt nämlich nur im Bereich bis etwa 300.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 854227
Gamtja Gelegenheitsposter
Beiträge: 67
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Zitat :
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Da musst Du damit leben, dass der Kollektorstrom nicht auf 1% genau ist.
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Naja 1% genau hätte mir wohl gereicht, nru der Strom war bei 5mA oderso. also um 66% daneben.
Die Schaltung baun wir nicht auf, wir simulieren nur am Rechner.
Ich hab den Fehler nun gefunden, ich hatte GROUND vergessn. Nun hab ich mit dem Basiswiderstand 190kOhm am Arbeitspunkt wieder 5V 15mA.
Nur kapier ich jetzt nicht warum sich soviel ändert wenn ich den Emitter auf Masse anstatt auf - lege ? Kann mir das wer erklärn.
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BID = 854230
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12741 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| Nur kapier ich jetzt nicht warum sich soviel ändert wenn ich den Emitter auf Masse anstatt auf - lege ? Kann mir das wer erklärn.
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Der Simulator benötigt dass Masse-Symbol für die internen Berechnungen. Ohne dies kann er nicht richtig arbeiten, weil er kein Bezugspotential hat.
Und dann kommt eben so ein Unsinn heraus.
Zitat :
| 190kOhm am Arbeitspunkt wieder 5V 15mA. |
Geht doch.
Jetzt liegt die Stromverstärkung bei den zu erwartenden ~300.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 854259
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Wenn man aber bedenkt, dass mit einem 1M3 Widerstand nur noch etwa 7µA Basisstrom fließen können und somit eine Stromverstärkung von etwa 2100 nötig wäre, um 15mA Kollektorstrom fließen zu lassen, frage ich mich, was das für ein Simulator ist.
Die Stromverstärkung derartiger Transistoren liegt nämlich nur im Bereich bis etwa 300. |
Diese Aussage ist nicht ganz unproblematisch.
Zum einen sind schon die C-Versionen von gebräuchlichen Kleinsignaltransistoren mit Stromverstärkungen von 420..800 spezifiziert, und zum Anderen gibt es schon seit einer Ewigkeit http://en.wikipedia.org/wiki/Bob_Widlar , vorwiegend in ICs verwendete, so genannte Super-Beta-Transistoren mit Stromverstärkungen von etwa 1000 bis 5000.
http://www.uta.edu/ronc/4345sp02/lectures/L22a_4345_Sp02.pdf
Hier ein neuerer in der relativ jungen Si-Ge-Technologie, der auf über 10.000 kommt: http://web.iitd.ac.in/~mamidala/HTMLobj-448/TED_03_superbeta.pdf
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BID = 854262
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12741 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| so genannte Super-Beta-Transistoren mit Stromverstärkungen von etwa 1000 bis 5000. |
Cool, die kannte ich noch gar nicht, solche Spezialtypen meinte ich natürlich auch nicht.
Zitat :
| mit Stromverstärkungen von 420..800 spezifiziert |
Ja, sind sie. In einigen Datenblätter steht auch etwas von 100...800
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BID = 854272
perl Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| In einigen Datenblätter steht auch etwas von 100...800 |
Die sind dann eben unsortiert und umfassen das gesamte produzierte Spektrum.
Ansonsten: A=110..220, B=200..450, C=420..800.
Diese Sortierung galt schon in den 1960ern zu Zeiten des BC107, und wenn du die Datenblätter der Typen BC107 , BC237, BC347, BC547, BC847 mal miteinander vergleichst, wirst du feststellen, dass sich ausser den Gehäusen nicht so furchtbar viel geändert hat.
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BID = 854291
DonComi Inventar
Beiträge: 8605 Wohnort: Amerika
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@GTI
Zitat :
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frage ich mich, was das für ein ... Simulator ist. |
Ich habe ein paar Kollegen, die nutzen diese Software auch, die ist nicht schlecht (kostet auch entsprechend).
(Außerdem steckt da mal wieder SPICE hinter.)
Wie ich, immer wenn es um Simulationen geht, zu sagen pflege: wenn Mist reingeht, kommt meist auch Mist raus .
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: DonComi am 25 Okt 2012 22:17 ]
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BID = 854301
Offroad GTI Urgestein
Beiträge: 12741 Wohnort: Cottbus
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Zitat :
| die nutzen diese Software auch, die ist nicht schlecht |
Jetzt fällt´s mir auch wieder ein. In der Ausbildung haben wir mit Multisim immer die Schützschaltungen simuliert.
Zitat :
| wenn Mist reingeht, kommt meist auch Mist raus |
Stimmt genau.
@Gamtja:
Noch ein Hinweis zu deiner ersten Simulation (mit der 0,7xxxV Spannungsquelle an der Basis). Dies funktioniert so auch nur in einer Simulation, und auch da schon nicht unbedingt besonders gut.
Bipolartransistoren sind nämlich stromgesteuerte* Bauelemente. Wenn du diesen mit einer idealen Spannungsquelle irgendeine Basisspannung auf´s Auge drückst, ergibt dies nicht gerade ein zuverlässiges Ergebnis.
(Gleiches Prinzip wie bei einer LED: 1,5V an einer roten 1,5V LED ergibt irgendeinen undefinierten Strom)
*)Im Gegensatz zu unipolaren Transistoren, aka MOSFET, welche spannungsgesteuert sind.
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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.
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BID = 854306
Gamtja Gelegenheitsposter
Beiträge: 67
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Danke für eure Erklärungen!
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