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Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
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 Scherzo Verfasst am: 27. Jul 2013 19:04 Titel: Schottky-Transistor |
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Hallo an Alle,
ich beschäftige mich gerade mit der Funktionsweise des Schottky-Transistors und komme leider nicht weiter.
Der Transistor geht doch in Sättigung, wenn der Basis-Kollektor- und Basis- Emitter-Übergang in Durchlassrichtung betrieben werden. Im Schaltplan 1 ist das nicht der Fall, da am Emitter 5V und an der Basis 0.7V anliegen.
Wenn ich das soweit richtig verstanden habe bedeutet das, dass der Transistor in Schaltplan 1 in Sättigung geht, wenn V1<0.7V gilt.
Diese Sättigung möchte man vermeiden, da dies die Schaltgeschwindigkeit herabsetzt. Dafür verbindet man die Basis über eine Schottky-Diode mit dem Emitter (Schaltplan 2). Sobald die Spannung V1 unter 0.4V fällt, die Schottky-Diode hat eine Durchlasspannung von 0.3V, beginnt diese zu leiten.
Frage:
Inwiefern hilft das jetzt die Sättigung des Transistors zu verhinder? Erstens schaltet die Schottky-Diode sowieso erst, wenn der Transistor bereits im Sättigungsbereich ist und zweitens verstehe ich nicht, wie die Schottky-Diode allgemein, dazu beiträgt die Sättigung zu verhindern.
Idee:
1. Die Schottky-Diode verhindert nur, dass der Transistor in eine hohe Sättigung kommt.
2. In Schaltplan 2 kann man die Spannung am Kollektor ja beliebig weit runter regeln durch die Spannungsquelle V1, deswegen weiß ich nicht wie die Schottky-Diode helfen soll.
Schonmal vielen Dank und einen einigermaßen kühlen Abend!
Viele Grüße
Scherzo
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3559
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| ML Verfasst am: 28. Jul 2013 13:02 Titel: Re: Schottky-Transistor |
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Hallo Scherzo,
grob gesagt liegt Übersteuerung vor, wenn eine Erhöhung des Basisstroms keine Vergrößerung des Kollektorstroms mehr hervorruft. Sie läßt sich beispielsweise ablesen an der Spannung UCE. Sinkt diese unter den Wert einer Diodenflußspannung (0,7V), so befindet man sich im Bereich der Sättigung. Hier findest Du eine detailliertere Beschreibung:
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1506161.htm
Die Schottkydiode verhindert, daß die UCE-Spannung auf die Sättigungsspannung UCEx=0,2V (ungefähr) sinkt. Denn ihre Flußspannung beträgt nur ungefähr 0,3-0,4V.
Viele Grüße
Michael
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Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
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| Scherzo Verfasst am: 28. Jul 2013 14:09 Titel: |
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Hallo Michael,
vielen Dank für die Antwort. Ich habe jetzt einmal das Kennliniendiagramm eines Transistors angehängt. Dort ist auch der Sättigungsbereich eingezeichnet, was ich verstehe, da die gestrichelte Linie gerade die Grenze ist wo  ist.
Frage
Aber wie bekommt man nun die Sättigungsspannung  ? Es existiert ja ein kompletter Sättigungsbereich.
Idee
ist die Spannung, wo sich, bei Erhöhung des Basistroms, der Kollektorstrom nur noch wenig ändert. Also im Sättigungsbereich, aber sehr nahe an der Y-Achse.
| Zitat: | | Die Schottkydiode verhindert, daß die UCE-Spannung auf die Sättigungsspannung UCEx=0,2V (ungefähr) sinkt. Denn ihre Flußspannung beträgt nur ungefähr 0,3-0,4V. |
Könntest Du mir das eventuell an meinem oben angehängten Schaltplan 2 erklären? Da könnte man doch ohne weiteres die Spannung  beliebig runter setzten, oder? Ich habe den Schaltplan selber gezeichnet, eventuell ist dort ein Fehler drin?
Viele Grüße
Scherzo
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3559
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| ML Verfasst am: 28. Jul 2013 14:59 Titel: |
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Hallo,
| Scherzo hat Folgendes geschrieben: |
Frage
Aber wie bekommt man nun die Sättigungsspannung ? Es existiert ja ein kompletter Sättigungsbereich.
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Zunächst einmal mußt Du eine Schaltung verwenden, bei der der Transistor überhaupt in Sättigung geraten kann. Eine geeignete Schaltung zeigt der Link, den ich Dir geschickt hatte.
Bei Deiner Schaltung gibt es zwei Probleme:
- Zunächst ist U_CE durch die Spannungsquelle festgelegt und beträgt U_CE = 5V. Wenn Du Dir die Linie U_CE=5V einmal im Kennliniendiagramm einzeichnest, siehst Du, daß Du weit von einer möglichen Sättigung entfernt bist.
Was Du also benötigst, ist beispielsweise ein Widerstand R_C zwischen der 5V-Versorgungsspannung und dem Kollektor. Dann weißt Du, daß der maximale Kollektorstrom I_Cmax=5V/R_C beträgt (nämlich für UCE=0).
- Das zweite Problem bei Deiner Schaltung ist, daß Du den Basisstrom vorgeben mußt und nicht dessen Spannung. Was Du brauchst, ist eine Stromquelle (oder eine Spannungsquelle mit Widerstand) an der Basis.
Ohne Schottkydiode:
Um den Transistor in Sättigung zu treiben, mußt Du den Strom, der in den Basisanschluß des Transistors fließt, erhöhen, bis der Kollektorstrom langsam den Wert I_Cmax=5V/R_C erreicht. Zeichne Dir also die Linie I_Cmax=5V/R_C in das Kennliniendiagramm ein. Wenn Du nun bei diesem (näherungsweise konstanten) Kollektorstrom den Basisstrom weiter erhöhst, siehst Du, daß U_CE langsam fällt. (Um das zu sehen, mußt Du die Kennlinien für die verschiedenen IB bei konstantem I_Cmax vergleichen.) Das ist die Sättigung.
Mit Schottkydiode:
Probieren wir das gleiche Spiel mit Schottkydiode. Hierzu drehen wir zunächst wie zuvor den Basisstrom wieder hoch, bis wir UCE=0,7V erreicht haben. Bis dahin ist noch alles gleich wie ohne Schottkydiode. Wenn wir aber den Basisstrom immer weiter aufdrehen, fließt irgendwann ein Teil des "Basisstroms" über die Strecke Schottkydiode/CE-Strecke des Transistors in Richtung Masse und nicht mehr durch die BE-Diode.
Betrachten wir das minimale U_CE: Die BE-Diode hat bei Stromfluß ungefähr 0,7V. Diese 0,7V sind gemäß der Maschenregel gleich der Spannung an der Schottkydiode (bei Stromfluß ungefähr 0,3V) und der Spannung U_CE. Die Differenz von 0,7V und 0,3V ist 0,4V. U_CE wird somit auf ungefähr 0,4V nach unten begrenzt.
Viele Grüße
Michael
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Scherzo
Anmeldungsdatum: 10.02.2008
Beiträge: 81
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| Scherzo Verfasst am: 29. Jul 2013 14:31 Titel: |
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Hallo Michael,
vielen Dank für die ausführliche Antwort! Ich habe die Funktionsweise jetzt verstanden und "nebenbei" noch ein Paar grundlegende Verständnisprobleme, im Bezug auf die Auswertung elektrischer Schaltungen, ausräumen können.
Vielen Dank und Grüße
Scherzo
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