Transistor schaltet ab 200kHz nicht richtig

[Zehn V. (langerblitz)]

Guten Abend

ich bin momentan dabei, einen Teslatransformator zu bauen. Zum Ansteuern 
des Leistungsteils habe ich eine Treiberstufe gebaut. Diese wird mit 
einem Rechtecksignal vom 4046 getrieben und sollte dann eine Frequenz 
von etwa 300-500kHz haben.
Da aber der Basisgesamtwiderstand der Transistoren im Treiberteil zu 
klein ist, bricht das Signal des 4046 in seiner Spannung ein.
Also habe ich mit überlegt, dieses Signal einfach mit einem Transistor 
zu verstärken. Probiert habe ich es bei etwa 100kHz und läuft auch 
einwandfrei.
Wenn ich nun aber die Frequenz auf 300kHz erhöhe, hört der Transistor 
auf, vernünftig zu schalten. Das liegt daran, dass das Signal hinter dem 
Basisvorwiderstand viel zu schwach wird und total verschwingt. Es ist 
offensichtlich von der Frequenz des Signals abhängig, wie stark das 
Signal an der Basis ist.

Nun ist jedoch meine Frage, wieso das Signal an der Basis eine Spannung 
von weniger als 1V hat und so verunstaltet ist. Das Urspungssingal ist 
ein sauberes Recktecksingal mit einem Ein-Aus-Verhältnis von 50:50.

Verwendet wird ein BC547.

Hier die schaltung, die ich zum Verstärken nutze:
http://www.kpsec.freeuk.com/images/trinvert.gif

Hochgeladen habe ich außerdem noch zwei Bilder vom Oszilloskop. Das 
Erste ist das Signal direkt an der Basis mit 0,5V/DIV, das Zweite am 
Kolletor (5V/DIV).

Ich wäre euch für jegliche Hilfe dankbar, da ich hier wirklich am 
Verzweifeln bin. Zudem kann ich es garnicht nachvollziehen, wieso es 
solche Probleme damit gibt.

[Viertopfzerknalltreibling (Gast)]

Wieso Probleme? Die Basis wirkt wie eine Diode, d.h. es fallen ca 0.7V 
über ihr ab. Wenn du dir die Diodenkennlinie anguckst, wirst du sehen, 
dass dies sich auch mit steigendem Strom kaum ändert.

Der Collector hingegen sieht an sich 1A aus, saubere schaltflanken, für 
ein Bipolaren (höchstwahrscheinlich in Emitterschaltung) sehr gut.

Der Transistor macht aus dem Quellsignal ein gutes Signal, die frage ist 
nur, warum deine Quelle kein 50:50 mehr liefert. Wie sieht den die 
Schaltung aus und welchen Vorwiderstand nimmst du?

[mos6502 (Gast)]

Als erstes solltest du die richtige Verstärkertopologie für dein 
Vorhaben wählen. Du hast einen Spannungsverstärker gebaut, du willst 
aber einen Stromverstärker. Die obige Schaltung macht das was du willst.

Falls du die Invertierung brauchst, dann kannst du den Emitterfolger dem 
Inverter nachschalten.

Der Emitterfolger hat übrigens keinen Basiswiderstand!

Wenn du Hilfe willst wäre es im übrigen nicht schlecht die komplette 
Schaltung zu posten.

[Viertopfzerknalltreibling (Gast)]

hm, Vorwiderstand wäre geklärt (lesen ist schwer), aber die restliche 
Schaltung fehlt noch.

[Zehn V. (langerblitz)]

So, ich danke euch erstmal für die Hilfe.
Mit dem Emitterfolger klappt das jetzt endlich.
Die restliche Schaltung ist nicht relevant, da ich nur die gepostete 
Schaltung allein verwendet habe.
Alles funktioniert nun und ich glaube, ich sollte mich noch ein wenig 
genauer mit dem Thema Transistoren beschäftigen.

[Karl H. (kbuchegg)]

> und so verunstaltet ist. Das Urspungssingal ist
> ein sauberes Recktecksingal mit einem Ein-Aus-Verhältnis von 50:50.

Das 'Modell' welches wir für Transistoren benutzen ist ja meistens, das 
das ein idealer Schalter ist.
Nur stimmt das so nicht. Ein Transistor hat zb eine Kapazität die 
zwischen Basis und Emitter wirkt. Beim BC547 sind das (laut Wikipedia) 
ca 11 pF. Und wenn wir uns nun den Basiswiderstand da noch dazudenken, 
dann bildet diese Kapazität mit dem Widerstand einen Tiefpass mit einer 
bestimmten Grenzfrequenz. Dein Rechtecksignal kann man sich aus vielen 
Frequenz zusammengesetzt denken. Wenn nun der Tiefpass einige davon 
wegfiltert, dann bleibt eben kein Rechteck mehr übrig.

http://de.wikipedia.org/wiki/Ersatzschaltungen_des_Bipolartransistors#Modelle_f.C3.BCr_das_dynamische_Verhalten
http://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass#Tiefpass_1._Ordnung

[mhh (Gast)]

Sven Schmidt schrieb:
> Zudem kann ich es garnicht nachvollziehen, wieso es
> solche Probleme damit gibt.

Du übersteuerst den Transistor zu stark. Verringere mal den 
Kollektorwiderstand im Rahmen des erlaubten.

[mos6502 (Gast)]

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Nur stimmt das so nicht. Ein Transistor hat zb eine Kapazität die
>
> zwischen Basis und Emitter wirkt. Beim BC547 sind das (laut Wikipedia)
>
> ca 11 pF. Und wenn wir uns nun den Basiswiderstand da noch dazudenken,
>
> dann bildet diese Kapazität mit dem Widerstand einen Tiefpass mit einer
>
> bestimmten Grenzfrequenz.

Deswegen ist der Emitterfolger auch im Vorteil. Kein Basiswiderstand und 
maximale Eingangsimpedanz.

[Zehn V. (langerblitz)]

Wie ist es denn nun möglich, das Signal zu invertieren, wenn ich doch 
nicht die emitterschaltung verwenden kann?

[Eddy C. (chrisi)]

Nimm einen 74HC04 und schalte alle sechs Inverter parallel. Dann hast Du 
einen schnellen invertierenden Treiber.

[Kurt B. (kurt)]

So wird das nie was! Die FETs brauchen ordentlich Strom um das Gate 
schnell genug umzuladen.

Ein vernüftiger Treiber wäre z.B. der UCC27322 und seine Verwandten.

[Zehn V. (langerblitz)]

Ich habe schon an den 74HC04 gedacht, den würde ich auch nehmen.
Nur habe ich leider schon meine Platinen geätzt und zweitens würde ich 
gerne direkt im Treiberteil invertieren und nicht schon beim Oszillator.
Falls es jedoch mit Transistoren nicht möglich ist, zu invertieren, 
würde ich dann doch den 74hc04 nehmen.

@Kurt Bohnen

Ein diskreter Treiber tut es auch, undzwar sehr gut.

[Kurt B. (kurt)]

Sven Schmidt schrieb:
> Ein diskreter Treiber tut es auch, undzwar sehr gut.

Wenn er richtig dimensioniert ist, natürlich. Man kan es sich aber auch 
unnötig schwer machen...

[Marko ⚠. (mos6502)]

Sven Schmidt schrieb:
> Wie ist es denn nun möglich, das Signal zu invertieren, wenn ich doch
> nicht die emitterschaltung verwenden kann?

Die Schaltung im Anhang sollte deine Anforderungen erfüllen.

[Helmut L. (helmi1)]

Um den Transistor schneller zu machen:
Basisvorwiderstand mit einer kleinen Kapazität überbrücken und eine 
Schottkydiode von der Basis zum Kollektor. Kathode am Kollektor,Anode an 
Basis.