Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor Verständnis


von Grumpi (Gast)


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Hallo,

habe die angehängte Schaltung gerade in Multisim aufgebaut. Wenn ich nun 
die Eingangsspannung am OP regle (0-5V), bewegt sich die 
Ausgangsspannung logischerweise zwischen 0-9V.

Da der OP allerdings nur max. 20mA Strom liefert benötige ich einen 
Transistor zur Stromverstärkung (möchte einen kleinen Elektromotor 
ansteuern).
Nun verstehe ich allerdings nicht wie es sein kann, dass der Transistor 
nun ebenfalls die Eingangsspannung zwischen 0-9V regeln kann?
Sobald an der Basis eine Spannung größer 0,7V anliegt müsste dieser doch 
auf einen schlag die 9V durchschalten oder verstehe ich da gerade etwas 
Falsch??

von andreas6 (Gast)


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Hallo,

ein Transistor ist kein Schalter. In Deiner Schaltung folgt die 
Emitterspannung ziemlich genau der Basisspannung mit einem Abstand von 
etwa 0,6 V.

MfG. Andreas

von Floh (Gast)


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Grumpi schrieb:
> verstehe ich da gerade etwas
> Falsch??
Jep.
Schau dir mal die Grundschaltungen eines Transistorverstärkers an, vor 
allem die Emitterschaltung und als Gegensatz dazu die Collectorschaltung 
oder Emitterfolger.

von Bastler (Gast)


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Grumpi schrieb:
> Sobald an der Basis eine Spannung größer 0,7V anliegt

...relativ zu? Prüf mal den Bezugspunkt.

von rotzie (Gast)


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Hallo Grumpi,

der Transistor sieht nur die Spannung zwischen Basis und Emitter; die 
Masse kann er hier nicht "sehen". Es ist daher völlig egal wie groß die 
Spannung an der Basis in Bezug auf Masse ist. Den Transistor 
interessiert nur die Spannung zwischen B und E.
Zwischen Basis und Emitter liegt ein PN-Übergang in Durchlaßrichtung, 
d.h. hier wird eine Spannung von ca. 07V liegen. Der Emitter "schwebt" 
auf der Spannung welches der Emitterstrom im Widerstand abfallen läßt. 
Der Emitter folgt daher mit 0.7V Abstand der Basisspannung. Daher auch 
der Name Emitterfolger.

von Reto B. (schnuber)


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Überleg dir doch einfach mal Folgendes:
Wenn der OpAmp z.B. 5V rausgibt am Knoten 5 und der Transistor dann voll 
durchschalten würde, dann wäre an Knoten 8 ja 9V gegenüber Ground. Aber 
dann wäre die Basis-Emitter Spannung (Knoten 5 -Knoten 8) ja -4V, also 
würde der Transistor sofort wieder sperren. Sobald er wieder sperrt wäre 
die Basis-Emitter Spannung wieder 5V und er würde sofort wieder leiten. 
Dieses hin und her ist im Prinzip nun so schnell, dass der Transistor 
gar nicht mehr hinter her mag mit schalten, also stellt sich statt 
dessen ein stabiler Arbeitspunkt ein. Und zwar leitet der Transistor 
immer gerade so gut, dass das Potenzial an Knoten 8 immer um ca. 0.7V 
tiefer ist als an Knoten 5.

Ich hoffe ich habe dich nicht noch mehr verwirrt.

Gruss
Reto

von rotzie (Gast)


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@Reto

Wo bitte sollen -4V herkommen?

Der Schlüssel zum Verständnis ist die B-E Diode in Durchlaßrichtung 
(daher konstante 0.7V) und der Emitterwiderstand, der den Emitter soz. 
von der Masse entkoppelt. Eine negative Rückkopplung gibt es in der tat: 
läßt der T. mehr Strom fließen, steigt das Emitterpotenzial und damit 
sinkt die B-E Spannung -> der Strom sinkt auch wieder.

von Reto B. (schnuber)


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Das mit den -4V ist doch nur ein didaktisches Gedankenspiel, ich sage ja 
"und der Transistor dann voll durchschalten würde" was in Realität nicht 
tut. Aber wenn er es tun würde (angenommen er hätte ideales Schalter 
Verhalten) dann wäre an Knoten 8 9V Ptenzial und an Knoten 5 5V (in 
meinem Beispiel) ergo wäre die Basis-Emitter Spannung dann -4V.

von Grumpi (Gast)


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Danke an ALLE für die Zahlreichen und vor allem guten Antworten! Damit 
hätte ich um die Uhrzeit nicht mehr gerechnet! :)

Und nein Reto B. du hast mich nicht noch mehr verwirrt, die Erklärung 
war ebenfalls sehr gut logisch nachzuvollziehn ;)

Dann kann ich das ganze ja jetzt mit beruhigtem gewissen aufbaun :)

Merci nochmal!!!

von Rolf S. (miromac)


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das poti macht in der einen endstellung kurzschluss
Folge:
poti verbrutzelt, Q1 verbrutzelt

=>
da, wo das poti sitzt, stattdessen den motor einbauen.

falls der mehr als 100mA braucht, stärkeren Transistor nehmen.

gesteuert wird, wie angegeben über +Eingang des OPV

von Grumpi (Gast)


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@Rolf Schneider, das Poti diente nur zu simulationszwecken, da kommt 
selbstverständlich der Motor hin ;)

Hab die Schaltung jetzt mal aufgebaut, und leider ein Problem mit dem 
Operationsverstärker LM324N (Die Schaltung ist noch etwas komplexer, und 
benötigt 4 OP's, damit 2 Motoren jeweils in vor und Rücklauf gesteuert 
werden können).

Datenblatt: http://www.pollin.de/shop/downloads/D100379D.PDF

Der OP ist an Pin 4 mit 9V DC versorgt und liegt bei Pin 11 auf Masse. 
Nun liefert mir der OP an ALLEN Ausgängen eine Spannung von 2,3V und an 
allen EINGÄNGEN ebenfalls eine Spannung von 0,3 - 0,5V.
Diese Spannung habe ich gemessen als der OP aus der Schaltung ausgebaut 
war!!!

In der Schaltung liegt die Eingangsspannung an den + und - eingängen 
(welche noch nicht beschalten sind, also frei liegen bzw. über den 15k 
auf masse) bei 2V und die Ausgangsspannung bei ca. 4,5V Wieder auf allen 
4 Kanälen...

Wie kann es sein dass der OP eine Spannung an seine Eingänge abgibt? Wie 
gesagt, der OP war bei der oben genannten Messung nicht in der 
Schaltung!
Es war nur die 9V Spannungsversorgung angeschlossen^^

Der OP scheint übrigens nicht kaputt zu sein, hab das selbe noch mit 
einem anderen getestet (bevor er in der schaltung war).

Hoffe ihr könnt mir weiterhelfen, bin schon am verzweifeln :/

von Jens G. (jensig)


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Tja - hinter solch einem Eingang hängt ja irgendein Transistor, beim 
LM324N wohl ein bipolarer npn. Und dessen Emitter hängt auch wieder an 
einem (hochohmigen) Potential. Und wenn dessen BAsis frei ist, dann 
folgt diese dem Emitter mit rund 0,6V Versatz.

von Rolf S. (miromac)


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Grumpi schrieb:
> Wie kann es sein dass der OP eine Spannung an seine Eingänge abgibt?

> an allen EINGÄNGEN .... eine Spannung von 0,3 - 0,5V.

Schau dir mal die Innenschaltung auf S4 im Datenblatt an:
Da sitzen je 1 PNP im Eingang.
Die möchten gern ein bisschen Basisstrom haben.
Wieviel, steht auch im DB auf S2 unter "Input Bias Current".

Beim LM324A steht "typ -45nA".
(Beim LM324 steht "typ -90nA").

Wenn du jetzt ein DMM mit 10MOhm Eingangswiderstand anschliesst
(was DMMs normalerweise haben),
dann holt sich der PNP im Eingang seine "typ -45nA" über das DMM.
10MOhm * 45nA ergibt 0,45V.
Du hast also, ohne es zu ahnen,
die tatsächlichen Eingangströme deines LM324 gemessen
und nebenbei eine einfache und geniale Möglichkeit herausgefunden,
wie man das beim LM324 machen kann.

von Grumpi (Gast)


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Hab das Problem gelöst, hab die + Eingänge hochomig (100k) auf Masse 
gelegt, siehe da, es funktioniert! :) Hat wohl ein klar definiertes 0 
Signal benötigt^^

Aaah das Erklärt warum der OP auch ohne Beschaltung Spannung rausgibt, 
höchstinterressant^^ Und wieder mal was dazugelernt :D

von Rolf S. (miromac)


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Grumpi schrieb:
> höchstinterressant^^ Und wieder mal was dazugelernt :D

Supi!
:-)

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