Hallo zusammen, Transistoren werden im Wassermodell ja immer gerne als Ventil erklärt, wo man mit einem kleinen Steuerstrom bzw. Steuerspannung einen grösseren Strom schalten kann. Jedoch hinkt der Vergleich anscheinend gewaltig. In einem Wasserkreislauf ist es nämlich vöällig egal, ob das Ventil nun hinter oder vor der Last geschaltet wird. Es funktioniert identisch. Bei Transistoren hat man aber auf einmal eine ganz andere Schaltung, die auch ganz anders wirkt. Nun die Frage: Warum ist das so? Bisher ist es bei meinen einfachen Schaltungen immer so gewesen, dass bei einer Reihenschaltung die Reihenfolge völlig egal ist. Bei Transistoren muss, um den Transistor als Schalter verwenden zu können, der Transistor immer direkt an die Masse angeschlossen werden. Intuitiv ist das nicht. Ein Ventil schliesst man ja auch VOR das Gerät an, und nicht dahinter.
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Christian S. schrieb: > Bei Transistoren muss, um den Transistor > als Schalter verwenden zu können, der Transistor immer direkt an die > Masse angeschlossen werden. Nein, das ist völlig egal, wie soll sonst eine Brückenschaltung funktionieren. Du musst nur natürlich eine Ansteuerspannung haben, die gegenüber dem Emitter des Transistors (bzw Source des Mosfets) so gepolt ist dass der Transistor auch durchgesteuert werden kann.
Das hat etwas mit der nötigen Spannung vod der Basis oder Gate des Transistors im Bezug zu dessen Emitter oder Source zu tun, da muss immer ein Spannungsunterschied sein, und der ist am einfachsten in der PRaxis, wenn man als Bezugspunkt die MAsse anschließt, dann muss man sich nämlich keine Gedanken um die Basis/ Gate machen. Und die Vergleiche sind ja nur Gedankenmodelle, das heisst ja nciht dass du alles 1:1 übernehmen sollst, sondern nur dass es deinem Hirn beim Verständis helfen kann.
Der Andere schrieb: > Nein, das ist völlig egal, wie soll sonst eine Brückenschaltung > funktionieren. Ich vermute, er will darauf hinaus, dass man die Last eher am Kollektor eines NPN als an seinem Emitter anschließen wird, wenn man etwas schalten will - eine Falle, auf die ich bei meinen ersten Basteleien auch reingefallen bin und mich dann gewundert habe, wieso meine Last nur 4,4V bekommen hat und nicht die 12V, die ich am Kollektor hatte. :) @Dragony: Leider ist das eine Frage, die gar nicht so leicht in einem kurzen Forenpost zu beantworten ist. Vermutlich wäre es eine gute Idee, Dir eines der hier sehr oft empfohlenen Standardwerkwerke wie "The Art of Electronics" oder so zu beschaffen und die Sache dort nachzulesen. Das sind einige Seiten gar nicht mal so leichtverdaulichen Stoffs, aber wenn man es verstehen will, kommt man da nicht wirklich drum herum.
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Der Andere schrieb: > Du musst nur natürlich eine Ansteuerspannung haben, die gegenüber dem > Emitter des Transistors (bzw Source des Mosfets) so gepolt ist dass der > Transistor auch durchgesteuert werden kann. Analog zum Wassermodell. Da braucht's vor der Engstelle auch mehr Druck!
Allgemein passt das Wassermodell sehr gut: Das Wasser fließt entlang des Druckgefälles, analog fließt elektrischer Strom entlang des "Spannungsgefälles", bei beiden fließt als etwas vom höheren zum niedrigen Potential. Stell dir vor du hast ein Ventil, welches den Wasserstrom der steuerseitig in das Ventil hinein fließt verstärkt (Prinzip NPN-Transistor). Hast du das Ventil unter der Last, fließt das Wasser ohne Widerstand (steuerseitig) in das Ventil hinein (gegen den Umgebungsdruck ab), das Ventil kann also ungehindert verstärken. Hast du das Ventil jetzt vor der Last, so fließt das Wasser steuerseitig in das Wentil hinein und das Ventil verstärkt wieder. Jetzt staut sich vor deiner Last aber das Wasser, es entsteht ein Druck, der größer ist, als der Umgebungsdruck. Dein Wasser kann jetz steuerseitig nicht mehr ungehindert fließen, es muss ja gegen den Staudruck fließen. Somit fließt weniger in das Ventil hinein und es wird auch weniger verstärkt.
Achso, dann liegt mein Denkfehler darin, dass ich zwar 5V an das Gate des NMOS angeschlossen habe, aber das noch lange nicht heisst, dass für den Transistor auch 5V sichtbar sind, da er natürlich nur Vgs sieht und dann behauptet "Hey, da liegen gar keine 5V an!". Das klingt einleuchtend.
Versuche mal die Stromgegenkopplung zu verstehen http://elektroniktutor.oszkim.de/analogverstaerker/emitter.html
Gregor O. schrieb: > @Dragony: Leider ist das eine Frage, die gar nicht so leicht in einem > kurzen Forenpost zu beantworten ist. Doch! Und zwar hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor Besser, kürzer und einfacher habe ich das noch nie gelesen.
Christian S. schrieb: > In einem Wasserkreislauf ist es nämlich vöällig egal, ob das Ventil > nun hinter oder vor der Last geschaltet wird. Nein. Spannung wird im Wassermodell durch die Höhe der Rinne umgesetzt. Da sich der Ablauf beider Ströme im Wassertransistormodell nur eine "Rinne" teilt, muss der "Basis" Wassereinlauf auch immer von einer höheren Spannung (Höhe) her kommen, als der (Emitter) Ablauf. Das Wasserlaufmodell passt auch in der Betrachtung gut.
Christian S. schrieb: > Achso, dann liegt mein Denkfehler darin, dass ich zwar 5V an das Gate > des NMOS angeschlossen habe, aber das noch lange nicht heisst, dass für > den Transistor auch 5V sichtbar sind, Genau, der Transistor weiss nicht was deine Masse ist. Er braucht eine Spannung die (npn Transistor und N kanal Mosfet) am Gate positiver ist als sein Emitter bzw Source. Wenn du jetzt aber die Last zwischen Emitter (Source) und Masse legst, dann hängt deine Spannung am Emitter bzgl Masse davon ab ob er durchgeschaltet ist (fast Ub) oder sperrt (Masse). Das ist natürlich für eine Ansteuerung mit z.B. fest 5V relativ zur Masse absolut ungeeignet, du bräuchtest dann ja sogar im durchgeschalteten Fall Ub + 5V) Um das einfacher zu haben nimmt man also entweder pnp oder P Kanal Mosfets so dass die Spannung an Emitter/ Source ein definiertes Potential (Ub) hat oder man packt die NPN bzw N Kanal als Schalter auf die Masseseite.
Man sollte Bilder oder extreme Vereinfachungen nicht zu sehr überbeanspruchen bzw. mit der Wirklichkeit verwechseln. Sonst kann es sein, dass man nasse Füße bekommt, obwohl weit und breit kein Wasser vorhanden ist.
Christian S. schrieb: > Bei Transistoren muss, um den Transistor > als Schalter verwenden zu können, der Transistor immer direkt an die > Masse angeschlossen werden. So ist es nicht. High Side Switches sind im KFZ Bereich weit verbreitet. Denn da haben nahezu alle Aktoren eine gemeinsame Masse. Christian S. schrieb: > Bei > Transistoren hat man aber auf einmal eine ganz andere Schaltung, Ja. Insbesondere, wenn N-Kanal FET auf der hohen Seite eingesetzt werden sollen. Aber das gibts alles fertig, mit Schutzschaltung usw. z.B die Dinger aus der BTS Reihe. ( BTS441 ) Kaum teurer als ein einzelner FET.
Christian S. schrieb: > Transistoren werden im Wassermodell ja immer gerne als Ventil erklärt, > wo man mit einem kleinen Steuerstrom bzw. Steuerspannung einen grösseren > Strom schalten kann. Jedoch hinkt der Vergleich anscheinend gewaltig. <seufz> Es liegt in der Natur von Modellen, daß sie die Wirklichkeit vereinfachen. Insofern muß jedes Modell von der Wirklichkeit abweichen. Die Frage ist nur: ist die Abweichung für den betracheten Anwendungsfall relevant? > In > einem Wasserkreislauf ist es nämlich vöällig egal, ob das Ventil nun > hinter oder vor der Last geschaltet wird. Es funktioniert identisch. Bei > Transistoren hat man aber auf einmal eine ganz andere Schaltung, die > auch ganz anders wirkt. Nein. Auch beim Transistor ist es so, daß der Basisstrom den Kollektorstrom ("Last vor dem Ventil") und den Emitterstrom ("Last nach dem Ventil") jeweils gleich beeinflußt. Also mal abgesehen von dem offensichtlichen Unterschied, daß im Emitterstromkreis noch zusätzlich der Basisstrom fließt. Dein Fehler liegt darin, daß du bei der Transistorschaltung gar nicht die Ströme, sondern die Spannungen betrachtest. Und da macht es in der Tat einen riesigen Unterschied, ob die Last im Kollektor- oder im Emitterstromkreis liegt. Denn im Letzteren Fall hebt ein Strom durch die Last die Spannung am Emitter an, was die wirksame Spannungsdifferenz zwischen Basis und Emitter beeinflußt. Genau den gleichen Effekt hättest du im Wassermodell auch, wenn du statt mit der Durchflußmenge (Strom) mit dem Druck (Spannung) hantierst. Wenn da die Last im Emitterkreis ("nach dem Ventil") liegt, dann steigt mit dem Laststrom auch der Druck am Ausgang des Ventils und die das Ventil steuernde Druckdifferenz fällt entsprechend ab.
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