Wichtig: Um Berechnungsfehler zu vermeiden. übernehme ich den Text so wie er ist aus meinem Archiv. Wenn ihr Dampfer, Verdampfer oder Genisis lest, dann denkt einfach, es sei eine Lampe. Und statt mit 12V arbeiten wir jetzt hier halt mal mit nur 4-4,2V. Das ändert aber nichts am Lernstoff als solches, spart mir aber viel Arbeit und mögliche Fehler.
Heute wird es leider ausnahmsweise etwas komplizierter :(
Dieses Kapitel solltet ihr erst mal "einfach nur schnell durchlesen" und dann nochmals langsam, um es zu verstehen. Beim ersten Lesen klingt es furchtbar, beim zweiten schon einfacher.
So, ihr wisst ja schon, wie ein Transistor als Schalter funktioniert. Aber jetzt verfeinern wir das ganze nochmals, weil ich ein paar Dinge des besseren Verständnisses wegen "unterschlagen" habe.
Dazu nochmals das Schaltbild:
Spannungen, wenn der Schalter offen ist:
Am Widerstand liegt 0V. Kann auch nicht anders sein, da ja der Schalter offen ist.
Am Verdampfer (für euch Lampe!) liegen auch 0V, da der Transistor gerade gar keinen Strom durchlässt und sich wie ein offener Schalter verhält.
Am Transistor liegen zwischen C und E 4V. Die Plusies haben den Weg durch den Verdampfer(Lampe!!) geschafft, kommen aber nicht durch den Transistor durch. Also hat sich die ganze Spannung (der Wasserdruck) auf dem Collector angestaut. Somit ist zwischen Collector (in Zukunft schreibe ich das deutsche Wort Kollektor) und Emitter die gesamte Spannung des Akkus angekommen.
Die Spannung zwischen Basis und Emitter ist auch null Volt, da der Schalter ja offen ist und somit keine Strom über den Widerstand R1 zur Basis fließen kann.
Spannungen, wenn der Schalter geschlossen ist:
Jetzt sieht es aber anders aus.
Am Verdampfer(Lampe, zum letzten mal :) ) liegen 4Volt, weil der Transistor den gesamten Strom durchlaufen lässt.
Am Transistor C zu E liegen ~0V *) (Wie halt an einem geschlossenen Schalter auch immer 0C liegen).
*) Das mit den 0V stimmt übrigens nicht ganz.Der Transistor frisst etwas Sättigungsspannung, was auch als UCE sat bezeichnet wird. Es sind so um die 0,2V, die er selbst verspeist :), aber das unterschlagen wir jetzt mal.
An der Stecke Basis zu Emitter liegen 0,7V. Warum das so ist erkläre ich ein paar Zeilen später.
Am Widerstand R1 liegen 3,3V. Das sind die 4V des Akkus minus der 0,7V B zu E.
Irgendwann kommen wir mal zu dem Thema Spannungsteiler oder auch seriell geschaltete Widerstände, dann wird auch das mit geteilten Spannungen nochmals klarer.
Warum liegen aber genau 0,7V an der Strecke BE (Basis zu Emitter).
Die Strecke BC ist in Wirklichkeit wie eine Diode zu sehen (ja es ist sogar eine Diode). Und wie wir bei Dioden gelernt haben, fressen die immer 0,7V für sich selbst - siehste :)
Und wenn wir schon so an der Strecke BC rumdoktern kommen wir nochmals zu den 0,7V.
Solange an der Basis weniger wie 0,6V liegen schaltet der Transistor gar nicht durch.
Ab 0,6V lässt er "etwas" Strom durch die Strecke CE.
Ab 0,65V lässt er "einiges mehr" Strom durch CE
Ab 0,7V lässt er "alles" durch CE.
Die Werte sind aber nicht so exakt zu bestimmen, da sie:
1) Von Transistor zu Transistor etwas unterschiedlich sind (+/- 0,05V)
2) Sie sich durch Erwärmung des Transistors verändern (nach unten verschieben)
Aber wir merken uns: erst ab 0,6-0,7 Volt an der Basis macht ein Transistor auf*) (leitet den Strom durch)
*) Klingt jetzt schon wieder verwirrend :eek:
Bei Schaltern sagt man auf für AUS=OFF=AUF=kein Strom läuft=hochohmig und zu für AN=ON=ZU=Strom läuft=0Ohm=niederohmig.
Beim Transistor sagt man aber:
"macht zu"= lässt keinen Strom durch CE=hochohmig=sperrt
"macht auf"=lässt Strom laufen durch CE=niederohmig=leited
Ich habe diesen Widerspruch nicht in die Welt gesetzt.
Ich muss auch damit leben.
Ich bin nicht an der Doppeldeutigkeit schuld.
Also musst Du auch damit leben :P
Aber wieder zurück zum Transistor als Schalter
Wird am Verbraucher ein Strom von 1A benötigt und beträgt der Verstärkungsfaktor ß=100, dann müssen auch mindestens 1/100A=10mA durch die Basis fließen.
Fließen aber nur 7mA durch die Basis, dann macht er nicht ganz auf (er leitet nicht ganz, hat also nicht 0Ohm auf CE sondern mehr). Somit fließen auch nur 7mA*ß=700mA durch den Dampfer. Womit er keine 4Volt mehr hat sondern weniger.
Das wollen wir beim Transistor als Schalter aber nicht
Deshalb müssen wir bei der Berechnung des Vorwiderstandes immer dafür sorgen, dass der Transistor "gesättigt" ist. (Watt, ein Vepser für den Transistor? razz: ).
Gesättigt heißt, dass garantiert so viel Strom durch die Strecke BE läuft , dass er auch ganz aufmachen kann.
Deshalb empfehle ich euch, den berechneten Vorwiderstand IMMER deutlich kleiner zu wählen, dann seit ihr auf der sicheren Seite.
Und hierzu ein Beispiel:
Last = 1A
ß=50 ' das ist aber ein schlechter Transistor, nur ß=50
Ub=4V
StromVonBasis=StromLast / ß
I_Basis=1A / 50 = 0.02A = 20mA
U_Widerstand = U_Akku - U_BASIS_COLLEKTOR
U_Widerstand= 4V - 0,7V = 3,3V
R=U / I
R= 3,3V / 20mA = 165 Ohm
Jetzt nehmen wir einfach 100 Ohm und sind auf der sicheren Seite.
Somit wäre eigentlich schon alles zum Transistor als Schalter gesagt. Praktische Beispiel kommen noch genug, keine Angst.
Als nächstes behandeln wir dann den Transistor als Regler. Z. Bsp. Helligkeit regeln.
War etwas trocken heute, aber ganz ohne Mathe gehts halt nicht.
Ihr könnt euch ja schon mal überlegen, wenn ich in unserem Beispiel eben nicht einen 100 Ohm Widerstand nehme, sondern einen 1000Ohm Drehwiderstand, was dann wohl passiert? 8)
So, jetzt ist aber mal genug mit Kompliziert. Als nächstes machen wir dann mal den Kondensator. Er ist einfach zu verstehen und ein sehr wichtiges Bauteil.
uff, fertig, Grüßle
Raidy
