Kollektorstrom bei Transistoren?
Hallo,
wir haben Experimente mit einem NPNTransistoren durchgeführt und sollen nun begründen wie groß dieser maximal werden kann.
Aber erstmal allgemein zu den Versuchen. Wir hatten folgende Grundschaltung (als Bild im Anhang) und haben dort mit einem Potentiometer den Basisstrom IB von 0 bis 450 in 50er Schritten erhöht und jeweils den Kollektorstrom IC abgelesen. Wie dann schon vorher erwähnt ist eine der Aufgaben zu begründen wie hoch der Kollektorstrom in dieser Schaltung maximal werden kann. Wir haben auch die am Widerstand R= 100 Ohm anliegende Spannung UR , sowie die zwischen Kollektor und Emitter anliegende Spannung und den zu den einzelnen Basis-Strom-Stärken passenden Widerstand des Transistors berechnet. Benötigt man diese Werte für die Begründung.
danke für Hilfe im Voraus
Hier helfen die Werte?
Ist das Experimentel oder Rechnerisch herauszufinden?
Rechnerisch
1 Antwort
OK - Ihr habt also mit dem Potentiometer unterschiedliche Spannungen Ube eingestellt (wohl so im Bereich 0,5...0,75 V) und die beiden Ströme Ib und Ic gemessen.
Dabei passiert nun folgendes: Der Strom Ic verursacht natürlich am Widerstand Rc=100 Ohm einen Spannungsabfall. So bald diese Spannung in den Bereich kommt von 3V-0,2V=2.8V bleiben über der Kollektor-Emitterstrecke nur eine Spannung von nur noch Uce=0,2V übrig, die eine gewisse Grenze darstellt für den Verstärker-Betrieb des Transistors.
Dieser Grenzwert für den Kollektorstrom ist deshalb Ic, max=2,8V/100 Ohm=0,028A oder Ic,max=28mA.
Das ist eigentlich alles, was man zur Begründung braucht.
Der oben angenommener Wert von 0,2V ist keine exakte Grenze - je nach Transistortyp können das auch mal 0,3 oder 0,4V sein. Es gibt also keine "scharfe" Grenze für den Betrieb.
Vielleicht habt Ihr deswegen ja auch etwas weniger als die 28mA als max. Strom gemessen.
Wenn der Koll.Strom nicht weiter steigen kann, kommt der Transitor in die sog. "Sättigung", die für den Betrieb als Schalter wichtig ist.
Meine Vermutung war da ehr das es von der Spannungsquelle bei uns 3V abhängt.
Na - das passt doch. Ich sagte ja, dass es kein scharfer Übergang ist. Mit 29mA ist man dann schon im Übergang zum Schaltbetrieb. Das sieht man auch an dem steigenden Basisstrom: 29mA/0,045mA=64,4.
Der Basistrom ist deutlich größer (und der B-Wert deutlich kleiner) als erwartet, weil die Basis-Kollektordiode dabei schon etwas geöffnet ist, was beim Schaltbetreib der Fall ist.
Die 3V- Quelle kommt doch in der Rechnung vor - klar, bei größerer Betriebssapannung gibt es andere Werte.
Ja, ich meinte das daher der Kollektorstrom bis 30 mA hochgeht da dort UCE = 0 ist und ins negative geht es an sich nicht oder verstehe ich das komplett falsch?
Nein schon richtig - im Prinzip jedenfalls . Nur ist die Grenze für Uce nicht bei Null. Das würde ja einem Widerstand von Null Ohm entsprechen, was nicht der Fall sein kann. Und negativ kann die Spannung natürlich NIE werden.
In Deiner Tabelle muss der oberste Wert unendlich sein - nicht Null!
UCE ist doch die Spannung zwischen Kollektor und Emitter?
Habe ich es dann wie folgt richtig beantwortet: In dieser Aufgebauten Schaltung kann der Kollektorstrom IC nicht einen Wert von 30 mA übersteigen bzw. erreichen, denn das würde wie zuvor berechnet eine zwischen Kollektor und Emitter anliegende Spannung von O V sowie ein Widerstand des Transisitor von 9 bedeuten, was nicht der Fall sein kann?
Wir haben allerdings auch bei Basisstromwerten von 350 - 450 Mikro Ampère Kollektorstromwerte von 29 mA erhalten