Spannungsstabilisierung mit Zener diode und Bipolartransistor?
Guten Tag, ich lerne gerade für eine Wiederholungsprüfung und kenn mich bei der Aufgabe nicht gut aus. Leider hatte niemand aus meiner Klasse das vollständig richtig, deswegen frag ich hier mal, ob das wer lösen könnte
2 Antworten
Deine Schaltung ist schon mal richtig. (Bis auf das du eine Wechselspannung als Eingang gezeichnet hast)
Die Diode kompensiert den Spannungsabfall am Transistor, der Transistor ist als Emitter-Folger eingebaut. Demzufolge entspricht die Spannung an der Last der Spannung an der Zenerdiode. Der Basisstrom berechnet sich aus Laststrom geteilt durch Verstärkung des Transistors.
Die Schwierigste Entscheidung scheint mir die Wahl des Stromes durch die Z-Diode. Je nach Strom ändert sich nämlich auch die Durchbruchspannung etwas... Und ist der Strom zu klein, hat die Last am Ausgang einen zu großen Einfluss - da ein Teil von I_RV ja durch den Basisstrom abfließt. Ich gehe davon aus, dass ihr in der Ausbildung dazu irgendwelche Faustregeln hattet? Wir hatten im Studium oft bei Transistorschaltungen ~Faktor 10, also dass der Strom durch die Diode 10*Basisstrom entsprechen würde... ob das hier auch sinnvoll ist, weiß ich nicht... aber ~20mA durch Zenerdiode passt gut auf die Tabelle. ;)
Du kannst den Zenerstrom aus der Liste nehmen, aber musst es ja nicht zwingend. Im Prinzip hat eine Zenerdiode ja eine spezielle U-I Kennlinie, auf dieser kannst du dich bewegen. (Verlustleistung sollte nur nicht zu groß werden) Die Kennlinie sollte im Datenblatt abgedruckt sein. Der Punkt, für den du dich entscheidest ist der Arbeitspunkt. Je nach Schwankung des Stromes wird sich entsprechend die Spannung leicht verändern. Je höher der Strom im Arbeitspunkt, desto geringer die Änderung der Spannung bei kleiner Stromänderung.
Meine komplizierte Herangehensweise liegt aber sicher daran, dass ich eine solche Aufgabe konkret noch nie hatte.
Du nimmst die Spitzenspannung der Spannungsversorgung und ziehst davon 1,2V ab (1 x UBE des Transistors plus 1 x UD). Damit hast Du auch die Spannung URV und den Strom IRV. Den Basisstrom bekommst Du indem Du den Laststrom durch den Stromverstärkungsfaktor B teilst.
Der Strom durch die Z-Diode ist IRV abzüglich dem Basisstrom. Und die Leistung der Z-Diode ist dann nur noch IZ x UZ.
Die Ausgangsspannung UL ist die Z-Diodenspannung da sich die Spannung UD, die sich addieren würde, wieder durch die BE- Spannung des Transistors wieder neutralisiert.
Die Erklärung bezieht sich nicht direkt auf die Frage sondern ist die allgemeine Erklärung dazu denn wir machen hier sicherlich nicht Deine persönliche Aufgabe... und wenn es der Rest der Klasse noch nicht so ganz verstanden hat, weißt es jetzt hoffentlich Du :-)
Nicht ganz, die Diode kompensiert die Basis-Emitter-Spannung. Die Diode sorgt für eine höhere Spannung an der Basis, die Basis-Emitter-Spannung verringert diese wieder (in etwa) um den gleichen Betrag.
Die Diode wird meiner Meinung nach nicht zur Spannungserhöhung der Z- Diode benötigt sondern deshalb weil die Schaltung von Wechselspannung gespeißt wird. Man kann sie natürlich auch zur Spannungserhöhung nehmen; das würde man aber üblicherweise durch eine größere Z- Diode machen.
Wenn du auf mein Profil gehst, habe ich eine neue Frage erstellt und da sind Bilder von einem Test der Nebenklasse. Er hat alles richtig bis auf die Leistung. Ehrlich gesagt versteh ich das deine Frage nicht so ganz, wird der Zenerstrom nicht von der Liste gewählt?