Schaltung mit Zenerdiode und Transistor als Konstantstromquelle

[Ceos]

ich entschuldige mich auch für meine nachträgliche entgleisung

[HaWe]

pps,
@avr_racer:
in deiner Skizze steht das gleiche, was ich auch gerechnet habe, nur dass du 0,6V B/E verwendet hast und ich mal 0,7 und mal 0,9.
Immerhin sind dann aber deine Basiströme bei 9V und 18V samt Basisspannung 3,9V auch konstant, oder?
(zumindest kommt das auch in deiner Simulation so raus)
Warum du aber von hinten nach vorn 3,2mA/200 teilst, ist mir nicht klar, denn der Basis- Strom kommt ja nicht vom Emitter her geflossen und wird dann geteilt, sondern von der Zenerdioden-Anode.
Der Basistrom steht fest, der macht die konstante Verstärkung, daraus folgt der C-Strom bzw, B+C=E-Strom, nicht umgekehrt.

ps,
die einzige denkbare variable Größe in der Strecke
plus(9...18V) - 100k - ZDiodeAnode- Basis - Emitter - 1k - GND
ist der B/E-Widerstand, wenn DER sich ändert, DANN wird sich der Basistrom verändern, der von der ZDiode kommt, aber sonst NICHT!
(oder wie oder was??)

[Ceos]

zu deiner Frage, die 200 kommen von seinem HFE dem Verstärkungsfaktor, der (maximal mögliche)C-E Strom ist immer das HFE-fache des B-E Strom
also 10µA * HFE200 = 2mA, damit kannst du die auch den Verstärkungsfaktor eines TRansistors selber bestimmen, einfach einen definierten Strom in die Basis schicken und dann messenw ieveiel strom er durchleitet, der Faktor ist dein HFE (aber dennoch mit Nachdruck, das hat nichts mit der Regelgröße zu tun)

wenn ich z.B. einen 0.5k statt einem 1k als Emitterwiderstand nehme bräuchte ich entsprechend eine halb so große Basisspannung (ungefähr, wegen Abfall über B-E)
die Gleichung dafür: I(lim) = ( U(B oder Z) - U(B-E) ) / R(E)

wenn ich also U(B) - U(B-E) in gleichem Maß senke wir R passt alles und der Strom bleibt der gleiche, will ich den Strom vergrößern senke ich entweder R(E) oder erhöhe U(Z)

ich glaube ich hätte von vorn herein mit der Formel loslegen sollen ... irgendwie lässt es sich damit viel einfacher erklären

[avr_racer]

Immerhin sind dann aber deine Basiströme bei 9V und 18V samt Basisspannung 3,9V auch konstant, oder?
(zumindest kommt das auch in deiner Simulation so raus)

Jep das ist richtig es ist eine SPANNUNGSTABILISIERUNG, in dem Falle nur für die Basis.

Warum du aber von hinten nach vorn 3,2mA/200 teilst, ist mir nicht klar, denn der Basis- Strom kommt ja nicht vom Emitter her geflossen, sondern von der Zenerdioden-Anode.
Der Basistrom steht fest, der macht die konstante Verstärkung, daraus folgt der konstante C-Strom bzw, B+C=E-Strom, nicht umgekehrt.

Du kannst auch von vorn rechnen aber in diesem Falle ist es doch so das die LED leuchten soll somit weist du den LED-Strom welcher dem Laststrom in deiner Schaltung entspricht oder???
So und wenn du das weißt willst du den "Steuereingang so dimensionieren das dein Endergebnis stimmt oder nicht??

Wenn du von vorn rechnest für eine unbekannten Laststrom und der Steuereingang zu viel bereitstellt, wird dir evtl das am Ausgang den Motor, Lampe oder gar die gesamte Schaltung schrotten bzw ausserhalb deiner Parameter ist.

http://www.falstad.com/circuit/circu...0+832+496+2%0A

in der Mitte mal eine normale Spannungsstabilisierung die bei 9V-18V. Stellt 3,9V bereit und parallel dazu der 1k Lastwiderstand bei 9V fließt durch die Z-Diode und den 250erWiderstand knapp das 4fache vom Laststrom nun wird die Spannung auf 18V erhöht und wer verbrät den die restliche Energie???

Die Z-Diode und der 250er Widerstand. Und die müssen dann bei 18V den 13fachen Strom verknusen.

[HaWe]

nein, ich "kann nicht auch von vorne rechnen", ich MUSS von vorne rechnen!


Die Basisspannung ist ja konstant durch die Bauteile in der Kette, aus der der Strom fließt, der Rest im und nach dem Transistor (CE-Strom etc.) ist nur das ERGEBNIS aus dem Basisstrom.
Wie beim Audio-Verstärker oder analog-Verstärker: an die Basis kommt das (hier wechselnde oder bei Dauerton auch konstante) Eingangssignal, daraus macht der Transistor ein verstärktes Lautsprecher-Signal im CE-Stromkreis (oder er verstärkt den Strom von eime Poti-Widerstand vor der Basis).

Hier käme doch auch niemand auf die Idee, den Mikrophon-Output oder die Potistellung an der Basis aus dem Lautsprecherstromkreis zurückzurechnen!

Und genau das ist hier auch der Fall:

eben WEIL der Basistrom (wegen der konstanten Bauteile) KONSTANT ist, ERGIBT sich folgerichtig dann ein verstärkter CE-Strom im LED Kreislauf (der dann durch die Verstärkung begrenzt ist, aber durch zusätzliche Widerstände weiter begrenzt wird).

Und WEIL dieser CE-Strom begrenzt ist, kann die LED nicht durchbrennen, was sie aber tun würde, wenn der Transistor diesen Strom bei wechselnder C-Spannung NICHT begrenzen würde.

Was jetzt der Transistor intern macht, an den Rändern seines Regelbereichs, und ob dann B/E immer noch 0,7V (oder 0,6 oder 0,9V) ist, weiß ich nicht.
wenn der Spannungabfall an B/E größer ist, bleibt eine geringere Restspannung, der Basistrom sinkt, wenn aber B/E sinkt, dann steigt die Restspannung, und der Basistrom steigt.
Aber die 100k davor bleiben, die 3,9V bleiben, und die 1k Re bleiben auch wie sie waren.
Der Basistrom fließt zumindest dadurch konstant die ganz Zeit.

(Und ja, auch wenn die Uz sich plötzlich ändert, ändert sich ntl auch der Basisstrom, aber diesen Fall betrachte ich zur Zeit nicht.)

[Ceos]

@HaWe schau bitte erstmal meinen Post an und versuch diese Formel einmal zu verstehen. Es geht hier um ein Gleichgewicht der Spannung und nicht über den Strom der über deinen Basis fließt .... genaugenommen ist der Basisstrom das Ergebnis aus dem Spannungsgleichgewicht der Basisspannung und des Spannungsabfalls über R(E), welcher beeinflusst wird durch den Strom über R(E)

die halbe Lösung hast du ja eben geschrieben aber du musst noch den Effekt des C-E Strom auf dein B-E verstehen, dann hast du es komplett

[Klebwax]

ps,
die einzige denkbare variable Größe in der Strecke
plus(9...18V) - 100k - ZDiodeAnode- Basis - Emitter - 1k - GND
ist der B/E-Widerstand, wenn DER sich ändert, DANN wird sich der Basistrom verändern, der von der ZDiode kommt, aber sonst NICHT!
(oder wie oder was??)

Doch, lass mal den 1k Emitterwiderstand aus der Betrachtung raus. Dann hängt der Strom von den genannten Widerständen und der Spannung zwischen Plus und dem Emitter ab. Die Spannung am Emitter wird aber nicht nur vom Strom durch die Basis sondern auch vom Kollektorstrom bestimmt. Auch der muß durch den Emitter. Der Basisstrom hängt also, bei festem Plus, vom Kollektorstrom ab. Dabei ist er umgekehrt proportional zu diesem, je höher der Kollektorstrom desto größer die Spannung am Emitter, desto kleiner die Basis-Emitterspannung und damit der Basisstrom. Ist ne klassische Gegenkopplung, eine Regelung.

MfG Klebwax

[HaWe]

@ceos: da kommen wir nicht zusammen, da der Basistrom nicht aus der Emitterrichtung zurückfließt, sondern aus der 3,9V-ZDioden-Richtung kommend in die Basis und den Emitter HINEIN-fließt. Ein Spannungsgleichgewicht ist daher höchstens das ERGBENIS eines Basistroms , aber nicht dessen Ursache!


@Klebwax:

ich kann den Re nicht vernachlässigen, weil er Bestandteil der genannten Kette ist und damit einer der Widerstände, die bei 3,9V in diesem Stromkreis nun mal drin liegen:
3,9V ZD-Spannung
100k + 1k Widerstände
plus vermutete 0,7V BE Spannungsabfall:
(3,9V-0,7V) / 101k = 32µA KONSTANT !

alles ist konstant, wenn sich die 32µA ändern, muss es an den 0,7V liegen!
Es fließt schließlich kein Strom aus dem Kollektor in die Basis rückwärts zurück, oder?


Wer hier etwas anderes gegenrechnen kann mit konkreten Zahlen (aus ohmschem Gesetz oder Kirchhoffschen Regeln):

Bitte gerne!

[avr_racer]

Hier käme doch auch niemand auf die Idee, den Mikrophon-Output oder die Potistellung an der Basis aus dem Lautsprecherstromkreis zurückzurechnen!

Nein bei Audioverstärkern nach AB-Betrieb wird der Transistor so eingestellt das UB/2 am Kollektor anliegt damit die positive/negative annährend gleich ausgesteuert werden und auch hier fängt man von hinten an... aber das jetzt ne andere Richtung.

wenn der Spannungabfall an B/E größer ist, bleibt eine geringere Restspannung, der Basistrom sinkt, wenn aber B/E sinkt, dann steigt die Restspannung, und der Basistrom steigt.

welche Restpannung?? Wenn B/E steigt, steigt auch der Basisstrom. Sinkt die B/E sinkt auch der Basisstrom.

Aber die 100k davor bleiben, die 3,9V bleiben, und die 1k Re bleiben auch wie sie waren.
Der Basistrom fließt zumindest dadurch konstant die ganz Zeit.

Der verändernde Faktor bleibt die geänderte Versorgungsspannung. Mal bitte in die Simulation mit Spannungsstabilisierung. Es wird durch die Z-Diode die Spannung konstant gehalten und RE stellt den Laststrom ein und wie zum 3ten mal gesagt ist es die Kombination dieser beiden Schaltungsteile was dann unabhängig die LED konstant hält bei unterschiedlichen Versorgungsspannungen.

(Und ja, auch wenn die Uz sich plötzlich ändert, ändert sich ntl auch der Basisstrom, aber diesen Fall betrachte ich zur Zeit nicht.)

wird sich nur ändern wenn du ausserhalb der Kennlinie arbeitest oder Re kurzgeschlossen wird.

[Klebwax]

@Klebwax:

ich kann den Re nicht vernachlässigen, weil er Bestandteil der genannten Kette ist und damit einer der Widerstände, die bei 3,9V in diesem Stromkreis nun mal drin liegen:
3,9V ZD-Spannung
100k + 1k Widerstände
plus vermutete 0,7V BE Spannungsabfall:
(3,9V-0,7V) / 101k) = 32µA KONSTANT !

alles ist konstant, wenn sich die 32µa ändern, muss es an den 0,7V liegen!

Von vernachlässigen hab ich nicht gesprochen, antworte nicht so schnell, denk erst mal nach.

Nehmen wir mal an, durch den Emiiterwiderstand fließen 3,9mA Kollektorstrom dann hat der Emitter eine Spannung von 3,9V wie die Basis. Dann fließt durch sie gar kein Strom. Widerstände, durch die Strom aus zwei Quellen fließen kann, muß man immer gesondert betrachten. Daher sollte man diesen Widerstand erstmal aus der Betrachtung herauslassen und erst in einem zweiten Schritt ihn einbeziehen.

MfG Klebwax