Suche schnellen NPN Transistor

[Fourstroker]

Hallo,

Ich fahre mit einem Takt (50% Impuls,50%Pause) auf einen BC548C. Am Ausgang wird das Signal so verfälscht, dass ich ca 80% Impuls und 20% Pause habe. Welcher NPN Transistor ist denn schneller??? Die Datenblätter mit dem Logarytmus hab ich nicht deuten können. Gehäuse sollte nicht SMD sein.

Danke

[Manf]

Bei welcher Frequenz ist das und wie sieht die Schaltung aus?
Der Transistor selbst ist schon recht schnell (vielleicht ein Sättigungsproblem).
Manfred

[kalledom]

Der BC548 geht bis 300 MHz.
Das Taktverhälnis ist unwesentlich. Mit welcher Frequenz wird der Transistor angesteuert und mit welchem Basis-Strom. Wie steil sind die Flanken vor der Basis und wie steil kommen sie am Collektor in Emitterschaltung ??? raus.

PS: da war Manfred schneller; ich hab zu lang nachgedacht.

[Fourstroker]

Die Schaltung ist folgende:



Der Controler wird mit 8 Mhz getaktet, der SPI Bus ist aber noch langsamer. Wenn der BC 548 bis 300 MHZ geht, sollte das ja locker reichen. Komisch. Vielleicht tatsächlich ein Sättigungsproblem. Schaut euch doch bitte mal den Schaltplan an, vielleicht der tatsächlich falsch dimensioniert.

[kalledom]

Woher bekommt die Basis 'High-Pegel' ?
Ich kenne nur PIC's und bei denen kann ein interner PullUp-Widerstand eingeschaltet werden oder, wo es keinen internen gibt, muß ein externer dran.

[Manf]

Für mich ist das ein Sättigungsrproblem (obwohl ich selbst gerade beim Essen war).
Der Ausgangstransistor erhält den Basistrom über 1k und führt den Kollekorstrom über 1k.

Entweder eine Schottky Augangstufe oder eine entsprechende integrierte Open Kollektorschaltung wird helfen.
Ich finde vielleicht ein Bild dazu.
Manfred


hier ist eine Schaltungsbeispiel:
http://www.eng.warwick.ac.uk/staff/elh/elh_es261_notes/notes3_m_2000.htm

A Schottky-clamped diode to prevent the transistor from going into saturation

[Fourstroker]

Das gibts bei den Atmel auch. Muss ich schauen, ob die an sind. Ich mach die Hardware und mein Kollege die Software. Ich werd mal nachfragen. Komisch ist halt, dass das Signal ja am Ausgang des Atmega passt, aber nach den Transistoren halt nicht mehr.

[H.A.R.R.Y.]

Vom Kollektor des BC548 zur Basis würde ich eine Schottky-Diode (z.B. BAT46) einsetzen, die Kathode an den Kollektor, die Anode an die Basis. Das hält den Transistor im linearen Bereich und er kann tatsächlich schneller schalten.

Bei Deiner Schaltung wird jeder der Transistoren im Schaltbetrieb gefahren und dann noch tief in die Sättigung.

[Fourstroker]

Du meinst an T1, T3, T5, T7 ? Wäre vielleicht ne Möglichkeit. Muss ich mal testen.

[H.A.R.R.Y.]

Auch an T2, T4, T6, T8. Am besten Du "behandelst" erstmal eine Stufe (T1/T2) und schaust Dir die Ergebnisse an.

[Fourstroker]

Hab mal im Internet nach sowas gestöbert und was dazu gefunden.

Für alle die, die ein änliches Problem haben:


http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/bilder/pullr_6.gif

Dies ist im Grunde nichts anderes als ein ganz normaler schnellschaltender NPN-Transistor kombiniert mit einer Schottky-Diode zwischen Basis und Kollektor. Wozu soll denn das dienen? Ganz einfach, es wird verhindert, dass der Basisstrom des Transistors unnötig gross wird. Sobald beim Anstieg des Basisstromes der Kollektorstrom in Funktion des Stromverstärkungsfaktores zunimmt, sinkt die Kollektor-Emitter-Spannung. Wird diese Spannung niedriger als die Flussspannung der Schottky-Diode, fliesst ein Teil des Stromes anstatt zur Basis über die Diode zum Kollektor. Dadurch wird wirksam verhindert, dass der Transistor in die Sättigung gesteuert wird. So müssen nach Wegfall des Basisstromes weniger Ladungsträger aus der Basis "ausgeräumt" werden und der Transistor schaltet schneller aus.

Man kann diesen Trick auch mit herkömmlichen Siliziumdioden realisieren. Allerdings ist die Schaltung dann langsamer und die mininmale Kollektor-Emitter-Spannung höher.

[kalledom]

Hat die Basis-Collektor-Diode denn Dein Problem beseitigt ?

[Fourstroker]

Ich bin grad dabei, welche zu besorgen. Hoffe dass ich heut welche bekomm, dann kann ich sie am Samstag einbauen. Im Moment behelfen wir uns damit, dass wir mit einem niedrigeren Takt auf die Transistoren gehen und das klappt auch erst mal. Aber wie gesagt, wir wollen schon die volle Geschwindigkeit fahren, von da her probier ich das mit den Dioden auf jeden Falla aus.

[H.A.R.R.Y.]

Man kann diesen Trick auch mit herkömmlichen Siliziumdioden realisieren.

Ähem, ich möchte mich nicht zu weit aus dem Fenster lehnen, aber:
Die Flußspannung einer Silizium-Diode und der Basis-Emitter-Diode eines Silizium-Transistors sind etwa gleich groß (ca. 650mV). Zusammen mit der Kollektor-Emitter-Restspannung (typ. 200mV) sind vom Emitter aus also etwa 850mV zum Durchschalten der Si-Diode fällig, die von der parallel liegenden BE-Diode aber auf 650mV begrenzt werden -> der Transistor ist immer noch im übersättigten Schaltbetrieb, durch die Si-Diode fließt kein Strom ab!!

Der Trick besteht darin, daß die Kollektor-Emitter-Restspannung (auch Sättigungsspannung genannt) plus Flußspannung der Diode kleiner sind als die Flußspannung der Basis-Emitter-Diode. Oder etwas mathematischer:
U_F_Diode < U_BE - U_CE_SAT

Wenn also überhaupt, dann mit einer Germanium-Diode (z.B. AA119), die haben nur etwa 300mV. Aber das habe ich noch nie getestet. Ich nehme immer BAT46 für so Aktionen. Da der Transistor hier Großsignalverstärkung macht, wird er das nicht bis zur Transitfrequenz von 300MHz tun. Dein Signal wird schon bei etlichen MHz nicht mehr rechteckförmig sein.

Deinem Posting entnehme ich, daß Du bereits eine Platine hast und daher große Änderungen der Schaltung nicht wünschenswert sind. Falls es aber mit den Transistoren nicht zufriedenstellend läuft, versuche mal speziell für solche Zwecke gebaute ICs. Da wäre zum Beispiel der MAX3372 und Co von MAXIM. Das Stichwort zur Suche ist "level shifter".

Generell mußt Du bei der SPI aufpassen, denn Du bekommst zwischen Takt und Empfangsdaten eine Verzögerung (2*propagation delay der level shifter) und der Datenempfang funktioniert nicht sondern ist um ein Bit verzögert! Okay bei 8MHz Takt für den AVR und maximal 4MHz an der SPI ist das noch nicht relevant. Wenn der AVR eh "nur" mit 8MHz arbeiten soll, dann kannst Du doch gleich alles auf 3.3V laufen lassen? Spart die lästigen Pegelkonverter. MAX233 macht da zwar nicht mit, aber MAX3232 oder MAX3222 zum Beispiel.

[Fourstroker]

Tja, genau das ist unser Problem. Die Platinen sind mehr oder weniger fertig. Dass es mit den Transistoren zu Problemen kommt, haben wir zu spät erkannt. Die 3,3V Lösung wäre natürlich auch ne Lösung gewesen.
Hab jetzt BAT46 bekommen und werd sie am Samstag einbauen und mal nachmessen.

[waste]

Hallo Fourstroker!

Probier mal die 2.Stufe (z.B. T2) wegzulassen und dafür invertiert anzusteuern. Zusätzlich noch einen kleinen Kondensator (etwa 100pF) parallel zu den 47k Basisvorwiderständen. Mit dem Wert des Kondensator etwas herum probieren, dann sollte es schon klappen.

Gruß Waste

[Fourstroker]

Hab heute mal die Lösung mit den BAT46 probiert und war echt überrascht. Schon nachdem ich nur den ersten Transistor mit ner Diode bestückt hatte war das Signal wesentlich besser und nachdem ich beide eingelötet hatte war das Signal absolut sauber. Flanken super steil und keinerlei Verzerrungen mehr. Besser gehts nicht mehr. Vielen Dank für die super Hilfe :-) =D>

[Manf]

Freut mich sehr, viel Erfolg damit.
Könntest Du vielleich abschließend das Bild in den Hintergrund stellen oder einen Ausschnitt davon nehmen, es sprengt etwas die Seite.
Manfred