Schaltung mit Zenerdiode und Transistor als Konstantstromquelle

[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

[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!

[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

[HaWe]

Nehmen wir mal an, durch den Emiiterwiderstand fließen 3,9mA Kollektorstrom dann hat der Emitter eine Spannung von 3,9V wie die Basis

das hatten wir schon ganz oben irgendwann mal:

der Strom fließt von 3,9V über B/E nach GND. Und weil der B-Strom nur 32µA beträgt in dieser Kette, können durch den Re (von hier aus) auch nur höchstens 32µA fließen, keine 3,9mA !

Aber anders herum stimmt es:
wenn durch Einflüsse von außen (zB von der Seite des Collektors) die Spannung am Emitter nicht mehr 3,2V ist sondern mehr, dann haben wir kein Spannungsgefälle mehr wie vorher, und der Basisstrom kommt zum Erliegen. Sind es dann (zufällig) 3,9mA, die am Re durchfließen, DANN müssen es zwangsläufig ursächlich 3,9V gewesen sein, die insgesamt am Re angelegt waren. Der Strom ist aber nicht die Ursache für die 3,9V, sondern erst waren (aus irgendwelchen Gründen) die 3,9V da, und dadurch fließen dann 3,9mA durch, vom Kollektor her.

Der Basisstrom ist damit möglicherweise Null.
Einverstanden.
Wobei ich zugebe, ich bin mir nicht ganz sicher, was aus den 3,9V an der Basis wird, ob dann tatsächlich noch 0,7V BE-Spannung im Transistor abfallen.
Wenn das nicht mehr der Fall ist, dann gilt ja auch diese Gleichung
(3,9V-0,7V) / 101k = 32µA KONSTANT !
nicht mehr, und daher befinden wir uns dann außerhalb der Grundbedingung für einen konstanten Basisstrom.
Aber warten wir mal ab...

Wer hat denn die Spannung aber auf 3,9V am Re erhöht, wie kam es dazu?

- - - Aktualisiert - - -

Auf der anderen Seite:
bei Basisstrom Null sperrt ja auch der Transistor, Verstärkung ist auch Null, und dann können auch keine 3,9V am Re vom Kollektor her anliegen und bei 0 mal 200 Verstärkungsfaktor = 0 können auch keine 3,9mA fließen, oder?

[avr_racer]

Wie kommst du immer nur auf diese falsche Gleichung mit den 101Kohm das ist keine simple Reihenschaltung!!!!!!!!!!!!

Der Strom ist aber nicht die Ursache für die 3,9V, sondern erst waren (aus irgendwelchen Gründen) die 3,9V da, und dadurch fließen dann 3,9mA durch, vom Kollektor her.

Nein nicht ??? Ich muss mal so dumm fragen. Was meinst du denn wer an der Diode die Spannung oder auch an einen Widerstand den Spannungsabfall hervorruft???

Wenn das nicht mehr der Fall ist, dann gilt ja auch diese Gleichung
(3,9V-0,7V) / 101k = 32µA KONSTANT !

Deine Frage war ob dir jmd mal die Berechnung für den Basisstrom zeigt, nun wird das getan und zeigt dir wie man es berechnet und du zweifelst immer noch die per Hand gerechneten Ergebnisse an und bleibst auf dieser absolut falschen Gleichung bestehn. Der Hammer ist dann das die Simulation die Berechnung sehr genau untermauert und du bleibst felsenfest bei deiner Vorstellung......
Ich weiß nicht ob du dir meine techn. Zeichnung überhaupt richtig angeschaut hast ??

Wer hat denn die Spannung aber auf 3,9V am Re erhöht, wie kam es dazu?

NA DU!!!!!! mit dein (3,9V-0,7)/101K denn das würde bedeuten das die 3,9V über Re und nach "oben" zu der Betriebspannung abfällt. Wenn ich das Ersatzschaldbild mal Zeichen würde würdest du sehen das es totaler Unsinn ist wie die 3,9V abfallen würden.

Auf der anderen Seite:
bei Basisstrom Null sperrt ja auch der Transistor, Verstärkung ist auch Null, und dann können auch keine 3,9V am Re vom Kollektor her anliegen und bei 0 mal 200 Verstärkungsfaktor = 0 können auch keine 3,9mA fließen, oder?

Das ist korrekt aber das würde nur funktionieren wenn die Regelschleife sehr sehr sehr hart "arbeiten" würde was einen Einfluss der Schaltung im Sinne einer Unterbrechung, auf der Emitterseite über Re zu Gnd entspricht oder aber der Transistor unglaublich heiß geworden wäre.

[HaWe]

wenn es keine simple Reihenschaltung ist, dann rechne mir bitte die Parallel- oder was-auch-immer-Schaltung dazu und zeige vernünftig mit konkreten Zahlenwerten (!!) auf, wie es richtig lauten muss, und zwar in meinem Fall mit 9V und 18V, und wenn du auch ceos' 5k Poti im Grenzbereich betrachten willst, dann auch anschließend für bis zu 5k vor der LED statt 1k.

Ich habe auch keine 3.9V angelegt - von der Basis her liegen "normalerweise" 3,9-0,7 = 3,2V an, die über Re nach GND abfallen.
Nach "oben" kann nichts hochgezogen werden wegen der Diodenwirkung von Emitter und Kollektor.

Die Idee, dass 3,9mA fließen, stammt auch von Klebwax, nicht von mir, ich habe mir das nicht ausgedacht.

Also wenn du (oder Klebwax) irgendwelche hypothetischen Werte annimmst/annehmt, rechne bitte vor, wie du dazu kommst - mit den obigen Werten kann es nicht dazu kommen, da der Transistor vorher oder just in diesem Augenblick sofort gesperrt hätte und durch den Basistrom von Null auch der C/E Strom auf Null begrenzt worden wäre (also auch der Strom durch Re Null statt 3,9mA) !

Und, ach ja, man hat von 3,9V am Emitter ( also am oberen Pin des Re) geredet, nicht von einem Spannungsabfall über Re gegen GND, aber bevor es zum Spannungsabfall von 3,9V über Re kommt , müssen erstmal 3,9V da sein - nur woher sollen die kommen, wenn der Transistor gesperrt ist und kein Basistrom und kein Kollektorstrom fließt?

Das ganze hypothetische Konstrukt kann eben gar nicht stimmen mit 3,9V und 3,9 mA durch den Re hindurch.

Und, avr_racer, du hast immer noch nicht vorgerechnet, wie denn jetzt richtig der Basisstrom in deiner Skizze berechnet werden muss, denn einen hypothetischen oder postulierten Emitterstrom einfach durch 200 zu teilen, um dann auf einen Basisstrom zu kommen, ist rechnerisch und logisch nicht zulässig. Erst kommt ja der Basisstrom, der steuert den Transistor, und darüber (und die Verbraucher im C/E-Stromkreis) ergibt sich dann der Collektor- und der Emitterstrom, nicht umgekehrt.
(wie du siehst, habe ich mir eine Skizze schon genau angesehen, nur: sie stimmt halt nicht mit deinen Berechnungen.)
https://www.roboternetz.de/community...6&d=1472645595