ufgaben von Harald Gorbach
MÜ3.1 DR und LDR 1. oltage Dependent Resistor Bei der Messung soll das erhalten des spannungsabhängigen Widerstandes ( aristor) bei steigender Spannung untersucht werden. Schaltung + 4,7kΩ I 0 bis 30 - U B U R U Messtabelle U in 6 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 I in m R in kω Für die jeweilige Messung ergibt sich der Widerstand mit: uswertung U R I Erstelle ein Diagramm (eine Kennlinie) zu diesen Messungen. R in Ω R f(u) U in Harald Gorbach 2/41 ufgaben
2. Light Dependent Resistor Bei der Messung soll das erhalten des lichtabhängigen Widerstandes ( aristor) bei steigendem Lichteinfall untersucht werden. Schaltung + 30 U B 150Ω 1kΩ 680Ω I - U R LDR Messtabelle U in 6 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 I in m R in kω Für die jeweilige Messung ergibt sich der Widerstand mit: uswertung U R I Erstelle ein Diagramm (eine Kennlinie) zu diesen Messungen. R in Ω R f(u) U in Harald Gorbach 3/41 ufgaben
MÜ3.2 Diodenkennlinie Die Diodenkennlinie ist eine Strom-Spannungs-Kennlinie oder eine Widerstandskennlinie. Es gibt zwei Möglichkeiten der Kennlinienaufnahme: 1. Statische Kennlinienaufnahme (mit Multimeter) 2. Dynamische Kennlinienaufnahme (mit schreibenden Messgeräten) chtung: Eine Diode ist ein elektronischer Schalter. Sie kann abhängig von der Stromrichtung leiten oder sperren. Diode leitet Schalter geschlossen (sehr kleiner Widerstand) Diode sperrt Schalter offen (sehr großer Widerstand) I f in m I r in m R<10Ω R>1000Ω Diode leitet (I f und U f ); f forward U f in Diode sperrt (I r und U r ); r... reverse U r in Damit die Darstellung der Kennlinie in einem Bild gemacht werden kann, werden Strom- undspannungsrichtung im Diagramm berücksichtigt: I f in m R<10Ω U r in R>1000Ω U f in I r in m Harald Gorbach 4/41 ufgaben
1. Statische ufnahme der Diodenkennlinie Die Diodenkennlinie ist gekrümmt. Das bedeutet: ihr Widerstand ist nicht konstant. Daher ist es gut, sich bei der Messung auf den fließenden Strom zu achten! Die Messpunkte werden einzeln eingestellt und in eine Tabelle übertragen. Schaltung: Die Messung für den Durchlassbereich und den Sperrbereich sind getrennt durchzuführen. 0 bis 30 0 bis 30 I f I r U f U r R 680Ω R 680Ω 0 0 Messtabelle a) Silizium-Schalterdiode 1N4007 I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 25 50 100 250 500 1000 U r in b) Germanium-Spitzendiode 118 I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 25 50 100 250 500 1000 U r in Harald Gorbach 5/41 ufgaben
c) Zener-Diode ZF3,3 I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 100 250 500 1000 2500 5000 U r in d) Zener-Diode ZF4,7 I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 100 250 500 1000 2500 5000 U r in e) Zener-Diode ZF10 I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 100 250 500 1000 2500 5000 U r in f) Leuchtdiode rot I f in m 0 5 10 15 20 25 30 U f in I r in µ 0 25 50 100 250 500 1000 U r in Harald Gorbach 6/41 ufgaben
uswertung Erstelle für alle Dioden ein Diagramm (eine Kennlinie) zur Messung der Durchlassrichtung. Die gemeinsame Darstellung der Kennlinien in einem Diagramm soll den ergleich der einzelnen Diodentypen ermöglichen. I f in m r D f(u f ) U f in Der Widerstand einer Diode r D kann aus der Steilheit der Kennlinie abgeleitet werden. Diese ist unterschiedlich steil, also ist der Widerstand veränderlich und deshalb wird er klein geschrieben. Nach dem ohmschen Gesetz gilt: U R I Für den veränderlichen Widerstand der Diode gilt: r D U I I f in m I f in m I U U f in U I U f in Harald Gorbach 7/41 ufgaben
2. Dynamische ufnahme der Diodenkennlinie Für die dynamische Kennlinienaufzeichnung wird eine Wechselspannung benötigt. Damit erreichen wir automatisch die ufzeichnung in beiden Stromrichtungen, also der Durchlassrichtung (U f I f ) der Sperrrichtung (U r I r ) Die Messung erfolgt mit einem Oszilloskop. Die Stromachse kann so nur indirekt über den Messwiderstand dargestellt werden. Durch die Schaltung der gemeinsamen Masse ergibt sich auch eine Umpolung der Stromachse, was aber am Messgerät wieder korrigiert werden kann! Schaltung: 30 C CH1 OSZI IN CH2 node COM I f Kathode U f U r uswertung 30 C R 680 Ω I r on jeder Diode ist zunächst ein geeigneter usdruck einer Kennlinie zu erzeugen. Wegen der indirekten Strommessung über R ist der Strommaßstab zu bestimmen. Das ist durch die nwendung des Ohmschen Gesetzes möglich: U I f R U I r R f r Harald Gorbach 8/41 ufgaben
MÜ3.3 Diodenschaltungen Die bekanntesten Diodenschaltungen sind Gleichrichterschaltungen. Kurz: Gleichrichter liefern eine pulsierende Gleichspannung. U eff U gl Für sinusförmige Wechselspannung gilt: Û U 2 eff U gl Die pulsierende usgangsspannung U gl ist eine Brummspannung U Br. 3.2.1 Einweggleichrichter (Einpulsmittelpunkt-Schaltung M1U) ohne Glättungskondensator: Die usgangsspannung besitzt 1 Welle / Periode. Die Brummspannung entspricht dem Maximalwert: U 2 Br U eff U Br Die Gleichspannung entspricht dem halben Effektivwert: U gl ˆ U 2 2 U eff U gl Harald Gorbach 9/41 ufgaben
Messung: Die Schaltung soll mit drei verschiedenen Belastungen untersucht werden. Bei der Einstellung der Messgeräte ist es wichtig, auf die Einstellung der Stromart zu achten! 7 C U eff I gl CH1 CH2 OSZI 7 C U gl COM Belastung U eff U gl I gl in in m - 1kΩ 220Ω mit Glättungskondensator: Der Glättungskondensator vermindert die Welligkeit der pulsierenden Gleichspannung und verkleinert die Brummspannung: U Br U Br [ ] 0, 75 f IL [ ] C[ F ] Br Die Gleichspannung kann aus der Grafik wie folgt ermittelt werden: U br 2 U gl 0,45 (U SS -U Br ) U gl U SS Harald Gorbach 10/41 ufgaben
Messung: Die Schaltung soll mit denselben Belastungen (siehe Tabelle) untersucht werden. 7 C 7 C U eff Glättung I gl R L U gl CH1 + CH2 100µF OSZI COM Belastung U eff U gl I gl in in m - 1kΩ 220Ω uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel.. Harald Gorbach 11/41 ufgaben
3.2.2 Brückengleichrichter oder Graetz-Schaltung (Zweipuls- Schaltung B2) ohne Glättungskondensator: Die usgangsspannung besitzt 2 Wellen / Periode. Die Brummspannung entspricht dem Maximalwert U 2 Br U eff U Br Die Gleichspannung entspricht etwa dem Effektivwert: U gl Uˆ 2 Messung: U eff U gl Die Schaltung soll mit drei verschiedenen Belastungen (siehe Tabelle) untersucht werden. Bei der Einstellung der Messgeräte ist es wichtig, auf die Einstellung der Stromart zu achten! 7 C U eff 7 C I gl R L U gl CH1 CH2 COM OSZI Belastung U eff U gl I gl in in m - 1kΩ 220Ω Harald Gorbach 12/41 ufgaben
mit Glättungskondensator: Der Glättungskondensator vermindert die Welligkeit der pulsierenden Gleichspannung und verkleinert die Brummspannung: U Br U Br [ ] 0, 75 f IL [ ] C[ F ] Br Die Gleichspannung kann ungefähr aus der Grafik wie folgt ermittelt werden: U br 2 U gl U SS U gl 0,47 (U SS -U Br ) Messung: Die Schaltung soll wieder mit den gleichen Belastungen untersucht werden. 7 C 7 C U 1 I gl 100µF + R L U 2 CH1 CH2 COM OSZI Glättung Belastung U 1 U 2 I gl in in m - 1kΩ 220Ω Harald Gorbach 13/41 ufgaben
uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator) aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel. Harald Gorbach 14/41 ufgaben
3.2.3 Drehstromgleichrichter (Dreiweg-Mittelpunkt-Schaltung M3) ohne Glättungskondensator: Die usgangsspannung besitzt 3 Wellen / Periode. Die Brummspannung entspricht dem halben Maximalwert U 2 2 Br U eff U Br Die Gleichspannung ist größer als der Effektivwert: U eff 0, 707 Û ; 0,82 Û U gl U gl Messung: L1 3x12/7 L2 L3 I gl CH1 U Str1 N U Str2 U Str3 R L U 2 CH2 COM OSZI Belastung U 1,2,3 U 2 I gl in in m - 1kΩ 220Ω Harald Gorbach 15/41 ufgaben
uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel.. Harald Gorbach 16/41 ufgaben
mit Glättungskondensator: Der Glättungskondensator vermindert hier die Welligkeit der pulsierenden Gleichspannung noch mehr. L1 3x12/7 L2 L3 U Str1 N U Str2 U Str3 100µF + Glättung I gl R L U 2 CH1 CH2 COM OSZI Belastung U 1,2,3 U gl I gl in in m - 1kΩ 220Ω uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I L in m I Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel.. Harald Gorbach 17/41 ufgaben
3.2.4 Drehstromgleichrichter (6 Puls-Brückenschaltung B6) ohne Glättungskondensator: Die usgangsspannung besitzt 6 Wellen / Periode. Die Brummspannung ist sehr klein: U 0,134 Br U eff U Br Die Gleichspannung ist deutlich größer als der Effektivwert: U eff 0, 707 Û ; 0,957 Û U gl U gl Messung: L L L U 12 3x12/7 U 23 U 13 I gl R L CH1 CH2 OSZI U 2 COM Belastung U 1,2,3 U 2 I gl in in m - 1kΩ 220Ω Harald Gorbach 18/41 ufgaben
uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel.. mit Glättungskondensator: L1 L2 L3 U 12 3x12/7 U 23 U 13 100 µf I gl R L CH1 CH2 OSZI Glättung U 2 COM Belastung U 1,2,3 U gl I gl in in m - 1kΩ 220Ω Harald Gorbach 19/41 ufgaben
uswertung: Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen ohne und mit Glättungskondensator. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Bestimme aus den Messungen mit dem Oszilloskop die jeweilige Brummspannung und bewerte sie anhand der oben angeführten Formel. Harald Gorbach 20/41 ufgaben
MÜ3.4 Spannungsstabilisierung mit Z-Diode erwendung der Zener-Diode Die Z-Diode wird in Sperrrichtung bei U Z ( Zenerspannung) leitend. U Z ist auch praktisch unabhängig von der Stromstärke. chtung: Z-Dioden werden in Sperrrichtung betrieben. c y 1, 47 m Durchlasskennlinie Sperrkennline Die sehr große Leitfähigkeit der Z-Diode nach dem Zenereffekt und dem Lawineneffekt macht eine Strombegrenzung notwendig, ohne die die Z- Diode zerstört wird. Die nebenstehende Schaltung eignet sich als Spannungsstabilisierungsschaltung. Über den orwiderstand R wird der maximale Strom bestimmt, der durch die Z-Diode, bei Nichtbelastung fließen darf. Harald Gorbach 21/41 ufgaben
Berechnung des maximalen Diodenstromes I z max : Ptot 500mW 0,5W IZ max 0, 033 (der gewählte Wert muss darunter liegen!) U 15 15 Z Berechnung des minimalen Diodenstromes I z min : I Z min I Z max 0,1 0, 0033 Berechnung des orwiderstandes R v : U1 U Z 20,1 16 4,1 R 273,3, Ω (gewählt R 330Ω) I 15m 0,015 Z Harald Gorbach 22/41 ufgaben
Messung: Wir untersuchen die Stabilität der Spannung mit folgenden Belastungen: 15/1,5 330 I Z 230 + 18/1,0 U C C ZF4,7 U g 1 U 2 18/0,5 5/0,5 4 x 1N4007 100µF ZD10 Glühlampe 15 82m M GS-Motor 20 0,47 3,3W uswertung: Last U 2 in I L in m Leerlauf Lampe Motor Erstelle zunächst ein Diagramm (Lastkennlinie) zu den Messungen. U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I L in m Ermittle den Innenwiderstand der Quelle (Gleichrichter mit Glättungskondensator aus den Daten des Diagramms. U 2 in U R i U I I I L in m Harald Gorbach 23/41 ufgaben
MÜ3.5 Spannungssteuerung mit einem Transistor Messung: Wir untersuchen Das erhalten der Spannungen und Ströme an folgendem Transistorregler: 15 I L R 10kΩ R B 1kΩ I B U 2 R L 0 U 1 uswertung: Potistellung U 1 in I B in m U 2 in I L in m 0 1 2 3.. 9 10 Erstelle die Diagramme zu den Messungen. U 1 in U 2 in ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) ohne C: U 2 f(i L ) mit C: U 2 f(i L ) I B in m I L in m ergleiche die Ströme I B und I L. Harald Gorbach 24/41 ufgaben
MÜ3.6 Längsstabilisierung mit Transistor Transistor BC140 I Cmax 1,5 U CE 40 I gl 18 0 + U C U C g I Z U 2 gl U 1 R U Z M Z-Dioden ZF10 (in Reihe mit ZF4,7) U 2 U Z - 0,7 Glühlampe 15 82m GS-Motor 20 0,47 3,3W Harald Gorbach 25/41 ufgaben
Berechnung der Schaltung 1) Gleichrichterberechnung U ˆ 2 Ueff 1,4 18 25,2 Die gewünschte Gleichspannung soll 15 betragen. U 2 Das heißt: Die Brummspannung darf maximal U Br Uˆ U 2 sein. U Br Uˆ U 25,2 15 10, 2 2 Damit haben wir aber keine Reserven mehr, deshalb wählen wir für die Eingangsspannung U U Uˆ Br 1 25,2 5,1 20, 1 2 2) Berechnung der Zenerdioden-Stabilisierung U Z 0,7 + U 2 0,7 + 15 16 Ptot 500mW 0,5W IZ max 0, 033 (der gewählte Wert muss darunter liegen!) U 15 15 Z U1 U Z 20,1 16 4,1 R 136, 7Ω (gewählt R 150Ω) I 30m 0,03 Z 3. Berechnung des Glättungskondensators C I U 1500m 1,8 1,8 540µF 5 L I L ˆ IC max Br 4. Berechnung der Belastung (gewählt C g 470µF) R L min U 2 15 10Ω I 1,5 c max P U 2 I L 15 1,5 22, 5W 5. Berechnung des Transistors IC 1,5 I B 15m B 100 PTOT + PL 3,7W + 15 1,5 L U1 max 17, 5. I L 1,5 PTOT 3,7W I1 max 0, 73 U U 20,1 15 1 2 Harald Gorbach 26/41 ufgaben
MÜ3.7 Steuerkennlinie eines Bipolaren Transistors Der bipolare Transistor ist im Wesentlichen ein einstellbarer Widerstand (zwischen den nschlüssen Collector und Emitter). Basis (nsteuerung) I B R CE Collector Emitter [PNP] - nschluss [NPN] + nschluss [PNP] + nschluss [NPN] - nschluss NPN - Typ + C I B B Symbolische Darstellung: PNP - Typ I B B - C E - E + Schaltung Wir untersuchen das erhalten des Transistors bei verstellbarem Basisstrom. +15 I B I C 100 1M 10k BC 170 U CE 10 Daten für BC170 U CE0 20 I C 100m B 250 bis 450 Harald Gorbach 27/41 ufgaben
Messung: I B in µ I C in m U CE in uswertung: Berechnung der statischen Stromverstärkung (Gleichstromverstärkung) aus der obigen Messung: B I I C B B Zeichnen der Steuerkennlinie. Sie zeigt den Zusammenhang zwischen Basisstrom und Kollektorstrom. I C in m I C f(i B ) I B in µ Harald Gorbach 28/41 ufgaben
MÜ3.8 Übertragungskennlinie eines Unipolaren Transistors Der unipolare Transistor ist im Wesentlichen ein einstellbarer Widerstand (zwischen den nschlüssen Drain und Source). Gate (nsteuerung) U G R DS Drain Source [p-kanal] - nschluss [n-kanal] + nschluss [p-kanal] + nschluss [n-kanal] - nschluss Symbolische Darstellung: n Kanal Sperrschicht FET + D p Kanal Sperrschicht FET - D U GS Schaltung G S U DS U GS S - + G U DS Wir messen den Zusammenhang zwischen des von U GS und I D. chtung: Die Schaltung ermöglicht das Messen positiver und negativer U GS - Werte. +15 1k I D 1k U GS COM 1k -15 Harald Gorbach 29/41 ufgaben
Messung: U GS in -4-3 -2-1 0 0,5 0,6 0,7 0,75 I D in m uswertung: Wir zeichnen die Übertragungskennlinie: I D in m I D f(u GS ) U GS in Wir berechnen die Steilheit eines FET bei einer Änderung von UGS von 1,5 laut unserer Messung (siehe Kennlinie). S U I GS D Was zeigt die Kennlinie im Punkt U GS 0? Harald Gorbach 30/41 ufgaben
MÜ3.9 Transistor als Schalter Die Dimensionierung der Bauteile wird bestimmt durch den erforderlichen Strom im usgangsstromkreis (I C ) den erforderlichen nsteuerstrom des Transistors (I B ) 1. Schaltung mit Relais (Relais-Schaltstufe) Im usgang wird ein Relais betrieben. Dafür muss der Schaltstrom ausreichend sein. Der Schaltstrom entspricht dem Kollektorstromstrom I C. Das erhältnis zwischen usgangs- und Steuerstrom heißt Stromverstärkung B. +24 U BE I B IC B R B U BE 0,7 zum Schalten B C K1 U I C R BC 140 E B C Daten für Relais U 24 I n 36m Daten für BC140 U CE0 40 I C 1 uslegung der Schaltung I IC 1 I n 36m 20m IB min 0,5m B 50 B 72 B U BE 15 R U BE 15 750Ω I 0,02 15 R 30kΩ B max B I 0,5m U B BE B min Gewählt wird ein Standardwert R B 10 kω Harald Gorbach 31/41 ufgaben
Messung: K1 +24 I C U CE 24 I B C 10k B BC 140 U BE 0-15 E U GS Tischgerät hps 1018.1 0 Messtabelle: I B in µ I C in m U CE in 0 0 24 5 10 15 20 25!!! oll? 0 uswertung: Erstelle zwei Diagramme zu diesen Messungen. U CE in I C in m U CE f(ι Β ) I C f(ι Β ) I B in µ I B in µ Berechne die Stromverstärkung B, die erlustleistung P T am Transistor und die Leistungsabgabe P b für das Relais. B IC I ; PT UCE I C B ; Pb ( 24 UCE ) IC _ Harald Gorbach 32/41 ufgaben
MÜ3.10 Transistor in der Digitaltechnik Durch die Schaltung eines Spannungsteilers an der Basis kann die Steuerung des Transistors verbessert werden. Der Transistor beginnt bei U BE 0,7 zu schalten. R 1 10k R 2 100 U CB B U BE 0,7 C E U CE U B Bei einem Spannungsteilerverhältnis von: R1 R2 10.000 100 100 1 verhalten sich die Spannungen am Transistor wie folgt: 100 1 23, 76 0,24 U U CB BE U BE ist mit 0,24 bei geschlossenem Schalter zu klein, so dass der Transistor nicht mehr schaltet. 1. Einfacher Dämmerungsschalter Das Spannungsteilerverhältnis wird vom LDR-Widerstand bestimmt: 100k +24 116.500Ω 3500Ω 23,3 0,7 LDR 22k U 1 ZF3,3 B U 2 C E 0 Harald Gorbach 33/41 ufgaben
2. Schmitt-Trigger Es soll das Schaltverhalten der Transistorschaltstufe verbessert werden. Wir untersuchen also das Schaltverhalten dieser zweistufigen Transistorschaltstufe. +24 100k 22k U 1 ZF3,3 4,7k 2,2k BC 170 BC 140 LDR U 2 U a 4,7k 220 Messung mit dem Oszilloskop: CH1 CH2 OSZI COM Messtabelle: einschalten ausschalten U e in U a in U e in U a in Harald Gorbach 34/41 ufgaben
3. Pull-Down-Widerstände Wenn es gelingt, den Stromweg über R 2 zu sperren, kann der Transistor über R 1 mit I B geschaltet werden. R 1 U CB B C U CE E R 2 U BE Das wird erreicht, wenn man an die Kathode der Diode eine positive Spannung legt. In diesem Fall sperrt sie. Der Strom über R 1 fließt somit zur Basis und steuert den Transistor in den Schaltzustand. Fehlt an der Kathode die Spannung, leitet die Diode den Strom auf Masse ab. Die Spannung U BE wird kleiner als 0,7. Das Potenzial an der Basis des Transistors wird durch den vergleichsweise sehr kleinen R 2 in Richtung Masse 0 heruntergezogen (engl. pull down). R 2 mit der Diode ist der Pull-Down-Widerstand, der den Schaltpegel für die Basis bestimmt. +24 10kΩ K1 BC 140 Eingang 1 Eingang 2 100Ω U BE Harald Gorbach 35/41 ufgaben
4. Zeitstufe Der organg wird durch einen Triggereingang in bekannter Weise gestartet. R 2 wird durch einen Kondensator ersetzt. Dieser wird über ein Potentiometer langsam aufgeladen. Wenn der Kondensator die Ladespannung U I 33kΩ C erreicht, kann der Transistor schalten. Die Ladezeit für den Kondensator hängt dabei von der Größe des Ladestromes ab. Der Ladestrom wird über das Potentiometer eingestellt. Damit ist das Potentiometer der Zeitregler. B +24 100kΩ K1 + 33kΩ I B BC 140 100Ω 100µF U C Messung: +24 CH1 100kΩ K1 OSZI CH2 COM 100Ω 100µF + 33kΩ U BE BC 140 U CE uswertung: Bestimme mit Hilfe des Oszilloskops die erzögerungszeit der Zeitstufe. Beobachte dabei, bei welcher Spannung (U BE ) der Transistor schaltet. Wiederhole die Messung für verschiedene Potentiometerstellungen. Harald Gorbach 36/41 ufgaben
MÜ3.11 usgangskennlinien eines Bipolaren Transistors Wir untersuchen den Zusammenhang zwischen Kollektorstrom und Kollektor-Emitterspannung. CHTUNG: Für das Messen der usgangskennlinie ist der Basisstrom I B konstant zu halten. I B ist der Parameter. 0 bis 30 +15 I B I C 100 1M 10k BC 170 U CE Daten für BC170 U CE0 20 I C 100m 10 B 250 bis 450 Messergebnis: für I B 20µ U CE in I C in m Weitere Messungen für I B 40µ / 60µ / 80µ Harald Gorbach 37/41 ufgaben
uswertung: Erstelle das usgangskennlinienfeld. Ein Kennlinienfeld ist die Darstellung mehrerer Kennlinien in einem Diagramm. Dadurch können die einzelnen Ergebnisse einfach miteinander verglichen werden. I C in m I C f(u CE ) bei I B Parameter1 I C f(u CE ) bei I B Parameter2 I C f(u CE ) bei I B Parameter3 I C f(u CE ) bei I B Parameter4 U CE in Berechne die erlustleistung P T am Transistor und trage die Kurve für die Leistung im Kennlinienfeld ein. Harald Gorbach 38/41 ufgaben
MÜ3.12 usgangskennlinien eines Unipolaren Transistors Wir messen die bhängigkeit des Drain-Stromes von der Drain-Source- Spannung. CHTUNG: Für das Messen der usgangskennlinie ist die Gate-Source-Spannung U GS konstant zu halten. 0 bis 30 +15 1k I D 1k 2N3820 U DS COM U GS 1k -15 Daten für 2N3820 U GS 20 I D 15m P D 360mW U DS in 0 0,5 1 1,5 2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 I D in m bei U GS -2 I D in m bei U GS -1 I D in m bei U GS 0 I D in m bei U GS 0,5 Harald Gorbach 39/41 ufgaben
MÜ3.13 Messung an einem Thyristor Er ist praktisch eine zündbare Diode. Wird er gezündet, bleibt die noden-kathoden-strecke leitend bis der sogenannte Haltestrom (I h ) unterschritten wird. Ein Thyristor schaltet den Strom aber nicht die elektrische Spannung (kein Potentialtrenner). 1.Messung: Wir messen den I G in bhängigkeit von U GK. 30_ I 150Ω 330Ω 15_ 1kΩ 1kΩ I G U GK 15/80m S4003L 9117.1 Daten für S4003L U DRM/RRM 400 I T 3 I GT 1m U GK in I G in m vor dem Zünden des Thyristors nach dem Zünden des Thyristors 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 2. Messung (blau): Wir messen den I in bhängigkeit von U GK und versuchen anschließend den Thyristorhaltestrom zu messen, in dem wir mit der regelbaren U- Quelle zurückfahren, bis kein I mehr fließt. I h ist der zuletzt gemessene Strom. U GK in I in m vor dem Zünden des Thyristors nach dem Zünden des Thyristors 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Harald Gorbach 40/41 ufgaben
MÜ3.14 Messung in einer Phasenanschnittsteuerung Sie besteht im Wesentlichen aus einem TRIC (Wechselstromschalter) und einem DIC (Zünd- oder Triggerbauelement). Messung: Wir messen den I L ; die Lastspannung U L und die Spannung am TRIC U T bei verschiedenen Potentiometerstellungen. I L 100k 10Ω/12W 230/42;3 1k5 33k U L 33/1m 24/1 Q4004L 200/1 22 33 47 (10,5) U T 10n 47n Tabelle Potistellung I L in m U L in U T in 0 2 4 6 8 10 Harald Gorbach 41/41 ufgaben