Hallo zusammen!
Ich hab mir gerade zum ersten Mal das Datenblatt eines Transistors angesehen, da ist mir die Bezeichnung „Hfe Stromverstärkung“ ins Auge gefallen. Was genau hat das zu bedeuten und macht es einen großen Unterschied wenn ich in einer Schaltung einen Transistor mit hfe 200-450 oder einen mit hfe 420-800 verwende?
Danke schon mal im Voraus.
Moin,
Juristische Antwort: es hängt davon ab. In einer analogen Anwendung kann es von fast nichts bis sehr viel ausmachen, nutzt du ihn als reinen Schalter, dann sind die Auswirkungen eher geringer. Der Wert beschreibt in der Emitterschaltung das Verhältnis von Kollektorstrom zu Basisstrom bei einem bestimmten Arbeitspunkt. Je höher der Wert, desto weniger Strom muss in die Basis fließen, um den gleichen Kollektorstrom zu erreichen.
Daher lassen sich die Auswirkungen echt schlecht abschätzen. Sollte er als Schalter (z.B. Relaistreiber) fungieren, so lässt sich meist der Typ mit der höheren Verstärkung dort einbauen, wo der mit der niedrigeren war.
mfg Ulrich
Kannst du das nochmal in SEHR einfach erklären? Ich weiß zum Beispiel nicht, was Kollektorstrom und Basisstrom sind. Und was ist die Emitterschaltung?
Hallo!
dann stelle Dich doch mal ganz dumm und nimm zur Kenntniss, ein Transitor verstärkt Ströme. Mit dem Basisstrom wird ein bestimmter Laststrom (Kollektorstrom) ausgelöst.
und die Stromverstärkung hfe ist der Faktor dafür.
hfe 100 = 100-fache Stromverstärkung, macht also aus einem Basisstrom von z. B. 2 mA als Laststrom vereinfacht 200 mA.
Man kann also mit einem geringen Steuerstrom einen starken Laststrom auslösen. Der Transistor kann also z.B. als Schalter funktionieren und z.B. ein Relais schalten.
Das braucht z.B. bei 12 V den Strom 50 mA um sicher zu schalten.
Und wenn man einen Transistor mit mind. hfe 100 verwendet, dann reicht vereinfacht ein Steuerstrom von 50 mA : 100 (hfe) = 0,5 mA um das zu erreichen.
Und es ist unkritisch, wenn Du bei einem defekten Transistor mit hfe 100 als Ersatz einen Typ mit 200 oder 400 verwendest.
In den meisten Schaltungen wäre das egal. Man muss sonst nichts weiter ändern an seiner Schaltung.
Das ist ein vereinfachtes Beispiel.
MfG
duck313
Also ist der hfe vereinfacht gesagt in den meisten Schaltungen sch…egal?
Hallo,
Jain.
Wie du dem Datenblatt bereits entnommen hast, kann man Transistoren gar nicht mit einem so genauen hFE herstellen. Wenn du also 1’000 Transistoren kaufst, liegen deren hFE zwischen 200 und 450, gemäss deinem Datenblatt. Oft werden die Transistoren nach hFE gruppiert, was dann mit einem Buchstaben (meist A,B,C) hinter der Typenbezeichnung angezeigt wird. Ganz früher erhielten die Transistoren gerne auch Farbmarkierungen, je nach gemessenem hFE.
Damit muss nun der Entwickler leben!
Also ersinnt er im allgemeinen Schaltungen, bei welchen das Hfe nicht alleine die Verstärkung bestimmt.
Bei der Anwendung als Schalter besagt die Faustformel, dass man den Basisstrom etwa 10x grösser macht als nötig. Wenn ich das mit einem hFE von 400 so berechne, tut es dann ein Transistor mit einem Hfe von 40 gerade noch so. Allerdings weisst du natürlich nicht, an welche Vorgaben sich der Entwickler gehalten hat! Da muss man manchmal schnell nachrechnen,
Bei Verstärkern arbeitet man mit einer Gegenkopplung, die Verstärkung der Stufe wird dann durch die Widerstände bestimmt und ist dann immer kleiner als das hFE des Transistors.
Ein Problem ist noch, dass das hFE nicht wirklich eine Konstante ist. Das hFE gibt das Verhältnis von Kollektor- durch Basisstrom an und ist bei unterschiedlichen Strömen auch unterschiedlich. Wenn man jetzt stark ändernde Basisströme verstärkt, wird der kleinere Strom mit einem anderen Faktor verstärkt als der grössere. Dies führt zu Verzerrungen des Signals. Dies verbessert man mit der Gegenkopplung. Diese Gegenkopplung funktioniert umso besser je grösser der Quotient aus hFE und der Verstärkung des Stufe ist. Ein Transistor mit grösserem hFE bringt also zuerst einmal kleinere Verzerrungen.
Allerdings ist es aber auch so, dass mit zunehmendem hFE das Rauschen auch zunimmt.
Und ein weiteres Problem kann sein, dass mit grossem hFE die Schwingneigung der Stufe zu nimmt.
Aber in weiten Bereichen hat das hFE keinen wirklichen Einfluss auf die Funktion der Schaltung.
Noch etwas zu hFE und h12
1921 entwickelte Franz Breisig das Vierpol Modell.
Jedes elektronische Bauteil und ganze Schaltungen werden dabei als Blackbox mit 4 Anschlüssen betrachtet. Mit Matrizen kann man dann die Beeinflussung jedes Anschusses auf die anderen 3 beschreiben.
Hieraus wurde dann die die Zweitor Theorie abgeleitet, bei welcher zwei Anschlüsse den Eingang und 2 den Ausgang bilden, welche als Tore bezeichnet werden. Früher wurden Vierpol und Zweitor als Synonyme behandelt.
Bei beiden Modellen gibt es eine H-Matrize, und der Parameter H12 entspricht dem hFE in diesen Modellen. Manchmal findet man deshalb auch noch die Bezeichnung h12 für das hFE in Datenblättern.
hFE leitet sich, wie schon gesagt von der H-Matrix ab, das FE steht für Forward und Emitter, also der Einfluss des Basisstroms auf den Emitterstrom.
MfG Peter(TOO)