Ein Feldtransistor ist eines der Hauptgeräte in der Elektronik, das zur Steuerung von Signalen verwendet wird. Es hat eine Vielzahl von Anwendungen, von der Verwendung in Verstärkern bis zur Helligkeitsregelung in LED-Lampen. Für die ordnungsgemäße Funktion eines Feldtransistors ist es notwendig, die Werte der in seiner Schaltung verwendeten Widerstände korrekt zu berechnen.
Widerstände spielen eine wichtige Rolle bei der Arbeit eines Feldtransistors, sie steuern den Strom, die Spannung und die Leistung des Geräts. Die korrekte Berechnung der Widerstände hilft, die erforderlichen Betriebsparameter des Transistors zu erreichen und sorgt auch für seine Haltbarkeit.
Bei der Berechnung der Widerstände für einen Feldeffekttransistor müssen mehrere Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden. Zuerst müssen Sie die Werte für maximalen Strom, Spannung und Leistung kennen, die auf dem Transistor liegen müssen. Zweitens müssen Sie den Stromverstärkungsfaktor (β) und den Spannungsverstärkungsfaktor (α) des Transistors kennen.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass der Wert der Widerstände abhängig von der spezifischen Schaltung und den Anforderungen Ihres Projekts variieren kann. Es wird empfohlen, Daten aus Daten und Nachschlagewerken zu verwenden und sich mit erfahrenen Fachleuten zu beraten.
Eine gängige Methode zur Berechnung von Widerständen für einen Feldeffekttransistor ist die Verwendung von Ohm-Formeln. Um beispielsweise einen Basiswiderstand zu berechnen, können Sie die Formel verwenden: RB = (VB - VBE) / IB, wobei RB der Basiswiderstand ist, VB die Basisspannung ist, VBE der Spannungsabfall am Emitter ist der Basisübergang, IB der Basisstrom ist.
Grundprinzipien der Widerstandsberechnung
Bei der Berechnung der Widerstände für einen Feldtransistor werden mehrere Grundprinzipien berücksichtigt:
- Strom durch Widerstand: Es ist wichtig, den erforderlichen Strom zu bestimmen, der durch den Widerstand fließt. Dies hängt vom Wert der Versorgungsspannung und der erforderlichen Schaltungsleistung ab.
- Spannungswechselbereich: Es ist notwendig, den Spannungsänderungsbereich zu berücksichtigen, bei dem der Transistor stabil arbeitet. Dies ermöglicht es Ihnen, den gewünschten Widerstand des Widerstands zu bestimmen.
- Temperaturverhältnisse: Die Widerstände haben einen Temperaturkoeffizienten, daher ist es notwendig, die Temperaturbedingungen der Schaltung zu berücksichtigen und die Widerstände mit dem entsprechenden Koeffizienten auszuwählen.
- Berechnung der Widerstandsleistung: Es ist notwendig, die erforderliche Widerstandsleistung zu berücksichtigen, um eine Überhitzung und Beschädigung des Widerstands zu vermeiden. Die Leistungsberechnung basiert auf dem Widerstand des Widerstands und dem durch ihn fließenden Strom.
- Einfluss des Widerstands auf die Schaltungseigenschaften: Ein Widerstand kann verschiedene Schaltungseigenschaften beeinflussen, z. B. Signalstärke, Rauschpegel und Verstärkung. Bei der Berechnung von Widerständen müssen Sie diese Einflüsse berücksichtigen und die Widerstandswerte entsprechend auswählen.
Die korrekte Berechnung der Widerstände für einen Feldeffekttransistor ermöglicht es, eine optimale Leistung der Schaltung zu erzielen und die Stabilität ihrer Eigenschaften unter verschiedenen Bedingungen zu gewährleisten.
| Das Prinzip | Die Beschreibung |
|---|---|
| Strom durch Widerstand | Es ist wichtig, den erforderlichen Strom zu bestimmen, der durch den Widerstand fließt. Dies hängt vom Wert der Versorgungsspannung und der erforderlichen Schaltungsleistung ab. |
| Spannungswechselbereich | Es ist notwendig, den Spannungsänderungsbereich zu berücksichtigen, bei dem der Transistor stabil arbeitet. Dies ermöglicht es Ihnen, den gewünschten Widerstand des Widerstands zu bestimmen. |
| Temperaturverhältnisse | Die Widerstände haben einen Temperaturkoeffizienten, daher ist es notwendig, die Temperaturbedingungen der Schaltung zu berücksichtigen und die Widerstände mit dem entsprechenden Koeffizienten auszuwählen. |
| Berechnung der Widerstandsleistung | Es ist notwendig, die erforderliche Widerstandsleistung zu berücksichtigen, um eine Überhitzung und Beschädigung des Widerstands zu vermeiden. Die Leistungsberechnung basiert auf dem Widerstand des Widerstands und dem durch ihn fließenden Strom. |
| Einfluss des Widerstands auf die Schaltungseigenschaften | Ein Widerstand kann verschiedene Schaltungseigenschaften beeinflussen, z. B. Signalstärke, Rauschpegel und Verstärkung. Bei der Berechnung von Widerständen müssen Sie diese Einflüsse berücksichtigen und die Widerstandswerte entsprechend auswählen. |
Die korrekte Berechnung der Widerstände für einen Feldeffekttransistor ermöglicht es, eine optimale Leistung der Schaltung zu erzielen und die Stabilität ihrer Eigenschaften unter verschiedenen Bedingungen zu gewährleisten.
Auswählen der gewünschten Parameter
Bei der Berechnung der Widerstände für einen Feldeffekttransistor müssen mehrere Parameter berücksichtigt werden:
- Die Versorgungsspannung (Vcc) ist die Spannung, die dem Feldtransistor zugeführt wird. Es muss ausreichen, um das erforderliche Betriebsniveau des Transistors sicherzustellen und gleichzeitig die maximal zulässige Spannung für diesen Transistortyp nicht zu überschreiten.
- Der Kollektorstrom (Ic) ist der Strom, den ein Feldtransistor verbrauchen wird. Es muss entsprechend den Anforderungen der Schaltung und dem maximal zulässigen Wert für den Transistor eingestellt werden.
- Eine Basisspannung (Vbe) ist die Spannung, die an die Basis des Transistors angelegt werden muss, damit er ordnungsgemäß funktioniert. Es sollte ausreichen, um den Transistor in Sättigung zu bringen.
- Die Stromverstärkung (β) ist ein Parameter, der angibt, wie oft der Transistor den Eingangsstrom verstärkt, um den Ausgangsstrom zu erhalten. Es beeinflusst auch die erforderlichen Widerstandswerte in der Schaltung.
Anhand dieser Parameter können Sie die erforderlichen Widerstandswerte mit den entsprechenden Formeln und / oder grafischen Methoden berechnen. Es wird jedoch empfohlen, spezialisierte Programme oder Online-Rechner zu verwenden, um eine genauere Berechnung durchzuführen und mögliche Fehler zu vermeiden, die alle erforderlichen Berechnungen automatisch durchführen.
Dies ermöglicht die richtige Auswahl der Widerstände für den Feldeffekttransistor und sorgt für einen optimalen Schaltungsbetrieb.
Ermittlung der erforderlichen Stromstärkenwerte
Um die Widerstände in einer Feldeffekttransistorschaltung korrekt zu berechnen, müssen die erforderlichen Stromstärken ermittelt werden, die durch den Feldeffekttransistor fließen.
Bei der Gestaltung der Schaltung muss sichergestellt werden, dass die eingestellten Stromstärkenwerte die in der Transistordokumentation angegebenen maximal zulässigen Werte nicht überschreiten. Andernfalls kann der Transistor überhitzen und ausfallen.
Die folgenden Faktoren müssen berücksichtigt werden, um die erforderlichen Stromstärken zu bestimmen:
- Erforderliche Lastleistung: um die Stromstärke zu bestimmen, sollten Sie die erforderliche Lastleistung kennen, welche Last mit einem Feldeffekttransistor an die Schaltung angeschlossen werden muss.
- Versorgungsspannung: zur Berechnung der Stromstärke ist es notwendig, die Versorgungsspannung der Schaltung zu berücksichtigen und das ohmsche Gesetz zu verwenden, um den Widerstandswert des Widerstands zu berechnen.
- Transistorverstärkung: sie müssen die Verstärkung des Transistors kennen, um zu bestimmen, wie viel Strom bei einer gegebenen Laststromstärke durch die Basis des Transistors fließen wird.
Auf diese Weise können Sie anhand dieser Daten Berechnungen durchführen, um die erforderlichen Stromstärken zu bestimmen, die durch den Feldtransistor fließen. Diese Werte können als Grundlage für die Auswahl geeigneter Widerstände in einer Schaltung dienen.
Berücksichtigung der Merkmale eines Feldtransistors
- Eingangsimpedanz: Die Eingangsimpedanz eines Feldeffekttransistors kann hoch genug sein, um sie für die Verwendung in Schaltungen mit hochohmigen Signalquellen bequem zu machen. Bei der Berechnung der Widerstände sollte die Eingangsimpedanz des Transistors berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Eingangssignale mit den Ausgangspegeln übereinstimmen.
- Ausgangsimpedanz: Die Ausgangsimpedanz eines Feldeffekttransistors kann ausreichend niedrig sein, sodass die Last direkt an den Ausgang des Transistors angeschlossen werden kann, ohne dass zusätzliche Verstärkungsschaltungen erforderlich sind. Die Ausgangsimpedanz des Transistors sollte jedoch bei der Berechnung der Last und der Widerstände in der Schaltung berücksichtigt werden.
- Steuerspannung: Die Polarisation eines Feldtransistors erfolgt über eine Steuerspannung an seinem Eingang. Bei der Berechnung von Widerständen ist der Steuerspannungsbereich und seine Auswirkungen auf den Betrieb des Transistors zu berücksichtigen.
- Leistungsaufnahme: FET-Transistoren können insbesondere bei Verstärkungsschaltungen eine beträchtliche Leistung verbrauchen. Bei der Berechnung der Widerstände ist die Leistungsaufnahme des Transistors zu berücksichtigen und eine ausreichende Leistungsreserve bereitzustellen, um eine Überhitzung des Transistors zu verhindern.
Die Berücksichtigung dieser Merkmale eines Feldeffekttransistors bei der Berechnung von Widerständen ermöglicht eine feinere Anpassung seines Betriebs, die Einhaltung der Signale und die Zuverlässigkeit der gesamten Schaltung. Im nächsten Abschnitt werden wir die detaillierten Anweisungen zur Berechnung der Widerstände für einen Feldeffekttransistor basierend auf seinen Parametern und Schaltungsanforderungen betrachten.
Berechnung von Widerständen basierend auf verfügbaren Daten
Um die Widerstände für einen FET korrekt zu berechnen, ist es wichtig, basierend auf den verfügbaren Daten einige Schritte zu unternehmen. Bevor Sie mit der Berechnung beginnen, müssen Sie die Parameter des Transistors aus seiner technischen Beschreibung oder Spezifikation lernen.
Der erste Schritt besteht darin, den Betriebsstrom des Basisemitterübergangs (I) zu bestimmenBE). Dazu muss die Spannung (U) gemessen werdenBE) am Basis-Emitter-Übergang und dann die Formel verwenden:
wobei RBE - der Widerstand des Basisemitterübergangs (hängt von einem bestimmten Transistor ab und wird normalerweise in seiner Dokumentation angegeben).
Als nächstes müssen Sie den minimalen Stromwert des Kollektoremitterübergangs (I) bestimmenCEO) und die Spannung am Kollektoremitterübergang. Anhand dieser Daten kann der erforderliche Widerstandswert (R) berechnet werden1) mit einer Formel:
wobei VCC - versorgungsspannung, VCE - spannung am Kollektoremitterübergang.
Außerdem ist es notwendig, den Widerstandswert des Basisteilers (R) zu berechnen2), mit dem die Spannung an der Basisemitterübergang proportional geteilt wird. Dazu können Sie die Formel verwenden:
wo IB - der minimale Grundstromwert, der auch in der technischen Dokumentation des Transistors angegeben ist.
Die gemessenen Widerstände können eine gewisse Abweichung von ihren Nennwerten aufweisen. Für eine genauere Berechnung sollten die am nächsten verfügbaren Standardwiderstandswerte verwendet werden.
