Svenska ElektronikForumet

@Mindmapper, för det första är dioder tvåpoler (tillskillnad från transistorer som är fyrpoler) vilket skiljer dem. En LED är en diod där rekombinationen av elektroner och hål sänder ut fotoner (den lyser, Light Emiting Diod) och den används huvudsakligen för just den funktionen. Antalet rekombinationer är proportionellt mot strömmen (elektroner och hål som passerar potentialbarriären) så om man är ute efter att beräkna ljusstyrka så är det strömmen du får utgå från. Strömmen i sig är dock en funktion av spänningen. Generellt så krävs det en spänning för att en ström ska flyta, endast i induktiva kretsar finns det strömmar som ger upphov till spänningar (EMK, mm)
Ibland används LED som en "zener", dvs. man utnyttjar dess högre framspänningsfall (jmf. med en enkel kiseldiod) och då beror det på applikationen om man behöver räkna på I/V funktionen.
Denna text från wikipedia beskriver bra i vilka lägen man kan förenkla och se en transistor som strömstyrd.

In analog circuit design, the current-control view is sometimes used because it is approximately linear. That is, the collector current is approximately \beta_F times the base current. Some basic circuits can be designed by assuming that the emitter–base voltage is approximately constant, and that collector current is beta times the base current. However, to accurately and reliably design production BJT circuits, the voltage-control (for example, Ebers–Moll) model is required.[1]

http://en.wikipedia.org/wiki/Bipolar_ju ... transistor

Ytterligare en tråd som drar emot atomnivå

Kjelle

I en vanlig generator när en ledare rör sig genom ett magnetfält induceras en spänning som driver en ström i ledaren, utan belastning drivs ingen ström i ledaren.

oavsett då så behöver man både en ström och en spänning när man ska använda en transistor.
Men en transistor är en strömförstärkare och man styr strömmen med basen, därför anser jag att transistorn är strömstyrd.

LED anser jag även den vara strömstyrd då man kan döda dom om man inte strömbegränsar.

Kjelle: kan det vara för att TS ställer frågor i det nivå? Eller iaf. frågor som kräver det nivå för att kunde besvaras?

Här ligger jag efter. Går igenom ett svar i taget men jag tror inte jag kommenterar något om spänning eller strömstyrd, det ligger långt över min nivå. OBS: Lång post!

MiaM skrev:Nu erkänner jag att jag inte har läst hela tråden särskilt noga, men måste säga att trådstartens koppling har också vissa poänger.
Den säkrar att lysdioden inte börjar lysa vid "tveksam" utspänning från mikroprocessorn. Det krävs minst ett lysdiodspänningsfall plus ett bas-emitter-spänningsfall för att dioden ska lysa. I praktiken behövs alltså minst nånstans omkring 2,5V. I vissa applikationer kan det vara bra att ha en sådan "brusimmunitet" inbyggd utan att behöva kosta på ett extra motstånd mellan bas och emitter (vilket annars är det normala sättet att ordna detta).

När transistorn leder så kommer kollektormotståndet utgöra den huvudsakliga strömmen genom dioden men basmotståndet bidrar också med ström genom dioden. Varierande spänning som "etta" kan vara svagt synligt på lysdiodens ljusstyrka, det är nackdelen med denna koppling.

Det är dock inte precis den vanligaste kopplingen.

Jag förstår hur du tänker här men tyvärr tänkte inte jag så när jag gjorde mitt första schema. Ska jag vara ärlig så låg jag på nivån: -"Jahopp, jag har NPN-transistorer hemma, dom ger positiv spänning, då sätter vi LED:en mot jord och så får trissan slå av och på matningen". Ni suckar säkert men jag måste börja någonstans

RoPa skrev:@Magnus_K ingen fara. I ditt fall så räcker det med att räkna ut ett Rb så att tillräcklig Ibe kan flyta. Var bara en allmän kommentar om att man i arbetsområdet för en transistor inte kan se den som strömstyrd.

GE står för Gemensam Emitter, insignal läggs på via Bas - Emitter och utsignal tas över Kollektor - Emitter (Emittern är gemensam). Finns GB och GC steg också.

MiaM's kommentar är fiffig om man har en signal där man inte kan vara säker på att den vid låg (t.ex. tri-state) är verkligen låg (under ett diodspänningsfall) och man vill spara in ett motstånd (jag skulle iofs. offra ett motstånd om jag var osäker) men från en PIC så är den "låg" både vid "noll" och i tri-state.

Angående GE, GB och GC så har jag aldrig hört det innan men jag förstår vad du säger om GE-koppling. Det är den enda "vanliga" som jag känner till men jag ska absolut leta upp lite exempel på GB och GC också, om det så är mycket för att kunna hänga med i diskussionerna också!

Normalt sett hade man väl monterat ett pull-down vid utgången på PIC'en va? För att försäkra sig om att signalen hålls nere menar jag. Det kanske är det motståndet ni pratar om?

Icecap skrev:Magnus_K: OK. Om Hfe t.ex. anges som 300 gg i databladet kan man mätta transistorn vid att beräkna basströmmen efter 10% av Hfe, alltså i detta exempel (300 * 10% =) 30. Detta betyder att basströmmen då blir 10 gg högre än nödvändigt (om nu basen tål detta, kolla databladet!) medan Vce kan nå värden runt 0,3V eller lägre, beroende på transistor och kollektorström.

Den definition jag lärde mig i sin tid var att "mättnad" var när Uce < Ube. Och kollar man på t.ex. en darlingtonkoppling är den just för att säkra att den inte driver krafttransistorn i mättnad. Kolla schemat för ULN200x, även dom kan inte gå i mättnad på utgångstransistorn, just för att få bra switchtider. Det betyder dock att man då får en minimal "Uce" på 0,9V eller högre.

50% Hfe betyder i grunden att man styr med den dubbla av den nödvändiga basström osv.

Om man analyserar TTL-kretsars koppling internt (transistornivå) ser man att de är designad för att inte gå i mättnad då detta påverkar switchtider ganska avsevärd. Slutsatsen är att en "hård" drivning ger långsammare switchtid - men kan ge lägre förlust vid låga frekvenser. Och en blinkande LED är definitivt en låg frekvens.

Men är det en fråga om att blinka en LED är det mycket sällan anledning att använda en transistor mellan µC och LED och behövs det ändå är MOSFET ett bättre alternativ, speciellt om man jagar strömsnålhet.

Tack för ett bra svar!
Jag har läst lite om just det här också att vid hög frekvenser så mättar man inte trissan pga att den tar då lång tid på sig att återhämta sig (tror även någon av er skrev det tidigare i tråden). Vi får se om jag får tid men tanken är i alla fall att elda några trissor (denna gång planerat!) med skopet riggat och försöka se något av det här. Vore kul att se/mäta en del av vad ni lärt mig.

När jag bestämde mig för att grotta ner mig i transistorernas värld så funderad jag på vad jag skulle driva den med och valet blev en µC då jag kan gå väldigt högt i frekvens och så nära en signalgenerator (eller vad lämpligt instrument kan tänkas kallas) jag kunde komma. Slutligen kom tanken till lasten och det fick bli en LED. Mycket för det visuella men också "krånglet" med ytterligare en resistor.
MOSFET's kommer om ett tag!

Kjelle skrev:Ytterligare en tråd som drar emot atomnivå

Kjelle

Jo, men visst är det intressant? Tycker det är skitkul att läsa men tyvärr känner man sig lite handikappad när det är i ens "egna" tråd och inte har kunskapen nog att svara eller kommentera.

miramithe skrev:I en vanlig generator när en ledare rör sig genom ett magnetfält induceras en spänning som driver en ström i ledaren, utan belastning drivs ingen ström i ledaren.

oavsett då så behöver man både en ström och en spänning när man ska använda en transistor.
Men en transistor är en strömförstärkare och man styr strömmen med basen, därför anser jag att transistorn är strömstyrd.

LED anser jag även den vara strömstyrd då man kan döda dom om man inte strömbegränsar.

Visst, skrev tidigare att jag inte tänkte kommentera om transistorer är ström eller spänningsstyrda men den här beskrivningen tyckte jag om.
Vi kanske får lämna det så. För min del spelar det inte just nu speciellt stor roll om den är spänning eller strömstyrd, det viktigaste för mig är att jag kan räkna och lära mig använda transistorer på ett korrekt sätt.

>> För min del spelar det inte just nu speciellt stor roll om den är spänning eller strömstyrd, det viktigaste för mig är att jag kan räkna och lära mig använda transistorer på ett korrekt sätt.


Det spelar ingen roll ur ett praktiskt perspektiv, men vill man förstå transistorn
rätt så bör man veta att kollektorströmmen primärt styrs av _spänningen_ mellan bas och emitter.
Det är det interna elektriska fältet i basskiktet som drar upp elektroner/hål ur emittern,
och detta fält är en direkt konsekvens av U_be.

Sedan rekombinerar några promille (1/h_fe) av laddnigarna i basen.
Rekombinationssannolikheten är nästan konstant, vilket betyder att
kollektorstömmen blir proportionell mot basströmmen.
Så ur ett praktiskt perspektiv är det vettigt att se den som strömstyrd.

Om kollektorspänningen blir låg och transistorns bottnar, ansamlas laddning i basskiktet.
Dessa laddningar tar tid att få bort. Kan ta många mikrosekunder.
Det handlar om elektroner/hål och inte enbart kapacitanser.
På motsvarande sätt om transistorn stryps helt. Då tar det tid att ladda upp basen
så att transistorn kan börja leda.

Detta är viktigt att känna till om man använder transistorn som switch.



Om man vill kunna räkna och simulera så är det bra att titta på dessa beräkningsmodeller:

Ebers Moll Equationer.
Fungerar bra ur ett statiskt perspektiv, men tar inte
hänsyn till uppbyggnad av laddnigar i basen.

Gummel–Poon modellen.
Funderar bättre i dynamiska förlopp.
Denna modell används i simuleringsprogrammet Spice.

Genom att köra spice på en bra transistormodell (spicemodell) kan man få
en bra uppfattning om hur transistorn fungerar.

Tack för ditt svar SvenW! Svarar på det i motsatt ordning.

Att testa med Spice-simuleringar var ju en otroligt bra idé. Har programmet på datorn men aldrig använt då jag tycker komponentbiblioteket är lite drygt att jobba med men det här ska jag göra i alla fall.

Angående de två teorierna.
Jag har slagit ett getöga på dessa tidigare med att sitta hemma och utan tidigare utbildning i liknande ämnen så blir det här snabbt ganska mastigt. Dock kikade jag på dessa modeller innan trådskapandet så nu finns det bättre förutsättningar. Ska ge det ett nytt försök!

>Dessa laddningar tar tid att få bort. Kan ta många mikrosekunder.
Ja! Perfekt. Det är denna "neutralisering" av laddningar jag hoppas kunna få se/mäta med skopet. Vart gränserna går vid strypt resp bottnad och hur det påverkar funktionen. Om jag lyckas har jag ingen aning om men jag hoppas!

Kan man se det förenklat som att det är potentialskillnaden mellan bas och emitter som får elektronerna att vandra genom hålen från emittern mot basen och eftersom strömmen mellan kollektorn och basen ökas med Hfe så uppnår man alltså förstärkningen?
Äsch, man kan nog inte skriva det annorlunda men det är ungefär som ovan som mina tankar går nu.

Måste erkänna att det börjar bli lite tungt nu utan att praktisera lite.

Nja, det elektriska fältet från basen drar upp hela strömmen från emittern.
Ca 99.7% blir kollektorström och 0.3% blir basström.

Det är endast de laddningar som rekombinerar i basskiktet som blir till basström.
Flertalet dras in i kollektorn.

Det finns alltså ingen lavineffekt eller liknande som förstärker baströmmen.

I fälteffekttransistorn går laddningarna aldrig in i basskiktet och därför finns där
nästan ingen basström alls. Bara lite termiskt genererade laddningar som bildar
en läckström på någon nA.

Jag har läst dina inlägg säkert 20 ggr nu SvenW och hur väl dom än är skrivna så saknar jag den där lilla sista knuffen får att allt ska falla på plats.
Måste försöka strukturera det här lite för att få till den sista pusselbiten. Du/Ni kanske kan hjälpa mig att få ordning på nedan lista som jag sedan ska läsa om och om tills det sitter. Ber om ursäkt om den verkar barnslig men det är vad jag behöver.

1. Spänning läggs på över Basen och Emittern
2. Pga spänningsfallet över PN-övergången skapas ett elektriskt fält på Basskiktet
3. Beroende på dopning vid övergången dras elektroner eller hål från Emittern
4. Proportionellt men med en kvot av 1/Hfe ökar mängden laddningar som dras till kollektorn mot mängden laddningar som rekombineras vid basen.
5. Vid förhållandevis hög basström bottnas transistorn vilket innebär att den elektriska laddningen i basskiktet är överladdat och tar extra tid för att återgå.
6. Vid låg Ube (låg basström) stryps transistorn vilket innebär att den elektriska laddningen i basskiktet är så dåligt laddad så det tar extra tid för att ladda upp det igen för att rekombinering ska ske.

För snabb switchning vill man alltså aldrig strypa respektive bottna transistorn helt då det tar för mycket tid att återställa laddningen vid basskiktet.

Ps. Det här var nog första gången jag fick ont i huvudet av att skriva ett inlägg... Som sagt, skulle verkligen uppskatta om ni vill hjälpa till att rätta upp vad jag har missförstått. Om det skulle vara så att jag missuppfattat allt så får jag nog säga stop här. Skallen fixar inte mer. Ds

Jo, du har nog uppfattat det väsentliga.

Men bättre än att läsa mina inlägg många gånger är
att ladda ner en bra text i ämnet och läsa den.
Jag googlade på "bipolärtransistorns funktion".
Överst kom upp en pdf-fil av Kjell Jeppson. Föreläsningsanteckningar.
20 & 27 februari 2006

Den var lättläst och korrekt såvitt jag kan bedöma.
Och det finns säkert många fler bra artiklar i ämnet!

Jag tycker ju även den första kopplingen verkar funktionell. Det är kanske ett sätt man inte brukar koppla på, men det bör funka.
Om inte annat var det ett väldigt bra inlägg med all väsentlig information.

@Magnus_K, om du vill mäta switch tider på en transistor i bottning respektive strypt kontra ej bottnad och ej strypt tror jag du behöver en bättre signalkälla än en PIC processor. Generellt behöver du en mycket snabb och mycket lågimpediv källa.
Möjligen kan du mata en snabb komparator från PIC utgången och sen vidare till en riktigt snabb linjedrivare (typ för video) som du använder som steg signal till transistorn. Sen måste du bestämma dig för vid vilka in och utgångsimpedanser du ska mäta
En annan fråga blir även vilken bandbredd (stigtid) ditt skåp har.
Att mäta är en vetenskap redan innan man har mätt

@SvenW:
Ja du har helt rätt. Jag måste läsa mera.
Satt inatt och kikade runt lite och det finns givetvis en hel del lektyr om ämnet men jag tror ändå att jag fått en jäkligt bra grund för förståelsen nu, vilket kommer underlätta vid vidare läsning om transistorer. Tack ska du ha för dina givande inlägg!

@danei:
Tackar för det! Kommer givetvis testa och räkna lite till på det men jag har förstått att det är ett mindre bra sätt att utföra det jag vill ha uträttat.

@RoPa:
Mitt skop har faktiskt en risetime på fascinerande ~14ns, men det är inte fy skam det!
Idén uppkom från SvenW's inlägg att vid en bottning kan det ta mikrosekunder för att bli av med laddningen vid basskiktet. Givetvis föder sån information dumma idéer hos någon som inte ser problematiken "runt omkring" mätningen. Sen förstår jag också att SvenW skriver "kan ta mikrosekunder", alltså inte ""tar".
Du skriver: "Att mäta är en vetenskap redan innan man har mätt"
Det är nog dagens sanning det. Jag försöker mäta ganska ofta men det är sällan jag vet att jag mäter med rätt teknik och förstår resultatet.

Väcker min gamla tråd till liv igen då det egentligen handlar om samma grundfråga som denna tråden startades med. Givetvis med samma resultat; får inte ihop det.
Tänker jag fel någonstans här när det kommer till R1-R9? (Obs, där det står R8 ska det stå R9 i schemat)

Bör jag kanske minska R1 till hälften för att resistorn ska bottna? Frekvensen vi pratar om är kring 500Hz så inga väldiga switch-tider.