Schaltung mit Zenerdiode und Transistor als Konstantstromquelle

[Ceos]

really? so genau ließt du also meine Beiträge? tragisch!

Du hast mit deiner Z-Diode eine Festspannugnsquelle aber keine Stromquelle!
Strom nimmt den Weg des geringsten Widerstand und dein rechnerischer Widerstand deiner Z-Diode liegt bei 76,47 kOhm der Strom fließt also in erster Linie durch den Transistor und den Emitterwiderstand, das ERgebnis ist eine Basisspannung von < 3.9V die Z-Diode sperrt also (Widerstand extrem hoch)

[avr_racer]

Der 100K ergibt sich aus den
Iz+Ib
Ib = Ic/Hfe
Ie = Ic + Ib
und Ic musst du festlegen wieviel fließen soll... da du weist das Ie = Ib + Ic ist Nein !! der 100k ergibt sich allein daraus, dass ein R=100k vor der Basis liegt !!

Nein !! der 100k ergibt sich allein daraus, dass ein R=100k vor der Basis liegt !!

NEIN Grütze sry für den Ausdruck.

Ich hol mal weiter aus:

ALSO nehmen wir an das im Kollektorkreis und Emitterkreis, wobei der Emitter offen ist, keine Bauteile vorhanden sind und der Transistor nur die R1/Zdioden Kombo hat.
Das ist eine Spannungsstabilisierung. Nun wird eine Last in den Emitterkreis gepackt und der Ib beträgt 20mA * 200 = 4A. Ic=4A könnten bei entsprechender Last fließen, soweit ist der Transistor geöffnet. Wenn nun aber der Querstrom durch die Kombo schon nur 51µA sind wird die Z-Diode nicht die 3,9V erreichen. Aber spinnen wir mal weiter und lassen deine 32µA in die Basis fließen, dass ergibt einen Icmax von 6,4mA. Und durch die Z-Diode fließen dann nur 51µA-32µA=19µA. Damit wird die Diode niemals zum Durchbruch auf die 3,9V kommen.

Schaue dir es an von wo du auch die Schaltung hast http://www.hobby-bastelecke.de/halbl...berechnung.htm. Hoffe das dir auffällt von wo angefangen wird die Stufe zu berechnen.

Die Kombo aus R1 und Z-Diode sind ein BELASTETER SPANNUNSGTEILER. Da ergeben sich absolut andere Werte. Rate mal warum Iq ca 5-10mal Höher sein sollte!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Damit der Basis Strom so gering wie möglich ins Gewicht fällt.

Und wir sind immer noch nicht beim CE-Teil, sondern immer noch beim Basisstrom!

(und @avr_racer: behalte endlich mal deine Sprüche wie "das kannst du selber tun" etc für dich, wir sind hier, um Thesen zu diskutieren und Rechnungen zu vergleichen, und nicht um den anderen Totschlagargumente um die Ohren zu hauen!!)

Jajajaja Basisstrom aber versuch doch mal zu verstehen von wo man beginnt die Parameter festzulegen und wie man dazu kommt. In der Elektronik ist es manchmal, das man die Berechnung von "hinten" anfangen muss.

Na die Werte einzusetzen und dann in den Rechner einzutippen ist doch nicht so schwierig???? Warum Thesen ??? Für solche Grundlagen sind es fest erwiesene Sachen.

Hast du denn mal ansatzweise versucht es praktisch aufzubauen???

[HaWe]

das verstehe ich eben nicht, auch wenn ich es versuche zu verstehen.
Noch habe ich noch nichtmal Werte für den Basisstrom für 9V und 18V in der Schaltung (au0er meiner eigenen Rechnung mit 32µA).

meine Theorie ist nach wie vor:
der Basisstrom ist konstant (nach meinem Verständnis mit 3,9V bei 100k Vorwiderstand, aber das sagt auch das Tutorial),
dadurch wird der Strom im Leistungs-Teil über den Verstärkungsfaktor erhöht, aber auch begrenzt, und dadurch kann die LED zwar mit wechselnden Spannungen betrieben werden, wegen des konstanten C- Stroms aber sie kann dennoch nicht durchbrennen.

[Ceos]

wie gesagt, deine Theorie ist falsch und daran ändert sich auch nichts wenn du daran Festhälst!
Es handelt sich bei dem Schaltkreis wie bereits schon viel früher erwähnt (nicht von mir) um eine Rückkopplung! Also einen Regelkreis und nicht um eine Profane Verstärkung! Der HFE des Transistor ist hier absolut unwichtig, entferne dich bitte mal für wenigstens einen Augenblock von dem Gedanken und schau dir deine Schaltung an!

Lass es uns doch mal Schritt für Schritt rechnen und ich bitte dich diesmal selber die Rechnung nach der Vorgabe durzuführen und werde dich korrigieren falls du Falsch liegst.

Betrachte einmal nur den Pfad über die Z-Diode:
Ub -1> 100k -2> ZDiode -3> GND
und gib mir bitte mal deiner Meinung nach die Ergebnisse für die Spannungen an den Übergängen 1, 2 und 3

Jetzt betrachten wir nur den Pfad über den Transistor:
Ub -1> 100k -2> B-E -3> 1k -4> GND
und teil mir deine Meinung zu den Spannungswerten an den Übergängen 1, 2, 3 und 4 mit

[Peter(TOO)]

das verstehe ich eben nicht, auch wenn ich es versuche zu verstehen.
Noch habe ich noch nichtmal Werte für den Basisstrom für 9V und 18V in der Schaltung (au0er meiner eigenen Rechnung mit 32µA).

meine Theorie ist nach wie vor:
der Basisstrom ist konstant (nach meinem Verständnis mit 3,9V bei 100k Vorwiderstand, aber das sagt auch das Tutorial),
dadurch wird der Strom im Leistungs-Teil über den Verstärkungsfaktor erhöht, aber auch begrenzt, und dadurch kann die LED zwar mit wechselnden Spannungen betrieben werden, wegen des konstanten C- Stroms aber brennen sie dennoch nicht durch.

1. Dein Problem ist, dass du Bedingungen vorgibst unter welchen die Schaltung nicht funktioniert!

So wie die Schaltung dimensioniert ist, funktioniert sie mit 18V und einem Verstärkungsfaktor (h_FE)des Transistors >213 gerade mal eben.
Bei grösserem h_FE funktioniert sie auch mit einer etwas kleineren Spannung.

Damit die Z-Diode funktioniert, benötigt sie einige mA (Siehe Datenblatt), der 100k ist also viel zu gross und sollte im Bereich von 1k bis 10k liegen.

2. Du kannst I_B nicht ohne I_C berechnen, da der Spannungsabfall an R_E durch beide Ströme bestimmt wird!
U_E = (I_B+I_C)*R_E

Du versuchst krampfhaft eine Theorie für falsche Annahmen zu erstellen, was nicht wirklich zum Ziel führt.
Beweisen kannst du so nur, dass die Schaltung unter deinen Annahmen nicht funktioniert!

I_C = ((U_Z-U_BE)/R_E)-I_B

I_B = I_C / h_FE

Der Strom durch R_Z (da wo der 100k sitzt)
I_RZ= I_Z+I_B
Diese Bedingung wird aber bei deinen Annahmen nicht erfüllt!

Ohne etwas Algebra geht Elektronik nun mal nicht.

Die konkreten Werte kannst du ja selber einsetzen.

MfG Peter(TOO)

[HaWe]

wieso "gebe ich Bedingungen vor, unter den sie nicht funktioniert"?
Woher nimmst du diese verwegene Behauptung?
Sie funktioniert einwandfrei, von ein bisschen weniger als 9V bis 18V, und 9V und 18V sind auch genau die Batterie-Spannungen, unter denen ich sie selber durchgerechnet habe.

Sollte allerdings der vermutete Verstärkungsfaktor tatsächlich höher liegen als 200 (was ich nicht weiß), kann man auch einen hypothetischen Verstärkungsfaktor von 300 annehmen, aber sowohl 200 als auch 300 liegen im Bereich nach Datenblatt, oder etwa nicht?

Mit euren Formeln allerdings kann ich nichts anfangen, wenn ihr keine konkreten Werte einsetzt, also rechnet sie doch bitte mal mit Werten durch, damit man Ergebnisse bekommt, die man vergleichen kann!

[Peter(TOO)]

wieso "gebe ich Bedingungen vor, unter den sie nicht funktioniert"?
Woher nimmst du diese verwegene Behauptung?
Sie funktioniert einwandfrei, von ein bisschen weniger als 9V bis 18V, und 9V und 18V sind auch genau die Batterie-Spannungen, unter denen ich sie selber durchgerechnet habe.

Sollte allerdings der vermutete Verstärkungsfaktor tatsächlich höher liegen als 200 (was ich nicht weiß), kann man auch einen hypothetischen Verstärkungsfaktor von 300 annehmen, aber sowohl 200 als auch 300 liegen im Bereich nach Datenblatt, oder etwa nicht?

Das ist keine "verwegene Behauptung" sondern fundiertes Fachwissen.
Elektronik habe ich mal als Hobby angefangen und seit rund 40 Jahren entwickle ich beruflich Schaltungen.

Du hast Anfangs mit einem H_FE = 100 gerechnet.

Nun wissen wir immer noch nicht welchen BC817 du verwendest:
BC817-16 H_FE = 100-250
BC817-25 H_FE = 160-400
BC817-40 H_FE = 250-630
Und wenn wir den genauen Typ kennen, wissen wir immer noch nicht, welches H_FE dein Exemplar wirklich hat?

Um auf die rund 30mA bei 9V zu kommen, muss das H_FE über 590 liegen.

Hast du mal die Spannungen und Ströme in deinem Aufbau gemessen?

MfG Peter(TOO)

[HaWe]

wo habe ich mt einem Verstärkungsfaktor von 100 gerechnet, oder was soll die Abkürzung bedeuten??
Bitte last eure Abkürzungen weg, man versteht es sowieso besser, wenn ihr es möglichst ausschreibt.

welcher Unter- Typ: keine Ahnung, aber ich vermute der zweite, der 1. sicher nicht. Den 3. kann ich nicht sicher ausschließen. Im Tutorial wurde irgendwo mal 200x erwähnt.
Aber wenn dir der Faktor 250 oder 300 besser gefällt, nimm den, hauptsache, man kann erstmal mit irgendwas konkret und größenordnungsmäßig rechnen.

Vielleicht sind ja auch in deiner Rechnung die 30mA bei 9V falsch? Denn funktionieren tut die Schaltung ja, wie gesagt.

[Ceos]

Mit euren Formeln allerdings kann ich nichts anfangen, wenn ihr keine konkreten Werte einsetzt, also rechnet sie doch bitte mal mit Werten durch, damit man Ergebnisse bekommt, die man vergleichen kann!

wie wäre es wenn du meine kleine Rechenaufgabe einmal erledigst und wir dann einfach vergleichen, evtl. geht dir dann ein Licht auf ... im Moment (falls du es nicht selber merkst) verlangst du schon wieder nur Leistung von anderen im Bezug auf deine eigene Werte die unter den gegebenen Bedinungen völlig sinnlos sind

Lass es uns doch mal Schritt für Schritt rechnen und ich bitte dich diesmal selber die Rechnung nach der Vorgabe durzuführen und werde dich korrigieren falls du Falsch liegst.

Betrachte einmal nur den Pfad über die Z-Diode:
Ub -1> 100k -2> ZDiode -3> GND
und gib mir bitte mal deiner Meinung nach die Ergebnisse für die Spannungen an den Übergängen 1, 2 und 3

Jetzt betrachten wir nur den Pfad über den Transistor:
Ub -1> 100k -2> B-E -3> 1k -4> GND
und teil mir deine Meinung zu den Spannungswerten an den Übergängen 1, 2, 3 und 4 mit

zum letzen Pfad mal bitte unter den Annahme dass über die B-E Strecke 0.7V abfallen damit das keine Unbekannte bleibt

[Peter(TOO)]

wo habe ich mt einem Verstärkungsfaktor von 100 gerechnet, oder was soll die Abkürzung bedeuten??

Sorry, da habe ich mich verschrieben, du hast mit 200 gerechnet.

Bitte last eure Abkürzungen weg, man versteht es sowieso besser, wenn ihr es möglichst ausschreibt.

Das gehört aber auch zu den Basics!
Im Datenblatt wird H_FE angegeben.
Falls du diese Abkürzung meinst?

welcher Unter- Typ: keine Ahnung, aber ich vermute der zweite, der 1. sicher nicht. Den 3. kann ich nicht sicher ausschließen. Im Tutorial wurde irgendwo mal 200x erwähnt.
Aber wenn dir der Faktor 250 oder 300 besser gefällt, nimm den, hauptsache, man kann erstmal mit irgendwas konkret und größenordnungsmäßig rechnen.

Vielleicht sind ja auch in deiner Rechnung die 30mA bei 9V falsch? Denn funktionieren tut die Schaltung ja, wie gesagt.

Wenn die Schaltung richtig funktioniert, liefert sie etwas um die 32mA.
Genauer kann ich das nicht bestimmen, da deine Bauteile Toleranzen haben.
R_E kann +/-10%, +/-5%, +/-2% Genauigkeit haben.
Welchen konkreten Widerstand dein 1k hat weiss man dann immer noch nicht, nur den möglichen Wert-Bereich. Und wenn man den misst, muss man wissen welche Genauigkeit das Messgerät hat, man kann also auch dann nur einen Bereich festlegen. So ist die Realität nun mal.
Da R_E den Strom bestimmt, hat der reale Strom den selben Fehler wie der Widerstand.

Wenn I_C nicht diesen Strom liefert, funktioniert die Schaltung eben nicht richtig.

In einer Prüfung, da musste ich ein Gerät zusammenbauen und ausmessen, gab es eine Operations-Verstärkerstufe mit dem Faktor -1. Verwendet wurden hochohmige Widerstände mit +/-20%. Ich habe da zwei Widerständer erwischt, wo einer +20% und der andere -20% hatte. Je nachdem wie man die Widerstände eingesetzt hat, lag die Verstärkung dann bei -0.666 oder -1.5. Ergab dann bei mir etwas andere Messkurven als bei den Anderen!

MfG Peter(TOO)

- - - Aktualisiert - - -

Fast vergessen:
Was misst du für Spannungen an der Basis und am Emitter in deinem Aufbau?
Und welchen Wert für I_C?

Wenn die Schaltung richtig funktioniert, kannst du die LED und den 1k rauswerfen und mit einer Serienschaltung aus Amperemeter und einem Poti (so um die 500 Ohm) ersetzen. Der Strom muss dann konstant bleiben, wenn man das Poti verstellt.