Tranistor als Inverter

[Peter(TOO)]

Hallo,

was ich persönlich für den Lerneffekte absolut empfehlen kann ist eine Webseite mit einem sehr anschaulichen Simulationstool

Das Tool simuliert relativ genau, aber manche Symboliken sind komisch (FETs z.B.) und manchmal stimmt die Logik hinter der Bausteinen auch nicht 100%ig (555-Timer z.B. normalerweise bleibt ein 555 aktiv wenn ich Trigger low halte, in der Simulation jedoch nicht)

Das ist dann eben der Haken an der Geschichte!
Eine Simulation verhält sich nie 100% gleich wie ein realer Aufbau, besonders wenn es um abnormale Betriebszustände geht.

Manche Modelle, liefern z.B. auch negative Ausgangsspannungen an eine OpAmp-Ausgang, obwohl es gar keine negative Versorgungsspannung gibt. Teilweise sind es Modellfehler und Teilweise auch nur Rechenfehler, der Simulation.

Gerade bei Bausteinen wie dem 555 ist es nicht so einfach, diesen müsste man eigentlich auf Transistor-Ebene simulieren.
Eigentlich war er nur als Timer gedacht, aber, da die Innenschaltung bekannt ist, kann man ihn für eine Menge andere Anwendungen nutzen.

MfG Peter(TOO)

[Teckno]

Hi,

Der empfohlene Simulator sieht sehr hilfreich aus, es muss ja nicht alles 100% so ablaufen wie es auch in der Realität ablaufen würde, für das bessere Verständnis reicht es aber allemal. Jedoch habe ich noch erhebliche Schwierigkeiten, von einem solchen Schaltplan auf die Steckbrettschaltung zu schließen und umgekehrt. Ich hab inzwischen etwas weitergemacht und bin bei einem Experiment, wo man einen Kondensator über einen Tastschalter auflädt und dieser dann bis zur vollständigen Entladung eine LED zum leuchten bringt. Ich habe an der Schaltung ein paar Sachen verändert und bin dann auf eine Schaltung gekommen, die genau umgekehrt arbeitet, also dass die LED aufhört zu leuchten während der Kondensator entlädt. Ich kann mir in groben Zügen vorstelllen, wie die Schaltung arbeitet, die große Frage die ich habe ist jedoch, wieso beim ursprünglichen Experiment die LED fast 1 Minute lang leuchtet, der Kondensator also ca. 1 Minute entlädt, während das bei meiner Schaltung nur ca 15-20 Sekunden dauert. Alles in einem würde ich sagen, Transistoren sind für mich noch sehr mystische Bauelemente.

LG Teckno

[PICture]

Sorry, aber ohne Schaltplan bin ich Blindman, weil ich nie Steckbrett benutzt habe.

[Ceos]

ah ich seh schon:

Du hast die Diode statt am Emitter am Kollektor angeschlossen.
Ergo, wenn der Transistor "auf" ist, nimmt der Strom den Weg des geringstens Widerstand. (in dem Fall durch den Widerstand und durch den offenen Transistor)
Die LED hat zu wenig Spannung und kann nicht mehr leuchten.

Stell dir einfach vor, deine LED ist ein Wasserrad mit einer kleinen Staustufe für das Wasser, wenn ich jetzt Wasser aus der Staustufe ablasse, sinkt der Pegel unter die Staukante und dein Wasserrad bleibt stehen.

ACHTUNG, technisch verwirrende Details vorraus:

Deine LED hat eine Vorwärtsspannung von 2-3V (Staukante)
Dein Transistor ist kein perfekter Schalter, der lässt dir noch ca. 0.1V - 0.5V auf der Kollektor Seite (Restfüllhöhe in der Staustufe)

[HaWe]

gebe PIC und anderen Recht, die mit Breadboard Fotos etc. nicht viel anfangen können:
ich auch nicht.
zeichne einfach ne halbwegs saubere, vollständige Skizze auf ein Blatt Papier und fotografier's ab , damit kann man 1000x mehr anfangen

außerdem: ist das jetzt noch das Inverter-Thema?
Ich würde nicht verschiedene Themen/Fragen unter dasselbe Topic stellen, das mach es verwirrend und zerfasert die Diskussion...

[Teckno]

Ich kann von der ursprünglichen Schaltung einen Schaltplan schicken, wie ich in meinem Post jedoch erwähnt habe bin ich selbst leider noch nicht dazu im Stande von einer Breadboard-Schaltung auf so eine Zeichnung zu kommen (und umgekehrt). Daher kann ich von meiner eigenen Schaltung keinen Schaltplan erstellen, der wäre garantiert fehlerhaft. Ich habe bewusst keinen neuen Thread aufgemacht, da man diese Schaltung quasi auch als Inverter interpretieren kann (wenn Schalter gedürckt wird, leuchtet die LED während der Entladezeit nicht).
@Ceos Darf ich das so interpretieren, dass die LED wie in der ersten Schaltung die ich hier gepostet habe, einfach überbrückt wird? Warum entlädt sich der Kondensator aber in nur 15 Sekunden statt in fast einer Minute?

LG Teckno

[HaWe]

verstehe ich nicht - eine Skizze mit Bleistift auf Papier kann dich nicht zu schwer oder zuviel verlangt sein?
Eine Funktion aus einer Schaltskizze abzuleiten ist relativ einfach, aus einem Breadboard Foto heraus kann man dir aber kaum helfen, und schon gar nicht anschaulich erklären.

[Ceos]

okay ich habe es jetzt nicht berechnet, aber ich würde sagen dass es hier auf meine Zusatzinfos im letzten Post ankommt!

Wenn die Diode zwischen Widerstand zu (+) und dem Kollektor hängt, fallen über deinen Transistor zwischen 0.1 und 0.5V ab(wenn er an ist), über die Diode fallen ca 2-3V ab und der Rest wird am Widerstand verheizt.

Ist der Basis-Emitter Strom, multipliziert mit dem Verstärkungsfaktor des Transistors, größer als der Strom der für die LED notwendig ist, ist der Transistor vollständig leitend.

Wenn der Kondensator aber schon stark entladen ist, wird der Basis Strom zu klein und der Strom über der LED bricht zusammen.

Als sinnbildliche Vorstellung: Deine LED als Wasserrad mit Staustufe und der Transistor im Ablaufbecken als Stöpsel.

Wenn der Transistor weniger Wasser aus dem Ablaufbecken rauslässt als über die Diode reinläuft, ist irgendwann das Wasser im Ablauf so hoch wie im Zulauf und es fließt kein Wasser/Strom mehr.

Wenn der Transistor aber als Bypass arbeitet, kann über den relativ kleinen Widerstand viel mehr Wasser/Strom fließen als wenn du vorher noch die Staufstufe deiner Diode überwinden müsstest. Also brauchst du auch einen stärkeren Basis Strom, der Kondensator erschöpft genau so langsam wie vorher, aber der Stöpsel ist jetzt viel größer geworden und geht schneller zu als der kleine im Ablaufbecken. Das WAsser beginnt sich zu stauen und fließt relativ Zeitnah wieder über die LED, schneller als umgekehrt.

Der Strom über den Transistor ist jetzt um längen größer als er noch versucht hat die LED durchzuschalten.

original (+5V) --- Widerstand(ca. 1,5V Spannungsabfall) --- LED(ca. 3V) --- Transistor(ca 0,5V) --- (-Masse)
deine Version (+5V) --- Widerstand(ca. 4.5V Verlust) --- Transistor(0.5V) --- (-Masse)

und nach der Formel R = U / I hat sich dein U am Widerstand vergrößert aber dein R bleibt gleich, damit steigt auch dein I und der dafür notwendige Basisstrom

[Teckno]

@HaWe Falls mit Schaltskizze so etwas gemeint ist, wie ich es im ersten Post dieses Threads angehängt habe, dann bin ich noch nicht dazu im Stande das zu erstellen. Falls du damit meinst, dass ich die Breadboardschaltung noch einmal etwas schöner rauszeichnen soll, das kann und würde ich machen, falls es hilft.
@Ceos Danke für die ausführliche Antwort. Die Funktion der Schaltung scheint schon etwas komplizierter zu sein, als angenommen. Die sinnbildliche Vorstellung hilft da schon sehr.

LG Teckno

[HaWe]

ich denke, die Schaltungen abzeichnen, bis man sie auswendig kann und dann nach diesen Schaltbildern die Breadboards selber stecken zu üben, von klein auf, Schritt für Schritt, eins nach dem anderen, ist der beste, systematischste und wirkungsvollste Weg.

Auch eine Sprache lernt man nicht durch lesen der Vokabelverzeichnisse und der Übersetzung und Durchblättern der Textbücher, sondern durch Auswendig-Lernen der Vokabeln und selber übersetzen und frei sprechen üben. In keinem Beruf ist es letztendlich anders, man muss sich sein Handwerkszeug aneignen, die "Sprache" und Symbolik selbstständig "sprechen und schreiben" lernen, und üben, üben, üben.