Labortagebuch Juni 2022

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23.6.22: NPN-Transistor erzeugt Spannung


Diesen Versuch von Bob Pease habe ich wiederholt und konnte bestätigen, dass am Kollektor eine negative Spannung von ca. 0,4 V gemessen werden kann. Die BE-Diode wird im ersten Durchbruch wie eine Z-Diode betrieben und erzeugt dabei Licht (rotes Licht sagt Bob, ich habe immer gelbes Licht gesehen). Dieses Licht erreicht die BC-Diode, die dann als Fotodiode diese Spannung erzeugt. Jetzt wollte ich es noch genauer wissen und habe eine Kennlinie aufgenommen.


Die obere Kurve zeigt die Ausgangsspannung bis zu einem Emitterstrom von 4 mA. Bis ca. 0,5 mA arbeitet die BC-Fotodiode noch im Kurzschlussbetrieb an 10 MOhm. In diesem Bereich ist der Ausgangsstrom ungefähr proportional zum Zenerstrom. Aus 0,5 mA wird 300 mV an 10 M, also 30 nA, der Ausgangsstrom am Kollektor ist also 17000 mal kleiner als der Emitterstrom. Bei höheren Emitterströmen ergibt sich eine Diodenkennlinie wie bei jeder Fotodiode.

Das untere Diagramm zeigt, dass ab 5 mA die Ausgangsspannung wieder kleiner wird. Bei größeren Strömen über 20 mA kommt noch dazu, dass der Transistor merklich wärmer wird und die Spannung mit steigender Temperatur noch weiter sinkt.

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14.6.22: Glimmlampe am Mikrocontroller


Was will denn der Arduino mit einer Glimmlampe, die doch sehr viel höhere Spannungen braucht!? Sie ist hier zwischen AREF und A0 angeschlossen und dient als Fotozelle. Wenn der AD-Wandler langsam genug betrieben wird, ist der offene Eingang sehr hochohmig und stellt sich nach einiger Zeit auf ca. 1 V ein. Ein Fotostrom zieht die Spannung deutlich höher. Der Arduino ist so empfindlich, dass er problemlos den sehr kleinen Fotostrom der Glimmlampe auswerten kann.

//Analog6 A0 gefiltert
int u;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  u=(u*9+analogRead(A0))/10;    //IIR-Filter
  Serial.println(u);
  delay(505);   // Abseits von 20 ms und Vielfachen
}

Das Programm enthält ein Tiefpassfilter und verwendet eine Abtastrate, die nicht nahe bei 20 ms und Vielfachen davon liegen sollte. Damit unterdrückt man einstreuende 50-Hz-Störungen.


Die Messung zeigt wechselnde Lichtverhältnisse, in der linken Hälfte durch Bewölkung und in der rechten Hälfte durch zusätzliche Abschattungen.

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9.6.22: Das Sziklai-Paar von Edgar, HB9TRU


Ich bin auf eine interessante Schaltung gestoßen, die sich als Endstufe in 1.5-Volt-Radios (Audion, etc.) einsetzen lässt: das Sziklai-Paar!  Es ist das komplementäre Analogon des Darlington-Paars. Das Darlington-Paar lässt sich nicht mehr mit 1.5V Betriebsspannung einsetzen, da die beiden hintereinandergeschalteten Basis-Emitter-Dioden bereits 1.3 Volt «verbrauchen». Das Sziklai-Paar funktioniert da noch gut; es hat einen sehr hochohmigen Eingang und einen sehr niederohmigen Ausgang; ideal also um ein 1.5 V Transistor-Audion mit einem der heute gängigen 2x32-Ohm dynamischen Kopfhörern (und Ohrhörern) zu betreiben. Kann auch für Detektor-Radios und ähnliches dienen; nachdem nun die vorsintflutlichen 2x2k Kopfhörer nicht mehr aufzutreiben sind, wird ja der Jugend das Radiobasteln verunmöglicht! Das Sziklai-Paar mit gängigen dynamischen Ohrhörern bietet da Abhilfe!

Anwendungen in Elektor, von Hartmut

 

Im ersten Elektor Heft vom Mai 1970 kam dieses Schaltungsprinzip bereits im „EDWIN Verstärker" vor, dort in der Treiberstufe. Die Erklärung der Schaltung war: „… wobei T8 und T10 wie ein pnp Transistor mit sehr hoher Stromverstärkung wirken."

 

 

Wenn man in den 70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts einen Verstärker bauen wollte, kam man um ein Sziklai Paar fast nicht herum. Komplementäre Leistungstransistorpaare waren rar oder teuer. Deshalb war das die häufig verwendete Schaltungstechnik.

Siehe auch: https://www.elektormagazine.de/news/die-1960er-jahre-von-rohren-zu-transistoren