In der Vorlesung war der Punkt Early-Effekt leider ein bißchen untergegangen.
Rein formal hab ich mich schlau gemacht und mir dann die Frage gestellt "Und?" -
also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?
Es geht hier um ein ausreichende Antwort im Niveau für ein schweres bis sehr schweres (ca. 60minütiges) Kolloquium im Rahmen eines Laborversuchs zum Bipolartransistor.
Die Schinder dort fragen gerne bis zum Urschleim nach dem "Warum", und mit Sicherheit reicht die rein formale Antwort nicht aus (also daß Anfang der 50er von James Early der Zusammenhang erkannt wurde, daß sich die Ausgangskennlinien eines Transistors bei einem bestimmten Punkt [Early-Spannung] treffen).
Mir persönlich reicht es, zu wissen, daß es das gibt, zumal es in den meisten Rechnungen stets vernachlässigt wird, aber kann mir jemand helfen?
Dieser Troll will nicht gelesen werden. Also ab in den Filter wo solche "begin "-Deppen hingehören. Da liegen bei mir so ca. 5 Stück dieser Volltrolle rum. Zum Glück eine absolute Minderheit im Netz. Und auf diese ca. 5 Deppen kann man verzichten.
Das wirklich wichtige an der Early-Spannung ist, dass die Ausgangsspannung des Transistors meist als unveränderlich angenommen wird (zumindest im Abschnürbereich), was sie aber nicht ist! Sie wächst nämlich auch außerhalb des ohmschen Bereichs an (dann aber linear). Wie stark dieses Anwachsen ist hängt von der Early-Spannung ab, je tiefer dieser Wert, desto flacher verläuft die Kurve der Ausgangsspannung. Dies hat somit einen Einfluß auf z.B. Ausgangsimpedanz von Stromspiegeln, Verstärkung bei aktiver Last, etc.
Hoffe das hilft, Thomas
P.S.: Was ist denn das für ein unmenschliches Kolloquium?
"Thomas Dederichs" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@news.dfncis.de...
Inwiefern unmenschlich? Der Laborversuch reicht über 2 Einheiten (also 2x
90 min = 180 min) und nach und nach wird jede Versuchsgruppe (wir sind immer zu zweit) zum Kolloquium über das Thema gebeten.
Klingt nicht schlimm, bloß wenn man sich dort als noch Grundstudiumstyp vorkommt, als ob man wie ein jahrelang erfahrener Ingenieur der Mikroelektronik behandelt wird, passiert das Folgende: Einmal (beim ersten Versuch) fällt man mehr oder weniger entsetzt und "unvorbereitet" auf die Nase, danach versucht man es einfach besser zu machen und spielt alles Mögliche durch. Also auch die halbleiterphysikalische Entstehung des Early-Effektes. Darum gings mir ja aber nicht, sondern ich fand nirgends eine Antwort, inwiefern a) das Ding von Bedeutung ist b) ob es gut oder schlecht ist und c) wieso wir es fast immer vernach- lässigen ^^ ...
Solche mündlichen Kontrollen haben es nämlich an sich, daß man als braver Student sagt "Also, ja, die Early-Spannung darf man vernachlässigen..." - "Was ist denn die Early-Spannung, wissen Sie, ich bin ganz dumm, sehen Sie mich als ganz dummen Menschen an, und dem müssen Sie nun erklären, was das ist.". Man erklärt brav in wenigen Sätzen. "Gut, und jetzt betrachten wir das 'mal aus der Sicht der Raumladungszonen und Valenzbänder." Und wieder erklärt man. "So, zurück an den Anfang; Sie sagten, man darf es vernachlässigen - ja, warum denn?" - gleich im Nachsatz dann noch "Was macht denn eigentlich die Early-Spannung?" "Wozu ist die gut." - tja, bei solchen Fragen, ist es dann immer happig, keine Antwort zu wissen, weil der Abprüfende meist einige Schritte zurück- geht, wieder beim Urschleim anfängt, so daß man am Ende durch den Wind ist und nur noch unsichere Antworten gibt, hier und da rumrät oder einfach betreten nichts mehr sagen kann. :(
Vor allem kommt es dann ganz dicke, weil man bei sowas schnell eine viertel Stunde "Mode" wird, sprich, nur noch gefragt wird, bis es wehtut.
Dem möcht ich dann doch - auch im Hinblick auf die Note dafür - entgegenwirken :) ...
Und Deine Umlautkodierung solltest Du auch reparieren. Mit Hilfe von ist das ne Sache von drei Minuten, und schon können /alle/ Deine Umlaute lesen und nicht nur Du selbst.
Inwieweit Dein "Microsoft Outlook Express 6.00.2900.2180" der Aktualisierung bedarf, sagt man Dir gern in der Gruppe, in die ich diese faszinierende Diskussion jetzt mal umleite.
Vernachlässigt wird es meist, da dann die Rechnung einfacher ist. Kommt natürlich darauf an, wie genau deine Werte sein müssen, wie konstant deine Konstantstromquelle sein soll,...
Meist rechnest du sowieso nur grob die Arbeitspunkte aus. R=461 Ohm -> Nehm einen 470 Ohm Widerstand. Schon kannst du den Early Effekt weglassen, da die Änderung durch den Widerstand größer ist. Wenn du genaue Werte benötigst, musst du sowieso einen Simulator bemühen, der dann auch wirklich den Transistor beschreibt. (Frequenzabhängigkeit der Parameter, Termischer Einfluss,...).
Ein Transistor ohne Early Effekt bzw. mit Ua -> inf. wäre auf den ersten Blick eine ideale Konstantstromquelle. Leider hast du dann aber noch keine Temperaturkompensation :-(
Er ist schlecht. Er ist tendenziell grösser bei Transistoren mit hoher Stromverstärkung.
1)Stell dir eine Verstärkungsstufe mit Emitter auf Masse vor (eh schlechte Idee) und mit einer Konstantstromquelle am Kollektor. Ohne Early-Effekt wäre eine Spannungsverstärkung von Unendlich möglich. Abhilfe: Kaskode.
2) Stromspiegel ohne Emitterwiderstand. Hier müsste der Ausgangstransi den gleichen Strom ziehen wie beim eingangsseitigen Transi angelegt wird. "Dank" Early-Effekt kann aber der Ausgangsstrom je nach Spannung um bis zu 25% schwanken, was dann kaum mehr als Konstantstromquelle bezeichnet werden kann. Abhilfe: Emitterwiderstände.
3)In den Eingangsstufen von OpAmps nimmt man aus naheliegenden Gründen Transis mit hoher Verstärkung, so bis 8000 ist möglich. Wegen des Early-Effekts (E-Spannung dann so 4V oder so ;-[) ist der CMRR dann im *&%"°*(. Da auch die Spannungsfestigkeit dieser Transis sehr klein ist, auch nur wenige Volt, müssen Kaskode- stufen eingebaut werden. Siehe Innenleben des LM108 usw.
Bei Röhren war das irgendwie einfacher: Innen- widerstand, Steilheit, Durchgriff. Barkhausen- Formel. Beim Transi stell ich mir den Early- Effekt als Durchgriff vor, eine Beeinflussung der effektiven Basis-Emitterspannung durch die Kollektorspannung. Daraus kann man alle obigen Effekte ableiten und deren Abhilfe ebenfalls. Bei einem Early-Effekt von dUbe = -0.001 dUce komm ich so auf einen Innenwiderstand von
25 kOhm bei 1mA Kollektorstrom, wobei die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass ich mich verrechnet habe. Die Definition der Early- Spannung vergess ich eh immer wieder...
Alles ohne Gewähr, cum grano salis, insbesonder als dass ich nur Chemiker bin. Ich konnte die Verwirrung teilweise nachvollziehen "Dank" Tietze/Schenk. Da wird in der Tat manchmal mit unterschiedlichen Ellen gemessen. Zuerst werden beim Transi oft die Ausgangskennlinien besprochen, dort kommt man auf den Early-Effekt. Da beim Transi so einiges Exponentiell und nicht linear geht, gibt man den dem Durchgriff ähnelnden Effekt die Dimension einer Spannung: Ausgangswiderstand= Earlyspannung/ Kollektorstrom. Gibt dann die üblichen 100V, die ich mir dann als 100kOhm Ausgangswiderstand bei 1mA Kollektorstrom besser vorstellen kann.
Scheint so eine Sansibar-Grösse zu sein: Die aus der Messung des Ausgangswiderstands bestimmbare Early-Spannung erlaubt die Berechnung des Ausgangs- widerstands ;-]. Naja, später werden dann die Eingangskennlinien besprochen, dort kommt dann eine Spannungsrückwirkung zur Sprache, A_r= dU_be/dU_ce bei I_b=Const, worunter sich dann niemand so recht was vorstellen kann. Was soll eine zusätzliche Spannung, wenn der Basisstrom eh konstant ist? Ist wohl die Ohmsche Definition von spielt eh keine Rolle. Insgesamt also eine riskante Behauptung, sie spielt keine Rolle in Schaltugnen, bei denen der genaue Wert von U_be keine Rolle spielt (Gegenkopplung oder Stromsteuerung); bei Logarithmierern und dergleichen welche "hart" spannungsgesteuert sind, würd ich das nicht so sehen.
PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here.
All logos and trade names are the property of their respective owners.