Sättigungsspannung Bipolartransistoren

Hallo Leute, bekanntlich redet man bei Bipolartransistoren ja nicht über ein RDSon sondern über eine Sättigungsspannung, die typischerweise zwischen 100mV und 600mV liegen soll. Schaut man sich die Datenblätter genauer an, findet man leider immer nur Angaben bei relativ großen Strömen. Will man aber wie ich nur 100µA schalten, findet man bei Standardtransistoren (BC817, BC846, ...) keine brauchbaren Informationen. Eigene Messungen haben ergeben, dass solche Transistoren durchaus unter

20mV liegen können, was für mich völlig ausreichen würde.

Sucht man nach "Low Saturation" Transistoren, wird man natürlich auch fündig, allerdings scheint es da keine Standardteile zu geben und auch die Spezifikation im gewünschten Bereich (1µA bis 1mA) ist oft nicht vorhanden. Allerdings wird oft ein "equivalent on resistance" angegeben.

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Hier bin ich mir aber nicht sicher, ob die über den ganzen Strombereich gilt oder ob es nicht doch einen Spannungsoffset gibt.

Beim BC817 habe ich eine geeignete Kurve im Infineon Datenblatt gefunden:

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Seite 5 unten rechts. Hier scheint es tatsächlich einen Spannungsoffset von ca. 50mV bei 150°C zu geben. Allerdings sind das wohl auch nur typische Werte, der Max-Wert wäre viel interessanter.

Wie ist das bei den Low-Saturation-Transistoren? Sind die besser, was den Offset angeht? Beim PBSS4120T ist da natürlich nichts angegeben.

Ich könnte mir das Problem natürlich durch einsatz eines FETs vom Halse schaffen. Allerdings macht mir hier in meinem Fall die große Toleranz der Threshold-Spannung wieder zu schaffen. Deshalb würde ich gerne bei Bipolar bleiben, da weiß ich definitiv, dass der zwischen 0,3 und 0,9V Ube einschaltet (über ganzen Temperaturbereich).

Michael

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Michael Rübig
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"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

low sat Transistoren sind nicht physikalisch anders, sondern man hat zur Reduzierung des Widerstandes bei hohen Stroemen den Chip abgeschliffen, und damit das schlecht leitende Silizium unterhalb des aktiven Chips durch besser leitenden Kupferdraht ersetzt.

Hier findest du, dass UCEsat bei geringem Strom sogar steigen kann: http://www.ortodoxism.ro/datasheets/vishay/85113.pdf und bei hohen Temperaturen hoeher ist.

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MaWin

Michael Rübig schrieb:

Hallo,

die Sättigungsspannung hängt auch von der Ansteuerung ab. Daher sind die Angaben in den Datenblättern hauptsächlich für hohe Ströme angegeben wegen der Verlustleistung.

Man kan bei kleinen Strömen und mit Standardtransistoren versuchen noch ein wenig durch die Ansteuerung zu tunen durch Übersteuerung mit höheren Basisströmen als von der Stromverstärkung her benötigt wird.

Schaltfrequenz?

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Bernd Mayer schrieb:

Nachtrag:

war da nicht auch mal was mit inverser Beschaltung von Transistoren (Kollektor und Emitter vertauscht) um geringe Durchlassspannung zu erzielen - oder täusche ich mich da? (Ich habe grade keine Zeit zum googeln).

Der Arbeitsspannungsbereich wird bei Inversbetrieb allerdings geringer (U_CE-max ca. 5V -7V) und die Stromverstärkung auch - IIRC.

Bernd Mayer

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Bernd Mayer

Bernd Mayer schrieb:

Ja, leider kann ich damit in meinem Anwendungsfall nichts anfangen.

Das mache ich sowieso, Übersteuerung >10

DC, also unkritisch.

Es geht um das Feedback eines Schaltreglers, welches umgeschaltet werden soll (verschiedene Widerstände gegen Masse).

Michael

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Michael Rübig

MaWin schrieb:

Werte,

Und warum macht man das nicht mir allen so? Kosten? andere Nachteile?

Es scheint halt doch nicht rein ohmsch zu sein.

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Wie sieht das Feedback aus? Irgendwie kann ich mit der Aussage nichts anfangen. Zeige mal dein Schaltbild und man kann dir sicherlich besser helfen.

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ist z.B. bekannt für sehr niedrige Sättigungsspannungen. Diesen Hersteller bekommt man auch beschafft bei den diversen Händlern.

- Henry

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Henry Kiefer

Michael Rübig schrieb:

Der BC817 sieht eigentlich ganz gut aus:

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Aber der Graph geht nur runter bis 10mA, da ist das Ue_sat des BC847 auch noch fallend. Man kann sich halt auf nichs verlassen.

Michael Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Low-Sat heißt einfach nur: Verlustleistung gehäusemäßig begrenzt, dabei Gehäuse meist winzig, muß also Vce(sat) möglichst klein sein trotz hohem Strom. Was du suchst, ist ein Transistor der bei niedrigem Strom ein kleines Vce(sat) hat. Angeboten werden aber Transistoren, die bei hohen Strom ein kleines Vce(sat) haben. Genau deswegen steht der für dich interessante Wertebereich nicht im typischen Datenblatt.

Das Dünnschleifen der Wafer ist kostenintensiv.

Wenn du den Transistor eh nur schaltest, dann wäre eine Ladungspumpe (z.B. MAX232) in Kombination mit einem PowerMOSFET denkbar. PowerMOSFETs kriegt man für kleines Geld mit mittlerweile Widerstandswerten die denen von Kupfer nahekommen.

- Henry

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Henry Kiefer

Henry Kiefer schrieb:

Jaja, mit zu wenig Informationen kriegt man wenig oder unbrauchbare Antworten, ich weiß es ja. Das Ding ist der Spannungsteiler von der Ausgangsspannung eines Schaltreglers zu dessen Feedback-Eingang. Der untere Widerstand soll von Masse getrennt werden können, um so ne Art Disable zu realisieren (LM3478 mit total verkorkster Disable-Mimik).

Der selbstkonstruierte Disable soll bei Unterspannung am Eingang die Masseverbindung des Feedback auftrennen. Damit sinkt die Ausgangsspannung des LM3478 auf ca. 1.25V. Ein weiterer Trick lässt den Schaltregler dann aber ganz ausgehen. Jedenfalls wird der Transistor über ne Zener angesteuert und mit einem FET werden mir die Toleranzen zu groß. Ugs_thr hat riesige Toleranzen und ist meist schlecht spezifiziert.

Die Sättigungsspannung des Transistors hat direkten Einfluss auf die Genauigkeit der Ausgangsspannung und sollte deshalb möglichst niedrig sein.

Ohne diese Mimik läuft der LM3478 bei 3V Eingangsspannung an, was nicht erwünscht ist und zu vielen Problemen führt.

Zum LM3478: Im Datenblatt ist eine Beschaltungsvariante des FA/SD-Pins mit zwei Widerständen und einem FET angegeben. Das ganze funktioniert aber nicht, weil an diesem Pin maximal 7V zulässig sind, die Eingangsspannung aber deutlich höher sein kann. Außerdem ist hier ein linearer Aufsteuerbereich des FETs strengstens verboten, da dies in undefinierter Schaltfrequenz endet.

Dieser Pin ist deshalb in meinem Fall nicht als Shutdown zu gebrauchen. Also mach ich das über den Feedback. Hier ist der lineare Bereich zwischen AN und AUS nicht störend, die Ausgangsspannung ist in diesem Bereich einfach ein wenig von der Eingangsspannung abhängig.

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Die Beschreibung ist mir einfach zu lang! Klingt nach verkorstem Design, was nachträglich geradegebogen werden soll. Womöglich noch mit Wire-Wrap-Drähten quer über die Platine...

Versuche doch die Abschaltmimik am FB-Pin und die Erkennung der gewüschten Abschaltspannung zu trennen. Ich würde mal von einem TL431 ausgehen. Mit dem bekommst du einen genauen Komparator und genug Strom kann der auch ziehen. Den FB-Eingang wegzuschalten ist eh ganz miese Sache. Besser in eine Richtung spannungsmäßig wegdrücken, damit die Sache nicht hochohmig wird. Mußt du gucken im DB was der FB-Pin als zulässigen Spannungsbereich hat.

Warum nicht ein Power-MOSFET am Ausgang, der den Spannungsregler komplett abhängt?

Habe mir gerade den

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noch angesehen. Wie wäre es mit dem TL431 am Eingang per Spannungsteiler und der Ausgang des TL431 schaltet den R(F2) weg? Die Eigenspannung des TL431 kannst du ja rausrechnen aus dem Spannungsteiler für FB.

BTW: TL431 gibts auch für kleinere Spannungen. siehe auch Zetex-Seite.

- Henry

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Henry Kiefer

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In guten Datenblaettern steht es zumindest bis 1mA runter drin und ueber den Basisstrom aufgetragen, z.B. fuer den Altmeister 2N3904:

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Ohne viel Basisstrom geht es nur muehsam an 100mV ran, es sei denn, Du nimmst Low-Sat Typen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Zieh doch einfach FB hoch, dann geht er aus. So habe ich das immer gemacht.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Wenn Du mehrere Teilerverhaeltnisse dort brauchst, ist FET-Umschaltung in jedem Fall die bessere Wahl. Falls es absolut billig sein muss z.B. mit Open Drain Logik.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hi,

Braucht mehr Transistoren und Bauteile. Letztendlich mache ich es aber auch nicht viel anders. Vom Fußpunkt des unteren Spannungsteilerwiderstandes geht ein hochohmiger Widerstand gegen die Eingangsspannung. Lässt der Transistor nun los, geht Ufb hoch und der LM3478 ist aus.

Michael

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Michael Rübig

Da kommen mehrere Sachen zusammen. Einmal die Umschaltung der Ausgangsspannung -> Das wird schon mit FETs gemacht, da digital angesteuert. Dann die Abschaltung bei Unterspannung. Da möchte ich Bipolar bleiben, damit die Toleranzen nicht gar so riesig werden.

Michael

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Michael Rübig

Henry Kiefer schrieb:

So ähnlich...

Weiß ich, hat aber Nachteile:

- Kostet mehr als Transistor und Z-Diode. Der Ausgangstransistor des Teils kann nicht komplett niederohmig werden, da sich das Ding sonst selbst die Spannungsversorgung nimmt. Es bleibt also immer ne Restspannung zwischen Anode und Kathode übrig und damit kann ich nichts direkt ansteuern und brauche weitere Transistoren.

Alles schon abgeklärt. Da wird nichts hochohmig. Ist also ziemlich gut definiert.

Zu teuer und unnötig, wenns auch einfacher geht.

Ist ja noch schlimmer und undefinierter als die Sättigungsspannung von Transistoren, zumal die Spannung am FB-Pin eh nur 1,25V beträgt.

Weiß ich.

Michael

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Michael Rübig

Ja das geht nur die Stromverstärkung geht auf kleine 1 zurück. d.h. um 0.1mA zu schalten muss man ca. 1mA durch den Trans. lassen. Elektro hat das mal bei einem Synchrongleichrichter verwendet.Ich glaube die kamen auf einen Spannungsabfall von unter 1mV.

Servus!

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Harald Noack

Michael Rübig schrieb:

Oh Gott.

Ja, meine Idee ist auch nicht so dolle. Ist aber schon spät (gewesen).

- Henry

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Henry Kiefer

Manche von uns muessen mit dem letzten roten Heller rechnen :-)

Bin gerade bei einem Design Review hier am PC, sehen ob wir eine $0.04 Spule wirklich so dringend brauchen ...

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

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