Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Ja, wie Elek schon schrieb, das war ein Avalanchedurchbruch - der Zweite Durchbruch führt immer zum Tod oder zumindest Teildefekt wie Reststrom.
Solche Transistoren mit dem Avalancheeffekt wurden auch speziell hergestellt . Aber auch viele Si-Planartransistoren haben diesen Effekt - Invers betrieben sogar bei relativ niedrigen Spannungen Da gibt es viele interessante Schaltungen in älteren Büchern Nur mal so nebenbei.
Nun der Oszi muß aber die Schwingfrequenz auch noch darstellen können. Moderne Hf-Transistoren schwingen gerne im GHz-Bereich, das bemerkt man mit einem 10MHz-Oszi garnicht.
Ich will hier auch keinem das Projekt ausreden. Ich verfolge es trotzdem mit Interesse, man weiß ja nie ........
Viele Grüße Bernd
Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
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Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Hallo zusammen,
das mit den wilden Schwingungen kenne ich auch. Der BF959 ist in dieser Beziehung sehr potent. Das Problem ist, dass die Basiszuleitung, wenn sie nicht ultrakurz ist, einen Resonanzkreis bildet (so wie man es von Transistor-UHF-Tunern kennt). Über die Basis-Emitter-Kapazität existiert ein Rückopplungspfad, und der Emitter ist ja auch nicht perfekt auf Masse gelegt. Das ergibt den klassischen Oszillator mit Emitter-Rückkopplung, und wenn der Transistor ordentlich verstärkt, schwingt es dann auch.
Wenn das Oszi die Schwingung direkt nicht mehr darstellen kann, merkt man sie trotzdem. Wenn man den Transistor anfasst oder schon nur mit dem Finger in die Nähe kommt, verändert sich der Strom und damit die Kennlinienform recht deutlich, während bei einem nicht schwingenden Transistor nichts passiert. Diesen Trick hatte man früher schon bei der Kontrolle von Röhren-Endstufen verwendet. Wenn sich der Anodenstrom bei Annäherung an die Röhre ändert, schwingt sie.
Der Kennlinienschreiber ist hübsch geworden und zur Prüfung verdächtiger Transistoren durchaus nützlich. Eine Kontrolle der Diodenstrecken reicht nämlich nicht immer, das musste ich auch schon feststellen, aber wenn die Kennlinien einigermassen mit dem Datenblatt übereinstimmen, dürfte es nicht am Transistor liegen, wenn die Schaltung nicht funktioniert. Um die Frontplatte schön zu beschriften, kann man entweder eine Klarsichtfolie seitenverkehrt bedrucken und danach auf der Frontplatte mit einem geeigneten Kleber festkleben (wenn das Alu sichtbar bleiben soll) oder auf Papier drucken, mit Lack schützen und danach auf die Frontplatte kleben. So sieht es dann richtig professionell aus. Zum Zeichnen eignet sich jedes bessere Zeichnungsprogramm.
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Hallo zusammen,
hier kann ich viel dazulernen. Der Umbau hat sich gelohnt. Ich bin gerade damit fertig worden. Das Bild steht jetzt wie eine Eins und man sieht noch mehr Details. Zwei Festspannungsregler plus minus 15 Volt und ein paar Kondensatoren fanden auf der Kupferseite der Platine noch Platz. Ein anderer Trafo kam auch rein. Fotos und Beschreibung kommen noch. Jetzt aber erst einmal Gute Nacht und Frohe Ostern.
Viele Grüße Volker
"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Hallo zusammen,
noch ein wichtiger Hinweis: Der Kennlinienschreiber verträgt kein kapazitiven Lasten. Hängt man zwischen Emitter- und Kollektoranschluss einen Kondensator von 22nF oder größer, entsteht heftige Schwingneigung und die Endstufentransistoren werden heiß. Normalerweise macht man das auch nicht.
Leider wird der neue Netztrafo nach einigen Stunden im Leerlauf oder unter Volllast etwa 50 °C warm. Ich hoffe, das ist noch normal. Es ist irgendein japanischer Typ, den ich mal vor langer Zeit aus einem Radio ausgeschlachtet haben muss. Die Isolationseigenschaften sind hervorragend. Er brummt auch nicht im geringsten. Durch den Trafo heizte sich das Gehäuse innen auf 55 °C auf. Dabei funktionierte die Schaltung noch völlig normal. Dennoch habe ich 42 Belüftungslöcher von 8 mm Durchmesser in den Deckel gebohrt. Jetzt sind es nur 36° C im Gehäuse. Zum Glück stören die Belüftungslöcher nicht das Erscheinungsbild:
Eine Prognose wann das Projekt abgeschlossen sein wird, wage ich nicht mehr abzugeben.
Viele Grüße Volker
"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Hallo zusammen,
den Transistorkennlinienschreiber musste ich noch am russischen C1-94 ausprobieren:
Oder noch kompakter:
Die 8 Vss sind für die externe x-Achsen-Ablenkung zu viel. Anbindung erfolgt mit einem 1:1-Tastkopf und danach in Serie ein Widerstand 28,4 kOhm in Form eines Potis (470k bis 47k geeignet) zur genauen Einstellung der X-Ablenkung.
Ich liebe es klein, einfach und handlich.
Viele Grüße Volker
"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Guten Morgen zusammen,
Licht am an Ende Tunnels. Das Projekt ist wahrscheinlich abgeschlossen.
Der dritte Netztrafo ist eingebaut: Der letzte Trafo wurde mir mit über 50 °C zu heiß, was ich mir nur mit einem Windungsschluss erklären kann. Deshalb baute ich ihn aus und ersetzte ihn durch einen, den ich in einem Steckernetzteil 15 Volt AC / 1 Ampere fand. Dieser wird im Betrieb höchstens 42 °C warm. Die Umbaumaßnahmen hätte ich mir sparen können, wenn ich die alten Trafos vorher mehrere Stunden getestet hätte.
Einen Kaffeewärmer für die Werkstatt zu bauen, war nicht mein Entwicklungsziel:
In einem alten Steckernetzteil fand ich den passenden Trafo. Beim Aufsägen im Schraubstock mit der Bügelsäge bitte Kriechöl verwenden, damit die feinen Kunststoffspäne nicht umherfliegen und Augenirritationen auslösen, weil Kunststoffpartikel in der Luft schweben. Schutzbrille verwenden.
Der neue Trafo hält mit Kabelbindern und wird nur maximal 42 °C warm. Platz für Erweiterungen ist auch noch vorhanden.
Netzbrumm: Nach dem Zusammenbau zitterte das Bild etwas bei geringen Basis- und Kollektorströmen. Deshalb verdrillte ich einige Kabel und verlegte sie neu, was kaum Abhilfe leistete. Die Ursache lag darin, dass die BNC-Koaxkabel zwischen Oszilloskop und dem Kennlinienschreiber dicht an einem Steckernetzteil vorbeiführten.
Jedes Bauprojekt ist wie eine Reise, auf der man viel erlebt. Die unscheinbaren Details am Wegesrand sind oft die interessantesten. Trotzdem wäre ich froh, wenn dieses Projekt nun abgeschlossen ist.
Viele Grüße Volker
"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Erweiterung des Kennlinienschreibers für FETs (JFETs und MOSFETs)
Hallo zusammen,
das Projekt nimmt nach über 3 Jahren Pause wieder Fahrt auf. Der Transistorkennlinienschreiber war bisher nur in der Lage Bipolare Transistoren (npn und pnp) zu untersuchen. Der Grund liegt darin, dass das Treppensignal für die Ansteuerung der Basis eine Stromquelle darstellt, und zwar eine positive für npn-Transistoren und und eine negative für pnp-Transistoren.
FETs sind aber an ihrem Gate spannungsgesteuert. Was also tun? Ganz einfach. Man schließt an dieser Stromquelle einen Widerstand an - in diesem Fall haben sich 4,7 kOhm als geeignet erwiesen - und schwups hat man das Treppensignal als Spannungsquelle mit einer Spannung von etwa 1 Vss (Vss = Spannung von Spitze zu Spitze). Diese Spannungsquelle ist nicht ideal, da sie einen Innenwiderstand hat. Das ist aber unerheblich, da in den FET so gut wie kein Strom hineinfließt. Die Treppenspannung liegt je nach Wunsch sowohl positiv als als auch negativ vor. Außerdem kann man die Spannung für den Kollektor entsprechend für den Drain der FETs verwenden. Auch diese Spannung liegt positiv und negativ vor. Wunderbar, denn es gibt selbstsperrende und selbstleitende n-Kanal- und p-Kanal FETs und MOSFETs und somit können sämtliche 4 Kombinationen bedient werden. Damit lassen sich im Prinzip sämtliche FETs abdecken.
Nun sind die 1 Vss Treppenspannung leider meistens zu wenig. Mit einem Operationsverstärker, der als nichtinvertierender Verstärker beschaltet ist, können wir die Spannung auf bis zu plus minus 13 Volt anheben. Für Betriebsspannung des Operationsverstärkers können wir nämlich die plus minus 15 Volt der bereits vorhandenen stabilisierten Speisespannung verwenden. Die Ausgangsspannung lässt sich durch ein Poti von 0 bis 10 Volt einstellen. Am Gate des FET sollte noch ein Kondensator von etwa 22 nF gegen Masse geschaltet sein, um wilde Schwingungen zu unterdrücken. Der Ausgang des OP wird noch zur Sicherheit mit 10 kOhm belastet und die verstärkte Treppenspannung wird über etwa 1 kOhm zum Gate geführt. Dieser 1 kOhm-Widerstand soll im Falle einer Fehlbedienung den Strom begrenzen, um Schäden zu vermeiden. Das Schaltbild liefere ich noch nach.
Strom-Spannungswandler mit OP TL081, ein FET als Messobjekt angeschlossen.
Von Nachteil ist, dass das Sägezahnsignal für den Drain oder den Kollektor nur maximal 300 mA liefern kann. Dadurch lassen sich Leistungs-MOSFETs nur bedingt darstellen. Dreht man die Treppenspannung zu hoch, bricht die Sägezahnspannung zusammen, wenn die 300 mA überschritten werden. Mit Elektronenröhren klappt es wegen der zu geringen Anodenspannung von 8 Volt, die der Sägezahn liefert, leider auch nur in Ausnahmefällen. Ich habe noch eine Niederspannungsröhre, die mit 12 Volt Anodenspannung auskommt und in alten Autoradios zum Einsatz kam. Vielleicht klappt es mit dieser eine Ausgangskennlinienschar zu entlocken.
Messen eines n-Kanal JFET BF245B
Bis jetzt ist noch alles auf einem Steckbrett im fliegenden Aufbau realisiert. Zum Glück befindet sich auf der Frontseite des Kennlinienschreibers für den Fall der Fälle noch eine unbenutzte fünf-polige DIN-Dioden-Buchse. Dadurch lässt sich ein kleiner Kasten mit dem Strom-Spannungswandler anschließen. Der Kasten beinhaltet noch ein Poti und einen kleinen Kippschalter um das Treppensignal zwischen negativ und postiv schalten zu können. Und dann noch ein Kabel für das Gate. Der Drain kommt an den Kollektoranschluss und Source an den Emitteranschluss. Für n-Kanal-Typen wählt man die Stellung npn und für p-Kanal-Typen entsprechend pnp.
An der Diodenbuchse stehen auch Masse, +15 Volt und -15 Volt zur Verfügung. Damit lässt sich über ein weiteres Kabel das Netzteil des Halbleiterkennlinienschreiber als Doppelnetzteil für Experimente mit Operationsverstärkern einsetzen.
Hier ein paar Fotos:
BF245B, n-Kanal-JFET für HF-Vorstufen, selbstleitend, benötigt negative Ansteuerung
2N7000, kleiner n-Kanal-MOS-FET, selbstsperrend, beliebt als Schalttransistor. Die Ausgangskennlinienschar lässt sich nicht perfekt darstellen. Dreht man die Spannung des Treppensignals weiter auf, überschreitet man die 300 mA, die der der Kennlinienschreiber als Drainstrom maximal liefern kann, und die Spannung bricht zusammen.
Die Spannungsstabilisierung wurde auf eine weitere Leiterplatte verlegt:
Ursprünglich war bestand sie aus einer wirren Verdrahtung auf der Leiterbahnseite der Platine. Beim Tausch eines Kondensators kam es zu einem Abriss einer Leiterbahn mit weitreichenden Folgen. Übrigens sind die Elkos hinter den Festspannungsreglern jetzt 1000 uF statt 100 uF groß.
Re: Kennlinienschreiber für praktisch alle Halbleiter und Röhren
Hallo zusammen,
die Schaltung auf dem Steckbrett hat jetzt ein Gehäuse in Form einer Fischdose erhalten. Man beachte den stringenten Aufbau und die durchdachte Kabelführung . Aber es funktioniert und es läuft bei mir immer noch als Versuchsaufbau für die Ewigkeit:
Stromlaufplan kommt noch. Nachteile: Für Leistungs-MOSFETs sind die maximal 300 mA Drainstrom etwas zu wenig. Aus Neugierde habe ich eine EF98 getestet. Sie ist eine Niederspannungsröhre für alte Autoradios, die mit 12 Volt Anodenspannung auskommt. Leider ist der Anodenstrom mit maximal 1,5 mA viel zu gering, um etwas Vernünftiges auf dem Oszilloskop sehen zu können. JFETs gehen jedenfalls wunderbar und Leistungs-MOSFETS bedingt. Man kann nicht alles haben.
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. Aber es funktioniert und es läuft bei mir immer noch als Versuchsaufbau für die Ewigkeit: