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Bauelemente

Diskretion ist der bessere Teil

| Autor / Redakteur: Thomas Kuther / Kristin Rinortner

Selten gestellte Fragen
Selten gestellte Fragen (Quelle: fotolia)

Frage: Wie wählt man einen diskreten Transistor?

Antwort: Diskret. (Entschuldigung, hier konnte mein Kollege nicht widerstehen.) In der Praxis, nicht zu sorgfältig. Mein Kollege hat Ingenieure erlebt, die sich tagelang mit der Suche nach dem besten diskreten Transistor für einen langsamen Logik-Inverter gequält haben. Dabei waren sie nahe am Zusammenbruch, weil sie nicht genau den gleichen Transistor finden konnten, der als Emitter-Folger in einer Applikationsschrift verwendet wurde.

Vorausgesetzt, dass einige grundlegende Fragen adressiert wurden, arbeiten viele verschiedene Transistoren in einer Vielzahl von Anwendungen gleich gut.

In vielen Anwendungen spielt es wirklich keine Rolle, ob man einen Bipolar-Junction-Transistor (BJT) oder einen MOSFET einsetzt. Beide benötigen natürlich unterschiedliche Beschaltungen. Der Transistor braucht möglicherweise Basis-Widerstände, während der MOSFET ohne sie auskommt. Auch wird der MOSFET eine größere Eingangskapazität aufweisen. Dies ist im Hinblick auf die Stabilität zu berücksichtigen. Beide Varianten arbeiten jedoch gut als Halbleiter-Trioden in Verstärkern, Oszillatoren und Logik. Der BJT nimmt Basis-Strom auf, hat aber eine größere Kapazität. Der MOSFET hat einen verschwindend geringen Gate-Strom, aber eine recht hohe Gate-Kapazität. Die physikalischen Eigenschaften und die Wahl des Bauteils spielen in einigen Fällen natürlich eine Rolle. Zum Beispiel wenn die thermischen Eigenschaften der Basis/Emitter-Sperrschicht eines BJTs für Temperaturmessungen verwendet werden.

Man muss aufpassen, dass unabhängig vom Bauteil die richtige Polarität gewählt wird (ist es ein NPN/N-Kanal oder ein PNP/P-Kanal?). Sicherzustellen ist, dass die Schaltung, egal welcher Transistor gewählt wurde, sowohl im Ruhezustand, als auch im Betrieb, ihre absoluten Maximalspezifikationen nicht übersteigt.

Für den Rest muss man verstehen, welche Eigenschaften wichtig sind und welche ohne Auswirkung auf die Leistungsfähigkeit der Schaltung variieren können. Bei der Wahl von Transistoren werden diese Eigenschaften im Detail beachtet. Man kommt zu dem Schluss, dass die beste Vorgehensweise bei der Wahl eines Transistors so lautet: „Jedes Bauteil, das Eigenschaften aufweist, die besser als xxxx, yyyy und zzzz sind, arbeitet sehr wahrscheinlich in dieser Schaltung. Die SPICE-Analyse hat gezeigt, dass die 2Naaaa, 2Nbbbb und 2Ncccc in Simulationen alle arbeiten. Mit dem 2Naaaa aufgebaute Prototypen arbeiten definitiv gut. Allerdings sollten viele andere Transistoren mit ähnlichen Eigenschaften gleich akzeptabel sein.”

Ganz gleich, welches Bauteil man wählt, sollte man sicherstellen, dass es diskret ist. Denn man möchte nicht, dass die Kollegen darüber reden, wie wenig Sie sich mit der Wahl von Transistoren befassen. Obwohl es in der Tat gutes Engineering ist, eine Über-Spezifizierung zu vermeiden. Henry Ford sagte einmal: „Ein Ingenieur kann für wenige Cent das tun, wofür jeder andere Mensch einen Dollar braucht.“

Von Uwe Bröckelmann nach Unterlagen von Analog Devices

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