Stromquelle mit PNP Transistor
Mit einem PNP Transistor lässt sich eine Stromquellenschaltung aufbauen.
Diese Seite zeigt das Schaltbild und erklärt die Funktion.
Wie macht man aus einer Spannungsquelle eine Stromquelle?
Eine Konstantstromquelle ist eine Schaltung, die immer den selben Strom abgibt, unabhängig vom angeschlossenen
Widerstand. Ändert bei einer Stromquelle die Last, ändert sich die Quellenspannung, so dass der Strom unverändert
bleibt. Um eine Stromquelle aufzubauen, nimmt man in den meisten Fällen eine Spannungsquellen und schaltet ihr eine
Strom-Regelschaltung zu. So ist es auch bei der Stromquelle mit dem PNP Transistor.
PNP Transistor als Stromquelle
Die konstante Stromquelle mit dem PNP Transistor besteht aus einer Spannungsquelle Vcc, einem
Transistor und drei Widerständen. Der Stromausgang ist am Kollektor des Transistors. Die Last wird
zwischen dem Kollektor und der Masse angeschlossen.
Funktionsweise
Über den Spannungsteiler an der Basis wird die Basisspannung VBeingestellt. Die Emitterspannung ist um
VEB grösser als die Basisspannung. Diese Emitterspannung ist nur abhängig von R1,
R2, VCC und VEB. Die Emitterspannung ist unabhängig von R3
und der Last.
Somit ist auch die Spannung VR3 nicht von R3 oder der Last abhängig. Doch aus VR3 und R3 ergibt sich der Emitterstrom, der in den Transistor hineinfliesst. Dieser Strom fliesst am Kollektor auch wieder aus dem Transistor hinaus.
Der Strom Iout ist somit von jedem Bauteil der Schaltung abhängig, nur nicht vom Lastwiderstand.
Somit ist auch die Spannung VR3 nicht von R3 oder der Last abhängig. Doch aus VR3 und R3 ergibt sich der Emitterstrom, der in den Transistor hineinfliesst. Dieser Strom fliesst am Kollektor auch wieder aus dem Transistor hinaus.
Der Strom Iout ist somit von jedem Bauteil der Schaltung abhängig, nur nicht vom Lastwiderstand.
Bild 1: Grundschaltung Stromquelle mit PNP Transistor
Berechnungsformel
Der Strom Iout lässt sich mit der Formel nach Bild 2 berechnen. Dies ist nur eine vereinfachte
Formel, denn sie berüksichtigt die Temperaturabhängigkeit der Schaltung nicht. Genauso vernachlässigt sie
Exemplarstreuungen des Transistors. Trotzdem ist sie gut geeignet um den Ausgangsstrom recht genau zu bestimmen.
Bild 2: Formel für Iout der PNP Transistor Stromquelle
Abweichungen durch den Widerstand der Basis-Emitter Diode
Es gibt in dieser Schaltung einige Einflüsse, die eine Abweichung des Konstantstroms verursachen können.
Eine davon liegt im Emitter-Basis-Widerstand REB. Ändert sich nämlich die Spannung über der Last,
ändert sich auch die Spannung über dem Transistor. Denn der Transistor muss in dieser Stromregelungsschaltung
die überschüssige Spannung abbauen. Damit ändert sich als die Spannung über der Emitter-Basis Diode. Eigentlich
sollte aber genau diese Spannung stabil bleiben um den Strom konstant zu halten.
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Bild 1: Grundschaltung Stromquelle mit PNP Transistor
Bild 1: Grundschaltung Stromquelle mit PNP Transistor
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Bild 2: Formel für Iout der PNP Transistor Stromquelle
Bild 2: Formel für Iout der PNP Transistor Stromquelle
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