Praxisteil - fraengg.ch

Elektronikkurs
1
Praxis
Kennzeichnung von Halbleitern
Kennzeichnung von Halbleitern
Beispiel: BCX
1. Kennbuchstabe
A
B
C
D
R
2. Kennbuchstabe
A
B
C
D
E
F
G
H
K
L
M
N
P
Q
R
S
T
U
X
Y
Z
3. Kennbuchstabe
Registriernummer
70
Material
Germanium
Silizium
z.B. Gallium-Arsenid
z.B. Indium-Antimonid
Fotohalbleiter- und Hallgeneratorenmaterial
Funktion
allgemeine Diodenbezeichnung
Kapazitätsdiode
NF-Transistor
NF-Leistungstransistor
Tunneldiode
HF-Transistor
z.B. Oszillator-Diode
Hall-Feldsonde
Hallgenerator
HF-Leistungstransistor
Hallgenerator
Optokoppler
z.B. Fotodiode, Fotoelement
z.B. Leuchtdiode
Thyristor
Schalttransistor
z.b. steuerbarer Gleichrichter
Leistungsschalttransistor
Vervielfacher-Diode
Leistungsdiode
Z-Diode
bei X, Y, Z Hinweis auf kommerziellen Einsatz
2 oder 3 Ziffern
Weitere Beispiele:
Bezeichnung
Bedeutung
BC 546
BF 245
BAT 85
Silizium, NF-Transistor
Silizium, HF-Transistor
Silizium, Diode
Grundlagen.doc
FP
Seite 1
Elektronikkurs
2
Praxis
Kennzeichnung von Gleichrichtern
Kennzeichnung von Gleichrichtern
Beispiel: B
Schaltungsart
B
D
M
V
Anschlussspannung
Kondensatorlast
max. Stromentnahme in mA
800
1000
1500
3200
5000
3
250 C 1000
B
Brückenschaltung
Verdopplerschaltung
Mittelpunktschaltung
Vervielfacherschaltung
Effektivwert der Trafospannung
C
Kondensatorlast
2500 µF
2500 µF
2500 µF
5000 µF
10000 µF
Datenblatt zu Dioden
Typ
1 N 4001
1 N 4002
1 N 4003
1 N 4004
1 N 4005
1 N 4006
1 N 4007
1 N 4148
BAT 85
BAX 12
Gehäuse
DO-7
DO-7
DO-7
DO-7
DO-7
DO-7
DO-7
DO-35
DO-34
DO-35
UR/V
50
100
200
400
600
800
1000
75
30
90
IF/mA
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
200
300
800
IR/µA
10
10
10
10
10
10
10
0,025
2
0,1
Legende:
UR : UReverse = Sperrspannung (Spannung in Sperrichtung)
IF : IForward = Durchlassstrom (Strom in Durchlassrichtung)
IR : IReverse = Sperrstrom (Strom in Sperrichtung)
Grundlagen.doc
FP
Seite 2
Elektronikkurs
4
Praxis
Datenblatt zu Leuchtdioden
Datenblatt zu Leuchtdioden
Typ
UF bei IF = 20 mA
CQY 26
CQY 28
CQY 29
CQY 65
CQY 66
CQY 67
1,7 V
2,4 V
2,4 V
1,7 V
2,5 V
2,5 V
IF max/mA
100
60
60
40
40
40
UR/V
3
3
3
3
3
3
Ptot/mW
210
210
210
100
100
100
Farbe
rot
grün
gelb
rot
grün
gelb
Legende:
UF
IFmax
UR
Ptot
:
:
:
:
UForward = Durchlassspannung (Spannung in Durchlassrichtung)
IForward max. = Maximaler Durchlassstrom (Maximaler Strom in Durchlassrichtung)
UReverse = Sperrspannung (Spannung in Sperrichtung)
Verlustleistung
5
Datenblatt zu Bipolaren Transistoren
Typ
BC 107 B
BC 140-6
BC 140-10
BC 140-16
BC 547 A
BC 547 B
BC 547 C
BC 557 A
2 N 3055
NPN/PNP
NPN
NPN
NPN
NPN
NPN
NPN
NPN
PNP
NPN
Gehäuse
TO-18
TO-39
TO-39
TO-39
SOT-54
SOT-54
SOT-54
SOT-54
TO-3
Ptot/W
0,3
3,7
3,7
3,7
0,5
0,5
0,5
0,5
115
UCE/V
45
40
40
40
45
45
45
45
60
IC/A
0,1
1
1
1
0,1
0,1
0,1
0,1
15
B(ß)
200-450
40-100
63-160
100-250
110-220
200-450
420-800
125-250
20-70
fG/MHz
300
50
50
50
300
300
300
150
0,8
Legende:
Ptot
UCE
IC
B
fG
:
:
:
:
:
Verlustleistung
UCollector-Emitter = max. Kollektor-Emitter-Spannung
ICollector = max. Kollektorstrom
Stromverstärkung
Grenzfrequenz
Grundlagen.doc
FP
Seite 3
Elektronikkurs
6
Praxis
Datenblatt zu Feldeffekttransistoren
Datenblatt zu Feldeffekttransistoren
Typ
BUZ 10
BUZ 11
BUZ 20
BUZ 24
BUZ 71
BTS 100
BUZ 271
IRF 9530 U
IRF 9543
Kanal
N
N
N
N
N
P
P
P
P
ID/A
19
30
12
32
12
1,5
22
12
15
UDS/V
50
50
100
100
50
50
50
100
50
PD/W
75
75
75
125
40
125
75
125
RDS(ON)/Ohm
0,1
0,04
0,2
0,06
0,12
0,3
0,15
0,3
0,3
Gehäuse
TO-220
TO-220
TO-220
TO-3
TO-220
TO-220
TO-220
TO-220
TO-220
Legende:
ID
UDS
PD
RDS
:
:
:
:
IDrain = max. Drainstrom
UDrain-Source = max. Drain-Source-Spannung
PDevice Dissipation = Verlustleistung
RDrain-Source = Drain-Source-Widerstand (durchgeschalten)
Grundlagen.doc
FP
Seite 4
Elektronikkurs
7
Praxis
Kontrolle von Halbleitern
Kontrolle von Halbleitern
Die meisten Halbleiter können mit herkömmlichen Widerstandsmessgeräten hinreichend getestet werden. Moderne Messgeräte haben zudem meistens einen speziellen Diodentest eingebaut. In diesem
Messbereich wird die Durchlassspannung direkt angezeigt.
Natürlich wird es immer auch Fehler geben, die sich nicht durch die unten beschriebenen Tests entdecken lassen. Die Abdeckung der Fehler durch diese sehr einfachen Messungen ist aber sehr hoch.
Wichtig: Aufgepasst beim Messen im eingelötetem Zustand! Hier müssen Sie unbedingt im Schaltschema kontrollieren, ob parallel geschaltete Bauteile die Messung beeinflussen. Im Zweifelsfalle muss das Bauteil für die Messung ausgelötet werden. Die Durchlassspannung liegt
bei Germanium bei ca. 0,3 V und bei Silizium bei 0,6 V. Lassen Sie sich durch Abweichungen nicht verunsichern. Diese Spannung kann z.B. bei Silizium durchaus zwischen 0,5 und
0,7 V liegen!
Dioden (Annahme: Silizium, Diode funktioniert einwandfrei)
Messschaltung
Messgerät
Messbereich
Messwert
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
24kΩ
Ω (niederohmig)
Fluke 87
Diodentest
0,55 V
(Schwellspannung)
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
∞ kΩ
Ω (hochohmig)
Fluke 87
Diodentest
.0L V
(Diode sperrt)
(Durchlassrichtung)
+ Pol
- Pol
(Sperrichtung)
- Pol
+ Pol
Ersatzschaltbild Transistor
NPN-Transistor
PNP-Transistor
Kollektor
Kollektor
Basis
Basis
Emitter
Grundlagen.doc
Emitter
FP
Seite 5
Elektronikkurs
Praxis
Kontrolle von Halbleitern
Transistor (Annahme: Silizium, NPN-Transistor funktioniert einwandfrei)
Messschaltung
(Kollektor-Emitter)
+ Pol
- Pol
(Emitter Kollektor)
- Pol
+ Pol
(Basis-Kollektor)
- Pol
+ Pol
(Kollektor- Basis)
+ Pol
- Pol
(Basis-Emitter)
Messgerät
Messbereich
Messwert
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
∞ kΩ
Ω
(hochohmig)
Fluke 87
Diodentest
.0L V
(Diode sperrt)
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
∞ kΩ
Ω
(hochohmig)
Fluke 87
Diodentest
.0L V
(Diode sperrt)
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
46kΩ
Ω
(niederohmig)
Fluke 87
Diodentest
0,726V
(Schwellspannung)
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
∞ kΩ
Ω
(hochohmig)
Fluke 87
Diodentest
.0L V
(Diode sperrt)
BBC MA 3E
*1k [Ohm]
46kΩ
Ω
(niederohmig)
Fluke 87
Diodentest
0,726V
(Schwellspannung)
*1k [Ohm]
∞ kΩ
Ω
(hochohmig)
Diodentest
.0L V
(Diode sperrt)
+ Pol
- Pol
(Emitter- Basis)
BBC MA 3E
- Pol
Fluke 87
+ Pol
Grundlagen.doc
FP
Seite 6
Elektronikkurs
Praxis
8
Schaltungsanwendungen (Dioden)
8.1
Einweg-Gleichrichter
Schaltungsanwendungen (Dioden)
Dadurch, dass die Halbleiterdiode den Strom nur in eine Richtung
durchlässt, sperrt sie die vom Wechselstrom kommende zweite Halbwelle. Die Lampe leuchtet.
Oszilloskop-Bild der Ausgangspannung
Am Ausgang der Schaltung entsteht eine pulsierende Gleichspannung.
8.2
Brückengleichrichter
Durch die Anordnung der Halbleiterdioden in der Schaltung,
fliesst der Wechselstrom in zwei verschiedenen Wegen durch
die Schaltung. Die Lampe wird dabei aber nur in eine Richtung von Strom durchflossen.
Oszilloskop-Bild am Ausgang
Am Ausgang der Schaltung entsteht eine pulsierende
Gleichspannung. Zur Gleichrichtung von Wechselspannung
sind Brückengleichrichter unbedingt der Gleichrichterdioden
vorzuziehen. Im Bereich des Spannungsverlaufes einer Brückengleichrichterschaltung kann es zu steilflankigen Spannungsspitzen kommen. Diese Spannungsspitzen sind besonders bei langsamen Dioden zu beobachten (Messung mit Oszilloskop).
Nachteilig macht sich dies bemerkbar, wenn Geräte im Umkreis (Empfänger) gestört werden. Abhilfe
schaffen 4 Keramik-Kondensatoren mit ca. 100 nF parallel zu den Gleichrichterdioden. Die Spannungsspitzen werden dadurch kurzgeschlossen.
Grundlagen.doc
FP
Seite 7
Elektronikkurs
8.3
Praxis
Schaltungsanwendungen (Dioden)
Glättung
Zur Glättung einer pulsierenden Gleichspannung wird ein Kondensator verwendet. Das Pulsieren der
Spannung wird durch ihn verhindert und das Brummen unterdrückt, wenn er sich aufgeladen hat.
Funktionsbeschreibung:
Während der Zeit des Anstiegs der Spannung lädt der Kondensator sich auf. Zwischen den Halbwellen
überbrückt der Kondensator die Spannungslücke.
Je grösser die Kapazität des Kondensators ist, umso besser ist die Glättung. Die Kapazität kann aber
nicht beliebig hoch gewählt werden, da sonst der hohe Ladestrom des Kondensators die Dioden zerstören würde.
8.4
Brummspannung
Die Brummspannung ist abhängig von
• der Kapazität des Ladekondensators CL.
• der Zeit (Frequenz) mit welcher der Ladekondensator aufgeladen wird.
• der Grösse der Belastung/Stromentnahme.
Die Brummspannung ist umso kleiner, je
• grösser die Kapazität von CL ist.
• grösser RL / kleiner IL ist.
• grösser die Frequenz ist.
8.5
Siebung
Sieb- und Filterschaltungen sollen die Brummspannung möglichst stark verringern, ohne den Innenwiderstand deutlich zu erhöhen.
RC-Siebglied
Durch den Widerstand und dem zweiten Kondensator werden
die Spannungsschwankungen hinter dem Ladekondensator
noch stärker ausgeglichen. Bei grösseren Stromstärken entsteht am Widerstand Rs ein zu grosser Spannungsabfall,
weswegen dann ein LC-Siebglied verwendet wird.
Grundlagen.doc
FP
Seite 8
Elektronikkurs
Praxis
Schaltungsanwendungen (Dioden)
LC-Siebglied
Die LC-Siebung ist wegen des geringen Spulenwiderstandes
RSP sehr vorteilhaft, wird aber wegen der Spulengrösse und
des Gewichtes weniger eingesetzt.
8.6
Spannungsvervielfachung
Spannungsvervielfachung ist eine Art der Gleichrichtung, bei der die Ausgangsspannung grösser ist als
der Scheitelwert der Eingangsspannung. Wird die Spannung nur auf das Doppelte erhöht, so wird es
als Spannungsverdopplung bezeichnet. Wird die Spannung mehrfach erhöht, so wird es als Spannungsvervielfachung bezeichnet.
Spannungsverdoppler:
Man unterscheidet bei Verdopplerschaltungen zwischen
• Einpulsverdoppler (Villard-Schaltung)
• Zweipulsverdoppler (Delon-Schaltung)
Spannungsvervielfacher:
Man unterscheidet bei Vervielfacherschaltungen zwischen
• Kaskadenschaltung (Villard-Schaltung)
Anwendungen:
•
•
•
•
8.7
Aus Spannungsverdopplern und Spannungsvervielfachern können nur kleine Ströme entnommen werden.
Spannungsverdoppler werden z.B. in Fernsehgeräten verwendet, wenn die Röhre eine hohe
Anodenspannung (ca. 400 V) benötigt.
Spannungsvervielfacher werden bei der Hochspannungserzeugung für elektrostatische Staubfilter angewendet.
Spannungsverdoppler werden in der Messtechnik verwendet um Spitze-Spitze-Werte anzuzeigen.
Einpulsverdopplerschaltung (Villard-Schaltung)
UA = 2 * US
Während der "blauen" Halbwelle lädt sich der Kondensator C1 auf
den Scheitelwert der angelegten Spannung auf. Die Sperrspannung
an der Diode D1 entspricht der Serieschaltung der Kondensatorspannung und der angelegten Spannung US.
Diese Sperrspannung hat die doppelte Amplitude der angelegten
Spannung US und ist wiederum die Eingangsspannung der nachfolgenden Schaltung mit Diode D2 und
Kondensator C2. Der Kondensator C2 lässt sich nun auf diese Eingangsspannung aufladen, wenn die
Grundlagen.doc
FP
Seite 9
Elektronikkurs
Praxis
Schaltungsanwendungen (Dioden)
Entladung verhindert wird. Damit sich der Kondensator C2 nicht über C1 entlädt wird die Diode D2 als
Entladesperre eingebaut.
8.8
Kaskadenschaltung
UA = 4 * US
Baut man die Einpulsverdopplerschaltung (VillardSchaltung) weiter aus, so entsteht eine Spannungsvervielfacherschaltung.
Je mehr DC-Kombinationen angeschaltet werden, desto
grösser wird die Ausgangsspannung. In unserem Beispiel
sind zwei Villard-Stufen gezeichnet, weshalb sich die Ausgangsspannung auf das vierfache des Scheitelwerts der
Eingangsspannung einstellt. Eine typische Anwendung dieser Schaltung ist die Erzeugung der Anodenspannung für Fernsehbildröhren (ca. 16'000 - 25'000 V)!
8.9
Zweipulsverdopplerschaltung (Delon-Schaltung)
UA = 2 * US
Die Delon-Schaltung, auch Greinacher-Schaltung genannt, besteht
aus zwei Einweg-Gleichrichterschaltungen, von denen jede einen
Kondensator als Lastwiderstand hat.
Die eine Einweg-Gleichrichterschaltung erzeugt die Gleichspannung
aus der positiven Halbwelle der Eingangsspannung, die andere aus
der negativen Halbwelle.
Die Kondensatoren werden auf den Scheitelwert der Eingangsspannung aufgeladen. Sie sind so zusammengeschaltet, dass ihre Spannungen sich addieren.
Die Schaltung kommt zur Erzeugung einer positiven und negativen Betriebsspannung für Operationsverstärkern zum Einsatz.
8.10
Freilaufdiode
Im leitenden Zustand baut sich durch den Stromfluss in der Spule ein
Magnetfeld auf, das beim Ausschalten schlagartig zusammenbricht.
Die Spule versucht nun die abgeschaltete Spannung zu erhalten und
erzeugt eine Induktionsspannung.
Eine Diode erzeugt einen Kurzschluss parallel zur Induktivität. Verwendung findet diese Diode parallel zu einem Relais, das bei sperrendem Transistor eine hohe Induktionsspannung erzeugt. Die Diode
fungiert hier als Schutzdiode, durch Begrenzen der Induktionsspannung.
Grundlagen.doc
FP
Seite 10
Elektronikkurs
8.11
Praxis
Schaltungsanwendungen (Dioden)
Verpolungsschutzschaltung
Die Diode D1 schützt die Schaltung vor Verpolung. Wird die
Eingangsspannung mit falscher
Polarität angelegt, sperrt die Diode D1 und verhindert einen
Stromfluss.
Die zweite Diode D2 ist eine
Suppressordiode. Diese Diode ist
vom Prinzip her eine Zehnerdiode, weshalb sie in Sperrichtung
betrieben wird. Eine Suppressordiode kann für ca. 1ms bis zu 1,5kV ableiten. Der Einsatzpunkt beim
Typ 1,5KE33A ist bei ca. 33V. Liegt zum Beispiel durch eine Störspitze eine zu grosse Spannung am
Eingang an, wird diese Störung durch die Diode D2 abgeleitet, wodurch der DC-DC-Wandler keinen
Schaden erleidet. Wenn diese Störung länger andauert, wird durch den zu grossen Strom noch die
Multifuse F1 den Stromkreis unterbrechen (Multifuse = Mehrfachsicherung, der Widerstandswert wird
grösser bei Erwärmung).
Grundlagen.doc
FP
Seite 11
Elektronikkurs
Praxis
Arbeitspunkteinstellung (Transistor)
9
Arbeitspunkteinstellung (Transistor)
9.1
Arbeitspunkteinstellung durch Vorwiderstand
Die einfachste Basisvorspannungserzeugungsart erhält man durch einen Vorwiderstand von der Betriebsspannung an die Basis.
+UB
Rvor
RC
uaus
IB
Vorteile:
Gute Stabilität gegen Temperatur- und Betriebsspannungsschwankungen. Rvor ist hochohmig, deshalb geringe Belastung des Generators oder der
Vorstufe.
uein
Nachteile:
UCE
Abgleich des Widerstandes für
verschiedene Transistoren erforderlich.
UBE
GND
Den Vorwiderstand berechnet man nach der Formel:
R vor =
U B − U BE
IB
Der Kollektorwiderstand berechnet man nach der Formel (B = IC/IB = Gleichstromverstärkung):
RC =
U B − U CE U B − U CE
=
IC
B⋅ I B
Wenn UCE auf die halbe Betriebsspannung (UB/2) eingestellt wird, berechnet man den Kollektorwiderstand nach der Formel:
UB
2 = 2U B − U B = U B
IC
2⋅IC
2 ⋅ B⋅ I B
UB −
RC =
Grundlagen.doc
FP
Seite 12
Elektronikkurs
9.2
Praxis
Arbeitspunkteinstellung (Transistor)
Arbeitspunkteinstellung durch Basisspannungsteiler
Die beste Möglichkeit ist es, die Basisvorspannung durch einen Basisspannungsteiler einzustellen. Zur
thermischen Arbeitspunktstabilisierung wird ein Emitterwiderstand eingeschaltet, der wechselstrommässig durch den Emitterkondensator überbrückt werden muss, um eine Stromgegenkopplung zu verhindern.
+UB
Vorteile:
R1
RC
Gute Stabilität gegen Temperatur-, Betriebsspannungsschwankungen und Exemplarstreuungen.
URC
UR1
IR1=IB+Iq
uaus
IB
uein
Nachteile:
UCE
Iq
Ohne Emitterkondensator starke
Gegenkopplung (Verstärkungsverlust). Durch den Teiler R1 und
Rq ergibt sich eine zusätzliche
Belastung des Generators oder
der Vorstufe.
UBE
URq
Rq
URE
RE
CE
GND
Iq wählt man je nach Belastung des Generators bzw. der Vorstufe zwischen:
I q = 3 ⋅ I B bis 5 ⋅ I B
Der Strom IR1 ergibt sich somit aus:
I R1 = I B + I q
Der Widerstand R1 berechnet man nach der Formel (URq = UBE + URE):
R1 =
U R1 U B − U Rq U B − U BE − U RE
=
=
I R1
IB + Iq
IB + Iq
Grundlagen.doc
FP
Seite 13
Elektronikkurs
Praxis
Arbeitspunkteinstellung (Transistor)
Der Widerstand Rq berechnet man nach der Formel (URq = UBE + URE):
Rq =
U Rq
Iq
=
U BE + U RE
Iq
Der Widerstand RC berechnet man nach der Formel (B = IC/IB = Gleichstromverstärkung):
RC =
U Rc U B − U CE − U RE U B − U CE − U RE
=
=
I Rc
IC
B⋅ I B
Der Widerstand RE berechnet man nach der Formel (B = IC/IB = Gleichstromverstärkung, IE = IB + IC):
RE =
U RE U B − U RC − U CE U B − U RC − U CE U B − U RC − U CE U B − U RC − U CE
=
=
=
=
I RE
IE
IC + I B
B ⋅ IB + IB
I B ⋅ (B + 1)
Beispiel 1:
Die Basisvorspannung eines Transistors wird mit einem Basisspannungsteiler eingestellt. Die Stromverstärkung B beträgt 120, UBE = 0,2 V. Es fliesst dann ein Basisstrom von 5 uA. Der Spannungsabfall
am Emitterwiderstand soll 1,32 V betragen. Die Betriebsspannung beträgt 7 V und Iq = 10⋅IB. Berechnen Sie die Werte von R1, Rq und RE!
Lösung (Skizze, gegebene Grössen = grün, gesuchte Grössen = Rot):
+UB
R1
RC
URC
RE =
=
U RE
U RE
=
=
I B + B ⋅ I B I B ⋅ (1 + B)
=
1,32
V

= 2182  = Ω
5 ⋅ 10 ⋅ (1 + 120)
A

UR1
IR1
uaus
U RE
U RE
=
=
IE
I B + IC
−6
IB
uein
UCE
Iq
UBE
Rq =
URq
=
Rq
URE
RE
CE
U Rq
Iq
=
U RE + U BE
=
10 ⋅ I B
1,32 + 0,2
V

= 30'400  = Ω
−6
10 ⋅ 5 ⋅ 10
A

GND
Grundlagen.doc
FP
Seite 14
Elektronikkurs
R1 =
=
Praxis
Arbeitspunkteinstellung (Transistor)
U R 1 U B − U BE − U RE U B − U BE − U RE U B − U BE − U RE
=
=
=
=
I R1
IB + Iq
I B + 10 ⋅ I B
I B ⋅ (1 + 10)
7 − 0,2 − 1,32
V

= 99'636  = Ω
−6
5 ⋅ 10 ⋅ (1 + 10)
A

Beispiel 2:
Eine Verstärkerstufe mit dem Transistor BC 107 soll aufgebaut werden. Im Arbeitspunkt hat dieser
Transistor folgende Daten: UCE = 5V, IC = 2 mA, UBE = 0,6 V, Iq = 5⋅IB, URE = 1 V und B = 180. Berechnen Sie für eine Betriebsspannung von 12 V folgende Werte: R1, Rq, RC und RE!
Lösung (Skizze, gegebene Grössen = grün, gesuchte Grössen = Rot):
+UB
R1
RC
UR1
URC
=
uein
RE =
UCE
Iq
UBE
=
Rq
URE
RE
CE
GND
Iq
U RE
U RE
=
=
IE
IB + IC
U RE
=
U RE ⋅ B
=
IC + B⋅ IC
IC
+ IC
B
U RE ⋅ B
=
=
I C ⋅ (1 + B)
URq
=
12 − 1 − 5
V

= 3000  = Ω 
−3
2 ⋅ 10
A

uaus
IB
U Rq
U RC U B − U RE − U CE
=
=
IC
IC
IC
IR1
Rq =
RC =
=
1 ⋅ 180
V

= 497  = Ω 
2 ⋅ 10 ⋅ (1 + 180 )
A

−3
U RE + U BE U RE + U BE B ⋅ (U RE + U BE ) 180 ⋅ (1 + 0,6)
V

=
=
=
= 28'800 = Ω 
−3
I
5⋅ IB
5 ⋅ IC
5 ⋅ 2 ⋅ 10

A
5⋅ C
B
U R 1 U B − U BE − U RE U B − U BE − U RE U B − U BE − U RE U B − U BE − U RE
=
=
=
=
=
IC
I R1
IB + Iq
I B + 5⋅ I B
I B ⋅ (1 + 5)
⋅ (1 + 5)
B
B ⋅ (U B − U BE − U RE ) 180 ⋅ (12 − 0,6 − 1)
V

=
=
= 156'000  = Ω
−3
I C ⋅ (1 + 5)
2 ⋅ 10 ⋅ (1 + 5)
A

R1 =
Grundlagen.doc
FP
Seite 15
Elektronikkurs
Praxis
10
Reparatur-Tips
10.1
Einführung
Reparatur-Tips
Elektronische Bauteile unterliegen keiner mechanischen Abnützung. Thermische Probleme, Abnützung durch Alterung (z.B. austrocknen von Elektrolytkondensatoren), kurzzeitige Überlastungen (z.B.
Blitzeinschläge), falsche Handhabung bzw. Lagerung der einzelnen Komponenten oder schlechte Dimensionierung der Schaltung können in elektronischen Schaltungen Fehler verursachen.
In der Praxis kommt es darauf an, in Geräten oder Anlagen auftretende Fehler mit geringstem Aufwand zu lokalisieren und zu beheben. Dazu ist es notwendig, aus der Charakteristik eines Fehlers möglichst viele Informationen zu gewinnen. Ein rasches und zielgerichtetes Reparieren erfordert nebst guten Schaltungskenntnissen auch viel Erfahrung!
10.2
Hilfsmittel
Um einen Fehler in einer elektronischen Schaltung lokalisieren zu können, sind einige Hilfsmittel erforderlich:
Hilfsmittel
Einsatzmöglichkeiten/Erfolgschancen Grenzen
Universalmessge- •
rät und Schema
vorhanden
Mit einem guten Universalmessge- •
rät können bereits die meisten Fehler lokalisiert werden.
Oszilloskop und •
Schema vorhanden
Mit einem Oszilloskop können be- •
reits die meisten Fehler lokalisiert
werden.
Messgeräte vor- •
handen, Schema
fehlt
Man kann einzelne Bauteile mit •
dem Universalmessgerät testen.
Diskrete Halbleiter (Dioden, Transistoren), Spulen und Widerstände
können ohmisch getestet werden.
Kondensatoren können mit einem •
guten Universalmessgerät getestet
werden.
Eventuell ist der Print symmetrisch •
aufgebaut oder man hat einen zweiten Print, welcher einwandfrei
funktioniert. In diesem Fall können
Vergleichsmessungen helfen den
Fehler zu lokalisieren.
•
•
Grundlagen.doc
FP
Fehler, welche eine Aussage über
die Signalform erfordern (z.B. Verzerrungen) sind mit einem Universalmessgerät nicht zu finden.
Strommessungen sind nur indirekt
möglich (Spannungsabfall an bekanntem Widerstand). Ohmsche
Messungen (Kontrolle Widerstand,
testen von Halbleiter etc.) nicht
möglich. Sind in der Handhabung
meistens etwas komplizierter und
unhandlicher als ein Universalmessgerät.
Nur bei kleinen Prints sinnvoll,
Bauteil muss eventuell für die Messung ausgelötet werden.
Nur bei kleinen Prints sinnvoll, da
Bauteil meistens ausgelötet werden
muss
Diese Methode ist generell sinnvoll
(auch wenn Schema vorhanden ist).
Bei komplexeren Prints sind die Erfolgschancen jedoch gering.
Seite 16
Elektronikkurs
Praxis
Keine Messgeräte •
vorhanden
→
Kontrolle
mit
Sinnesorganen
(Augen, Nase)
•
10.3
Eine optische Kontrolle ist generell •
vor jeder Reparatur zu empfehlen.
Oft ist ein durchgebrannter Widerstand, ein zerfetzter Kondensator
etc. rein optisch zu lokalisieren.
Somit hat man einen Anhaltspunkt,
wo der Fehler zu suchen ist.
Defekte Bauteile haben oft auch einen speziellen Geschmack. Diese
Eigenschaft kann manchmal helfen
die Fehlerursache zu lokalisieren.
Reparatur-Tips
Beide „Messgeräte“ sind für die
schnelle Groblokalisierung des
Fehlers nicht zu unterschätzen. Ein
Einsatz von Messgeräten ist aber
oft trotzdem erforderlich. Meistens
ist ein verbranntes Teil nur die
Wirkung des Fehlers und nicht die
Ursache des Fehlers!
Eine Reparatur ohne Schaltungsschema und Bestückungsplan ist bei komplexen Schaltungen sehr mühsam und ohne grosse Erfolgschance. Ein Schema nützt uns jedoch
auch nur etwas, wenn wir das Schema lesen können. Nebst Kenntnissen über die Funktionsweise der einzelnen Bauteile ist dazu sehr viel Erfahrung notwendig!
Schema zeichnen
Nachstehend habe ich versucht aufzuschreiben, wie ein gutes Schema gezeichnet werden sollte, damit
es übersichtlich und auch gut lesbar wird:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Grundsätzlich sollte ein Schema so gezeichnet sein, dass sich die Eingänge auf der linken Seite und
die Ausgänge auf der rechten Seite befinden. Natürlich kann dieser Grundsatz nicht immer durchgezogen werden, da es ja auch bidirektionale (Anschluss ist Eingang und gleichzeitig Ausgang)
Anschlüsse gibt.
Schaltungsteile welche zusammengehören, sollten auf dem Schema auch nebeneinander gezeichnet
sein. Die Numerierung der Bauteile sollte so gewählt sein, dass z.B. die Widerstände R1 bis R7 dem
Netzteil zugeordnet werden können und die Widerstände R400 bis R440 z.B. zum Vorstufenteil gehören.
Es sollten genormte Schaltungssymbole verwendet werden. Leider gibt es neben der DIN-Norm
noch eine amerikanische und eine japanische Norm.
Einige Hersteller von Schaltungen markieren den „Hauptsignalfluss“ mit einer Farbe oder mit dicken Zeichnungslinien (z.B. NF-Signalverlauf bei einem Verstärker) und erleichtern somit das Interpretieren einer Schaltung.
Spezielle Bauteile (z.B. integrierte Schaltungen und Transistoren) werden „fett“ gezeichnet um das
Schema lesen zu vereinfachen.
Bei komplexen Schaltungen ist ein Blockschema zu zeichnen, womit die Übersicht verbessert
wird.
Die Bauteiltypen und der Wert der Bauteile (z.B. Widerstände, Kondensatoren und Spulen) sollten
ersichtlich sein.
Unterteilung in Blöcke (z.B. Speisungsteil als separaten Block zeichnen).
Verstellbare Bauteile mit ihrer Funktion beschriften (z.B. P5 Lautstärkeregler).
Spezielle Schaltungen sollten in der Dokumentation beschrieben werden.
Grundlagen.doc
FP
Seite 17
Elektronikkurs
Praxis
Reparatur-Tips
Natürlich sieht in der Praxis ein Schema meistens anders aus als oben beschrieben.
Meistens ist man froh, wenn man überhaupt ein dürftiges Schaltschema besitzt. Trotzdem lassen wir den Kopf nicht hängen und üben uns im Schema lesen!
10.3.1 Schema lesen (Speisung)
Funktionsweise
Über die Klemmen J1-1 und J1-2 wird der Trenntrafo TR1 mit der Netzspannung verbunden. Die Sicherung F1 überwacht den Stromfluss in der Zuleitung. Der Kondensator C1 schliesst höherfrequente
Störungen der Eingangsspannung kurz. Die Dioden D1-D4 bilden einen Brückengleichrichter und erzeugen eine pulsierende Gleichspannung. Diese pulsierende Gleichspannung lädt die Ladeelkos C2
und C3 auf die Scheitelspannung der Trafosekundärspannung auf. U1 und U2 sind Festspannungsregler (integrierte Schaltungen), welche eine stabilisierte Ausgangsspannung von 12 V bzw. 5 V bereitstellen (max. Stromabgabe ca. 500 mA). Die Kondensatoren C4 bzw. C6 sind notwendig, wenn die Distanz zur Eingangsspannungsquelle gross ist. Diese Kondensatoren sind unmittelbar bei den Spannungsreglern zu plazieren. C5 und C7 erhöhen die Stabilität der jeweiligen Speisung.
10.3.2 Schema lesen (NF-Verstärker)
Grundlagen.doc
FP
Seite 18
Elektronikkurs
Praxis
Reparatur-Tips
Funktionsweise
Der zweistufigen NF-Verstärker ist aus zwei uns bekannten Stufen zusammengesetzt. An diesem Beispiel sieht man besonders schön die Aufteilung in Signalverlauf (Wechselspannungssignal) und
Gleichspannungsversorgung (Arbeitspunkteinstellung).
Die Widerstände R1/R2 bzw. R7/R8 sind als Basisspannungsteiler der jeweiligen Stufe eingesetzt. Als
Arbeitswiderstände sind die Widerstände R3 und R9 vorgesehen. Es bleiben noch die Widerstände
R4/R5 und R10, welche als Emitterwiderstände eingesetzt sind. Da die beiden Stufen gleichspannungsmässig über Koppelkondensatoren (C1, C3 und C6) getrennt sind, können die Spannungen der
einzelnen Stufen sehr gut kontrolliert werden. Eine wichtige Grösse bei solchen Verstärkungsschaltungen ist natürlich immer die Basis-Emitter-Spannung. Mit dem Widerstand R6 (Vorwiderstand) und der
Zehnerdiode D1 wird die erste Stufe (3,6 V) mit einer kleineren Vorspannung versorgt als die zweite
Stufe (12 V). Diese Methode ist hier möglich, da der Strombedarf der ersten Stufe sehr gering ist.
Der wechselspannungsmässige Signalverlauf ist rot eingezeichnet worden (Bezugspotential für das
NF-Signal ist ebenfalls das Masse-Potential). Beide Stufen arbeiten als Emitterschaltung (Eingang Basis-Emitter und Ausgang Kollektor-Emitter) und sorgen damit für eine grosse Gesamtverstärkung
(Verstärkung der ersten Stufe wird multipliziert mit der Verstärkung der zweiten Stufe). Wie oben bereits erwähnt, wird die erste Stufe mit einer kleineren Versorgungsspannung betrieben, da hier die Signale noch kleiner sind als bei der zweiten Stufe. In beiden Stufen sind die Emitterwiderstände wechselspannungsmässig über die Kondensatoren C2 bzw. C5 kurzgeschlossen. Gleichspannungsmässig wird
der Arbeitspunkt stabilisiert, wechselspannungsmässig ist die Gegenkopplung nicht wirksam. Einzig
der Widerstand R4 bei der ersten Stufe erzeugt eine leichte Gegenkopplung bei Wechselspannungssignalen. Durch diese Gegenkopplung wird verhindert, dass die erste Stufe übersteuert wird.
Der Kondensator C4 wird Millerkondensator genannt. Dieser Kondensator bildet zusammen mit dem
Ausgangswiderstand der vorgängigen Stufe einen Tiefpass. Dadurch wird die Bandbreite bei der Emitterschaltung geringer.
Bei einem allfälligen Fehler wird zuerst die Gleichspannungsversorgung der beiden Stufen kontrolliert.
Falls keine Spannungsangaben vorhanden sind können die Werte trotzdem kontrolliert werden: BasisEmitterspannung ca. 0,7 V, Kollektorspannung ca. die halbe Betriebsspannung, anhand der Emitterspannung kann der Emitterstrom berechnet werden.
Sind die gemessenen Werte in Ordnung wird am Eingang ein NF-Signal eingespeist und mit dem KO
verfolgt. Es ist darauf zu achten, dass ein zu kleines Signal an einem Ausgang auch durch einen Fehler
der nachfolgenden Stufe verursacht werden kann!
Grundlagen.doc
FP
Seite 19
Elektronikkurs
Praxis
Reparatur-Tips
10.3.3 Schema lesen (DTMF-Sender)
Funktionsweise
Die heutigen modernen Telefonapparate arbeiten vorwiegend mit Frequenzwahl. Eine integrierte
Schaltung, das Wahl-IC (U10), bildet hier das wichtigste Element. Bei jedem Tastendruck wird ein
normiertes DTMF-Signal (Dual Ton Multi Frequency) gebildet. Jedes Signal (Ziffer) setzt sich aus
zwei Frequenzen zwischen 697 Hz und 1477 Hz zusammen. Diese Frequenzen liegen im hörbaren Bereich, daher die Bezeichnung „Ton“-Frequenzwahl.
Wird z.B. die Taste 8 gedrückt, sendet der Telefonapparat ein Mehrfrequenzsignal von 852 Hz und
1336 Hz auf die Leitung. Gleichzeitig werden die Mehrfrequenzsignale als Kontrollton im Hörer wirksam. Damit dieser Kontrollton nicht unangenehm laut für die Ohren ist, erzeugt der DTMF-IC auch
noch ein „Mute-Signal“, dieses Signal schaltet beim nachfolgenden Telefon-IC die Verstärkung zurück, solange eine Taste gedrückt wird. Die Stabilität der jeweiligen Frequenzen ist quarzstabil. Ausgehend von der Grundfrequenz 3,58 MHz (Quarz X2), werden die benötigten Frequenzen durch Frequenzteilerschaltungen erzeugt.
Die Wahlfrequenzen werden durch einen Digital/Analog-Wandler (DA-Wandler) erzeugt und als Frequenz-Addition in analoger Form auf die Leitung gegeben. Am Ausgang des DTMF-Senders (Pin 16)
sind die Stufen des DA-Wandlers noch vorhanden. Deshalb wird das Ausgangssignal noch über den
Tiefpass R39/C27 gefiltert. Die Grenzfrequenz des Tiefpass beträgt 1/2πRC. Mit den eingesetzten
Werten ergibt dies eine obere Grenzfrequenz von ca. 1550 Hz. Somit sind die Abstufungen im Signal
herausgefiltert. Das Potentiometer R38 dient zur Einstellung der Ruflautstärke. In „normalen“ Telefonen ist dieses Potentiometer nicht vorhanden (wird durch einen Widerstand ersetzt).
Die in der Zentrale ankommenden Frequenzgemische werden durch Filterelemente (integriert in einem
DTMF-Receiver) decodiert und zur Herstellung der gewählten Verbindung verwendet.
Die Betriebsspannung wird vom Telefon-IC zur Verfügung gestellt. Der DTMF-Sender muss ja erst
einsatzbereit sein, wenn der Gabelkontakt geschlossen wird.
Grundlagen.doc
FP
Seite 20
Elektronikkurs
10.4
Praxis
Reparatur-Tips
Bauteil-Fehler
In der nachfolgenden Tabelle sind mögliche Fehler aufgelistet. Die Wahrscheinlichkeit der Fehler ist
nur eine Richtgrösse. Sie basiert auf der Annahme, dass hochkomplexe Bauteile eher defekt sind, als
einfache Bauteile. In einer integrierten Schaltung sind z.B. sehr schnell mehrere Tausend Transistoren
integriert. Somit steigt die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers innerhalb einer integrierten Schaltung gegenüber einem einzelnen Transistor.
Wahrscheinlichkeit
Die Wahrscheinlichkeit kommt vor allem dann zum Tragen, wenn man kein Schema des defekten
Prints hat. Kritische Bauteile werden ausgehend von der Wahrscheinlichkeit kontrolliert (siehe Kapitel
Hilfsmittel, Abschnitt Messgeräte vorhanden, Schema fehlt).
Bauteil
Fehlermöglichkeit
Leitung
•
•
Unterbruch
Kurzschluss (sehr unwahrscheinlich, falls Print vor der Reparatur einwandfrei funktioniert hat)
Kondensator
•
•
Kapazitätsverlust
Kurzschluss (Ableitwiderstand)
Widerstand
•
•
Zu hochohmig
Kurzschluss (sehr unwahrscheinlich)
Diode
•
•
Unterbruch
Kurzschluss
Transistor
•
•
•
•
•
BE Unterbruch
BE Kurzschluss
CB Unterbruch
CB Kurzschluss
CE Kurzschluss
Integrierte Schaltung (IC)
•
•
•
•
•
•
•
Betriebsspannung fehlt
Eingang Unterbruch
Eingang Kurzschluss
Ausgang Unterbruch
Ausgang Kurzschluss
Falsches Eingangssignal
Falsches Ausgangssignal
Fehler durch schlechte bzw. gealterte Lötstellen („kalte“ Lötstellen), sind relativ häufig. Meistens reagieren die Geräte dabei auf ein leichtes, vorsichtiges „Klopfen“ (z.B.
mit Schraubenziehergriff).
Grundlagen.doc
FP
Seite 21
Elektronikkurs
10.5
Praxis
Reparatur-Tips
Vorgehen bei der Fehlersuche
Angenommen Sie erhalten ein komplexes elektronisches Gerät mit dem Auftrag dieses zu reparieren.
Wie gehen Sie vor?
1. Visuelle Kontrolle des Gerätes vor dem Einschalten (auf äussere Schäden prüfen, Lötstellen prüfen, überlegen → warum ist das Bauteil defekt, evtl. Schäden beheben.
2. Gerät einschalten und auf Besonderheiten achten (Wärme, Rauch, Gestank etc.). Eventuell die
Eingangsspannung langsam erhöhen und den Strom überwachen (kann Probleme geben bei Schaltnetzteilen oder DC/DC-Wandler).
3. Funktionskontrolle ausführen. Wenn alle geforderten Daten eingehalten werden, ist die Reparatur
beendet, sonst bei Punkt 4 weiterarbeiten (eventuell ist das Gerät in einem Dauertest zu überwachen → zumindest über einen längeren Zeitraum eingeschalten lassen).
4. Die Funktion der einzelnen Blöcke prüfen. Dazu sind evtl. Signale einzuspeisen. Die Reihenfolge
dieser Kontrolle ist abhängig vom jeweiligen Gerät. Beginnen sollte die Überprüfung jedoch immer mit der Spannungsversorgung der einzelnen Stufe.
Beispiel UKW-Empfänger: Netzteil, NF-Teil, Demodulator, ZF-Teil, Mischstufe (Oszillator),
HF-Teil. Die Kontrolle wird hier von „hinten nach vorne“ durchgeführt. Funktioniert nämlich das
Gerät bis und mit dem Demodulator, so kann der Fehler nur noch im NF-Teil liegen.
5. Im defekten Block muss die fehlerhafte Stufe erkannt werden. Sind die Signalspannungen der einzelnen Stufen bekannt, so kann die defekte Stufe durch Einspeisung der erforderlichen Signale und
der Kontrolle mit einem geeigneten Messgerät (KO, Signalverfolger) eingekreist werden. Dabei
muss beachtet werden, dass ein Fehler in der nachfolgenden Stufe die Ausgangswerte der Vorstufe
beeinflussen kann (eventuell kann der nachfolgende Teil ausgesteckt werden).
Sind die Signalspannungen nicht bekannt oder schwierig zu interpretieren, können Gleichspannungsmessungen im Block auf die defekte Stufe deuten. Bei Gleichstromkopplungen sind je nach
Schaltung mehrere Stufen zu messen, damit ein genügender Überblick entsteht.
6. Ist die defekte Stufe gefunden, so kann der Fehler in den meisten Fällen durch Gleichspannungsmessungen und logischen Folgerungen ermittelt und behoben werden. In den anderen Fällen sind
detailliertere Signalmessungen innerhalb der Stufe zu machen.
Nach dem Ersetzen des defekten Bauteils sind die Spannungen nachzumessen und es ist zu kontrollieren, ob die reparierte Stufe wieder funktioniert. Ist die reparierte Stufe in Ordnung, wird eine
Funktionskontrolle des ganzen Gerätes durchgeführt.
7. Konnte der Fehler noch nicht behoben werden, bleibt nur noch das Auswechseln von kritischen
Bauteilen.
Zur Erinnerung:
•
•
•
Unfallvorschriften beachten (z.B. Netzspannungen, Hochspannungsteil bei Fernseher, nie an unter
Spannung stehenden Geräten löten)
Gleichspannungen werden (ausser es ist ausdrücklich erwähnt) immer ohne Eingangssignal gemessen.
Ausgang von Geräten mit richtigem Abschlusswiderstand belasten (z.B. mit Lautsprecher).
Grundlagen.doc
FP
Seite 22
Elektronikkurs
•
•
•
•
•
Praxis
Reparatur-Tips
Keine Ohmmeter-Messungen in Geräten, wenn dasselbe noch unter Spannung steht. Achtung, falls
ausser dem Messobjekt noch andere parallel liegende Bauteile mitgemessen werden.
Die Messbedingungen des Geräteherstellers beachten.
Bevor ein Bauteil ausgelötet wird, muss nochmals geprüft werden, ob wirklich dieses Bauteil defekt ist. Das Auslöten bei durchkontaktierten Leiterplatten ist schwierig, zeitraubend und birgt die
Gefahr des Ablösens von Leiterplatten in sich.
An Mess- und Lötarbeiten an MOS-Schaltungen Sicherheitsvorkehrungen bezüglich statischer
Auf- und Entladung treffen (Potentialausgleich, Bauteilbeine nicht berühren).
Falls Sie öfters mit Reparaturen konfrontiert sind, ist es von Vorteil, wenn Sie eine kurze Fehlerbeschreibung (Gerätetyp, Fehlerbild, wichtige Messungen, defektes Bauteil, etc.) erstellen.
10.6
Beispiele zur Fehlersuche
a) Unterbrechung Leiterbahn
Schema
Protokoll
Gemessen:
U1 = 0 V
U2 = 0 V
Kontrollmessung:
U0 = 12 V
Vermutung:
Unterbruch zwischen MP0
und MP1
Kontrollmessung:
Mit Ohmmeter Verbindung
zwischen MP0 und MP1
kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)
b) Defekte bei Kondensatoren
Schema
Grundlagen.doc
Protokoll
Gemessen:
U2∼ ≠ U1∼ und
Uc∼ = U1∼
Vermutung:
Unterbruch C1
Kontrollmessung:
C1 auslöten und evtl. Kapaziät messen (falls Messgerät
vorhanden). Ansonsten kann
ein grober Test mit Ohmmeter ausgeführt werden (Aufund Entladung sichtbar) oder der Kondensator wird
ersetzt und die Messung
wiederholt.
FP
Seite 23
Elektronikkurs
Schema
Praxis
Reparatur-Tips
Protokoll
Gemessen:
U1 = U2 (gleichspannungsmässig!)
Vermutung:
Kurzschluss C1
Kontrollmessung:
Mit Ohmmeter kontrollieren
(bei ausgeschalteter Speisung)! Achtung: Serieschaltung von R1 und R2, welche
parallel zu C1 ist, beeinflusst Messung!
c) Defekte bei Dioden
Schema
Schema
Grundlagen.doc
Protokoll
Gemessen:
U2 = 0 V und U1 ≠ 0 V
Vermutung:
Kurschluss von D1
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
Protokoll
Gemessen:
U2 > Schwellspannung oder
U2 = 12 V
Vermutung:
Unterbruch von D1
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
FP
Seite 24
Elektronikkurs
Schema
Praxis
Reparatur-Tips
Protokoll
Gemessen:
U1 ≠ 0 V bzw. U2 < 12 V
Vermutung:
Keine oder verminderte
Sperrwirkung von D1
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
d) Defekte bei Transistoren
Schema
Protokoll
Gemessen:
UCE ca. 0,2 V → Transistor
voll leitend, kein Fehler!
Falls jedoch:
UCE = 0 V →
Schema
Vermutung:
Kurschluss zwischen Kollektor und Emitter
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
in beiden Richtungen kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
Protokoll
Gemessen:
UBE < Schwellspannung →
Transistor gesperrt!
Falls jedoch:
UBE = 0 V und
U1 und U3 ≠ 0 V →
Grundlagen.doc
Vermutung:
Kurschluss zwischen Basis
und Emitter
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
in beiden Richtungen kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
FP
Seite 25
Elektronikkurs
Schema
Schema
Grundlagen.doc
Praxis
Reparatur-Tips
Protokoll
Gemessen:
UCE = UBE
Vermutung:
Kurschluss zwischen Kollektor und Basis (falls Transistor nicht als Schalter eingesetzt wird)
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
in beiden Richtungen kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
Achtung:
Serieschaltung
von R1 und R2, welche parallel zu Kollektor-Basisstrecke ist, beeinflusst Messung!
Mit
einem
geeigneten
Messgerät (Messspannung <
Schwellspannung) kann ein
satter Kurzschluss einwandfrei erkannt werden!
Protokoll
Gemessen:
UBE = 0,7 V und UC = 12 V
Vermutung:
Kollektor-Basisstrecke
terbrochen
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
in beiden Richtungen kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
Achtung:
Serieschaltung
von R1 und R2, welche parallel zu Kollektor-Basisstrecke ist, beeinflusst Messung! Mit einem geeigneten
Messgerät (Messspannung
muss grösser als Schwellspannung sein!) kann der
Transistor ohne auslöten
kontrolliert werden!
FP
un-
Seite 26
Elektronikkurs
Schema
10.7
Praxis
Reparatur-Tips
Protokoll
Gemessen:
UBE > UBEmax
Vermutung:
Basis-Emitterstrecke unterbrochen
Kontrollmessung:
Mit geeignetem Ohmmeter
in beiden Richtungen kontrollieren (bei ausgeschalteter Speisung)!
Fehlersuche in komplexerer Schaltung
Beide Ausgangsspannungen fehlen:
Fehlen beide Spannungen, so ist der Fehler wahrscheinlich eher im „linken Teil“ zu suchen. Die
Wahrscheinlichkeit, dass beide Regler defekt sind ist gering und die Wahrscheinlichkeit, dass beide
Ausgangsspannungen durch Belastung zusammengerissen werden ist ebenfalls gering. Zudem würde
bei einer solchen Belastung die Sicherung F1 mit grosser Wahrscheinlichkeit durchbrennen.
Somit beginnt man am Besten mit der systematischen Fehlersuche von der Netzspannungsseite her.
Die Sicherung F1 kann ohmisch gemessen werden (Gerät ausschalten für die Messung!) oder man
misst die Eingangsspannung des Trafos nach der Sicherung. Ist die Spannung vorhanden, so muss die
Sicherung F1 in Ordnung sein.
Falls die Sicherung defekt ist, muss mit einem weiteren Fehler gerechnet werden, da eine Sicherung
meistens wegen einem defekten Bauteil durchgebrannt ist (natürlich kann eine Sicherung auch einmal
wegen einer kurzzeitigen Überspannung oder auch durch Alterung vorzeitig durchbrennen). Bevor
man eine neue Sicherung „opfert“, gibt eine ohmsche Messung (Gerät spannungslos!) parallel zu C2
Aufschluss über einen eventuellen Kurzschluss (Kondensatoren C2–C6, bzw. Spannungsreglereingänge) auf der Sekundärseite. Falls ein Kurzschluss mit dem Ohmmeter gemessen wurde, müssen die in
Frage kommenden Teile ausgelötet werden. Sobald der Kurzschluss verschwunden ist, hat man das
defekte Bauteil gefunden (am besten mit den beiden Spannungsreglern beginnen, da die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses bei Halbleitern grösser ist).
Bei einem Kurzschluss könnten auch noch die Gleichrichterdioden zerstört worden sein. Da das Überprüfen sehr einfach ist, sollten die Gleichrichterdioden mit einem Universalmessgerät kurz getestet
werden. Ist eine Gleichrichterdiode defekt, so wechselt man am besten alle Dioden gleichzeitig.
Grundlagen.doc
FP
Seite 27
Elektronikkurs
Praxis
Reparatur-Tips
Es sind natürlich noch weitere Fehlerursachen denkbar, wie z.B. ein Unterbruch der Leitung. Die
Wahrscheinlichkeit eines solchen Fehlers ist jedoch gering. Falls trotzdem ein solcher Fehler vorkommt, findet man diesen jedoch ebenfalls mit systematischen Messungen (wo ist Spannung noch
vorhanden, wo fehlt sie).
12 V Ausgangsspannung fehlt:
Wenn die 5 V Spannung in Ordnung ist, so kann z.B. die Sicherung, der Trafo und der Gleichrichter
nicht defekt sein. Theoretisch könnte die Eingangsspannung der beiden Spannungsregler zu klein sein
(Ableitungswiderstand durch defekten Kondensator oder defekten Eingang der Spannungsregler).Wäre
die Eingangsspannung z.B. ca. 6 V, so würde der 5 V – Regler funktionieren und der 12 V – Regler
hätte eine zu kleine Eingangsspannung. Eine Spannungsmessung am Eingang verschafft uns Gewissheit. Da der „grössere“ Regler eine 12 V Spannung liefert, muss am Eingang eine Spannung grösser
als 12 V zu messen sein. Ist die Eingangsspannung in Ordnung, so könnte noch eine zu grosse Belastung des Ausgangs diesen Fehler verursachen. Um dies herauszufinden, wird die Belastung des Reglers abgehängt (z.B. Pin 3 auslöten) und die Ausgangsspannung erneut gemessen. Wenn die Ausgangsspannung auch ohne Belastung zu gering ist, die Eingangsspannung aber in Ordnung ist, so kann nur
noch der Regler selber defekt sein.
Bei der Fehlersuche kann man immer verschiedene Wege beschreiten. Durch Erfahrungen (welches Bauteil ist eher defekt) können einzelne Schritte übersprungen
werden, um den Fehler schneller einzukreisen. Im Durchschnitt wird die Fehlersuche dadurch wahrscheinlich effizienter.
Wenn wirklich einmal ein „aussergewöhnlicher“ Fehler auftritt, müssen die Schritte wieder verfeinert werden.
Grundlagen.doc
FP
Seite 28
Elektronikkurs
Praxis
11
Logikfamilien
11.1
Allgemeines
Logikfamilien
Integrierte Schaltungen teilt man in verschieden Familien und Unterfamilien auf. Innerhalb einer Familie bzw. Unterfamilie ähneln sich die Schalteigenschaften der verschiedenen Logikglieder. Solche
Eigenschaften sind z.B. Schaltzeit, Leistungsaufnahme, Betriebsspannung, Störsicherheit etc. ( diese
Begriffe werden später noch erklärt).
Je nach Aufgabe, muss abgewogen werden, welcher Typ gewählt werden soll. Braucht man sehr
schnelle Bauteile, so werden z.B. ECL-ICs verwendet. Diese Familie hat aber den Nachteil, eine sehr
hohe Leistungsaufnahme zu haben. Sollten Bauteile gefunden werden, die geringe Leistungsaufnahme
haben ( z.B. C-MOS ), muss in Kauf genommen werden, dass die Schaltzeiten erheblich verlängert
wird. Eine ideale Schaltung wäre z.B. besonders schnell, hätte eine kleine Leistungsaufnahme und hätte eine grosse Störsicherheit. All diese positiven Eigenschaften lassen sich praktisch nicht in einer Familie vereinen.
Einteilung der Familien:
Silizium
Bipolar
MOS-FET
I2L
RTL
DTL
LSL
ECL
N-MOS
P-MOS
C-MOS
TTL
Normalerweise verwendet man für eine digitale Schaltung Verknüpfungsglieder, die ein und derselben
Familie angehören. So treten keine Probleme beim Zusammenschalten auf, da z.B. die Betriebsspannung für alle IC’s gleich ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit IC’s verschiedener Familien zusammenzuschalten. Dazu müssten allerdings gewisse Bedingungen erfüllt werden.
11.2
Schalteigenschaften
Jede Logikfamilie hat ihre typischen Kennwerte und Eigenschaften. Aufgrund dieser Daten wird für
eine bestimmte Anwendung die geeignetste Logikfamilie ausgesucht. z.B. eine Schaltung in einem
batteriebetriebenen Gerät sollte nicht unbedingt mit ECL-Gliedern aufgebaut sein, denn die ECLFamilie hat eine grosse Leistungsaufnahme. In diesem Falle sollte eher eine Logikfamilie verwendet
werden, die geringe Leistungsaufnahme vorweist (z.B. C-MOS oder HC-MOS).
Grundlagen.doc
FP
Seite 29
Elektronikkurs
11.3
Praxis
Logikfamilien
Leistungsaufnahme
Die Leistungsaufnahme integrierter Schaltungen
scheint auf den ersten Blick recht gering. Sollte
die Schaltung allerdings umfangreicher werden,
ergibt sich daraus ein hoher Leistungsbedarf. Bei
einem Computer (1'000'000 logische Glieder)
ergibt sich daraus, bei 10 mW pro Glied, eine
Leistungsaufnahme von 10 kW. Wenn bei der
Leistung gespart werden soll, müssen Einbussen
bei der Signallaufzeit und bei der Störsicherheit
hingenommen werden.
1000
100
10
ECL
1
100
0.1
Standart TTL
100000 1E+08
1E+11
LSTTL
HC-MOS
0.01
0.001
0.0001
Bild: Leistungsaufnahme [mW] in Funktion der
Frequenz [Hz]
11.4
Schaltzeiten
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen zwei Arten der Schaltzeiten: a) die Signallaufzeit, b) die
Signalübergangszeit. Die Signallaufzeit bedeutet die Zeit, welche die Schaltung benötigt um die Eingangssignale zu „erkennen“ und den Ausgang entsprechend zu „setzen“. Die Signalübergangszeit gibt
an wie lange der Anstieg der Ausgangsspannung von 10% von Ub (Betriebsspannung) auf 90% von Ub
dauert.
a) Signallaufzeit:
Ue
t
Ua
Signallaufzeit
Grundlagen.doc
t
FP
Seite 30
Elektronikkurs
Praxis
Logikfamilien
b) Signalübergangszeit
90% von Ub
Ua
10% von Ub
Signalübergangszeit
11.5
Lastfaktoren
Zum Ansteuern der logischen Bauteile wird Energie in Form von Strom und Spannung benötigt d.h.
der Ausgang eines Bauteils kann nicht an beliebig viele andere Eingänge angeschlossen werden. Sollten zu viele Eingänge an einen Ausgang angeschlossen werden, wird vom Ausgang zuviel Strom „verlangt“. Dies hat zu Folge, dass das Bauteil überlastet wird und die Ausgangsspannung unweigerlich
absinkt. Dadurch können an den angesteuerten Eingängen sog. undefinierte Zustände auftreten und die
einwandfreie Funktion der gesamten Schaltung ist nicht mehr gewährleistet.
11.5.1 Fan In (Eingangslastfaktor)
Der „Fan In“ ist der Faktor, welcher angibt in welchem Verhältnis die Stromaufnahme des betreffenden Bausteins zum Grundbausteins derselben Logikfamilie ist.
11.5.2 Fan Out (Ausgangslastfaktor)
Der „Fan Out“ gibt an, wie viele Grundbausteine mit diesem Ausgang angesteuert werden können. Die
Summe der Eingangslastfaktoren sollte kleiner oder gleich der Summe der Ausgangslastfaktoren sein.
Ein „Fan Out“ von 10 bedeutet also, dass man 10 Gattereingänge anschliessen kann. Wenn die Ausgangsbelastbarkeit nicht ausreicht, verwendet man statt eines Standard-Gatters ein Leistungsgatter
(Buffer).
Beim Zusammenschalten verschiedener Logikfamilien muss auf die Ein- und Ausgangsströme geachtet werden, denn der „Fan In“- sowie der „Fan Out“-Faktor beziehen sich bei unterschiedlichen Logikfamilien nicht auf dieselbe Grösse.
Grundlagen.doc
FP
Seite 31
Elektronikkurs
11.6
Praxis
Logikfamilien
Störsicherheit
Durch das unbeabsichtigte Einkoppeln von Fremdspannungen kann eine digitale Schaltung gestört
werden. Durch diese äusseren Einflüsse an den Eingängen eines Bausteins können die Ausgänge ungewollt von „H“ auf „L“ wechseln und umgekehrt. Um dies zu verhindern und die Störsicherheit des
Bauteils zu verbessern, ist ein Abstand zwischen dem höchstzulässigen L-Pegel und dem tiefstzulässigen H-Pegel notwendig. Je grösser dieser Abstand ist, desto grösser ist die Störsicherheit.
Bei der Störsicherheit unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Arten: der statischen Störsicherheit und der dynamischen Störsicherheit.
11.6.1 Statische Störsicherheit
Die statische Störsicherheit bezieht sich auf maximale Spannung, welche an den Eingängen eines
Gliedes auftreten dürfen ohne die Ausgänge zu beeinflussen.
11.6.2 Dynamische Störsicherheit
Die dynamische Störsicherheit bezieht sich auf
ein Signal von bestimmter Grösse, das über eine
festgelegte Zeit am Eingang auftreten darf ohne
den oder die Ausgangswerte zu verändern. Auf
dem Diagramm rechts ist die zulässige Spannung
in Funktion der Zeit dargestellt, was soviel wie
dynamische Störsicherheit bedeutet.
11.6.3 Störabstand
Der Störabstand ist die Differenz
zwischen der minimal zulässigen
Spannung des H-Pegels und der
maximal zulässigen Eingangsspannung des L-Pegels am nächsten logischen Glied.
Ausgang
Eingang
H-Bereich
Störspannungsabstand High
H-Bereich
Störabstand
L-Bereich
Grundlagen.doc
FP
L-Bereich
Seite 32
Elektronikkurs
11.7
Praxis
Logikfamilien
Pegel
Um Informationen verarbeiten oder anzeigen zu können, werden logische Pegel definiert. In binären
Schaltungen werden für digitale Grössen Spannungen verwendet. Hierbei stellen nur zwei Spannungsbereiche die Information dar. Diese Bereiche werden mit „H“ (high) und „L“ (low) bezeichnet.
Beispiel mit 2 Logik-Familien (positive Logik)
TTL
Betriebsspannung +5 V
Pegel
von
+2,4 V
0V
„H“ (1)
„L“ (0)
11.8
CMOS
Betriebsspannung +3..15 V
bis
+5 V
+0,7 V
von
+3 V
0V
bis
+15 V
+3 V
Kennzeichnung Digitaler Schaltkreise
11.8.1 Schaltzeichen
Das Schaltzeichen kann senkrecht oder waagerecht gezeichnet sein. Die Grösse richtet sich nach der
Zahl der Anschlüsse. Bei Verknüpfungsgliedern werden die Kurzzeichen und die AnschlussBezeichnung nicht geschrieben, da sich die Funktion durch das Schaltzeichen erklärt.
11.8.2 Kurzzeichen
Bei der Zusammenstellung des Kurzzeichens steht zuerst der Schaltungstyp, dann die Angabe über
Schaltungsbereich, Arbeitsbereich, usw. An letzter Stelle steht die Anzahl der Bits.
Beispiele:
S-V/R 4
Z-Bin 7
Dec/TR-BCD/DEZ
Abkürzung:
DSEL
DEC
DEM
DEZ
FF
MUL
PAR
PROM
R
: Schieberegister, vorwärts und rückwärtszählend, 4 Bit
: binärer Zähler, 7 Bit
: Dekoder/Treiber, BCD/dezimal
Bedeutung:
Datenselektor
Decodierer
Demultiplexer
Dezimal
Flip-Flop
Multiplexer
Paritätsprüfer
Programmierbarer Festwertspeicher
Rückwärts
Grundlagen.doc
Abkürzung:
S
RAM
TR
V
Z
ROM
AR
VG
FP
Bedeutung:
Schieberegister
Schreib-/Lesespeicher
Treiber
Vorwärts
Zähler
Festwertspeicher
Auffangregister
Vergleicher
Seite 33
Elektronikkurs
Praxis
Logikfamilien
11.8.3 Anschluss-Bezeichnungen:
Verknüpfungsglieder
A, B, ...
Eingänge
ST
Strobe
S
Select
Q
Ausgang
Zähler
A, B, ...
T/C
Tv
Tr
R
ST
Qa, Qb, ...
Kippglieder
C/T
J, K, D
S
R
Cx
Rc
Rj
Q
Schieberegister
A, B, ...
Eingänge
Tre
Takt rechts
Tli
Takt links
Qa, Qb, ...
Ausgänge
Clock/Takt
Dateneingänge
Setzeingang
Rücksetzeingang
Zeiteingang für Monoflop
Zeiteingang für Monoflop
Zeiteingang für Monoflop
Ausgang
Eingänge
Takt/Clock
Takt vorwärts
Takt rückwärts
Reset
Strobe
Ausgänge
DEZ-Dekoder
A, B, C, D
BCD-Eingänge
Q0, Q1, ...
Ausgänge
BCD-7 Segment-DEC
A, B, C, D
Qa, Qb, ...
BCD-Eingänge
Ausgänge
Datenselektor/Multiplexer
A, B, ...
Dateneingänge
ST
Steuereingang
AD
Adresseingang
Q
Ausgang
Speicher
A, B, ...
D0, D1, ...
ST
STm
STw
R/W
Q0, Q1, ...
Adresseneingänge
Dateneingänge
Steuereingang
Steuereingang Memory
Steuereingang Write
Lese/Schreib-Eingang
Ausgänge
Grundlagen.doc
FP
Seite 34
Elektronikkurs
11.9
Praxis
Logikfamilien
TTL-Schaltkreisfamilie
Die Bezeichnung TTL bedeutet Transistor-Transistor-Logic. Die Verknüpfungen werden bei dieser
Schaltkreisfamilie ausschliesslich durch bipolare Transistorstufen erzeugt. Zur Verschiebung von Pegel und zur Spannungsableitung werden Dioden verwendet. Widerstände dienen als Spannungsteiler
und Strombegrenzer. Die TTL-Schaltkreisfamilie gibt es in verschiedenen Unterfamilien, die für verschiedene Anwendungen mit besonderen Eigenschaften entwickelt wurden.
•
•
•
•
•
Standard-TTL (7400)
Low-Power-TTL (74L00)
Low-Power-TTL-Glieder nehmen nur etwa 10% der Leistung der Standard-TTL-Glieder auf.
Die Schaltzeiten sind jedoch 3-mal so gross.
High-Speed-TTL (74H00)
High-Speed-TTL-Glieder schalten doppelt so schnell wie Standard-TTL-Glieder. Die Leistung
ist aber doppelt so gross.
Schottky-TTL (74S00)
Schottky-TTL-Glieder haben sehr geringe Schaltzeiten. Ihre Leistungsaufnahme ist jedoch besonders gross.
Low-Power-Schottky-TTL (74LS00)
Die Low-Power-Schottky-TTL-Glieder haben die gleichen Schaltzeiten wie Standard-TTLGlieder. Die Leistungsaufnahme entspricht aber nur 1/5 des Standard-TTL-Glieds.
Unterfamilie
TTL
L-TTL
H-TTL
S-TTL
LS-TTL
AS-TTL
ALS-TTL
Bezeichnung
7400
74L00
74H00
74S00
74LS00
74AS00
74ALS00
5V
Betriebsspannung
Leistung je Glied
10 mW
1 mW
23 mW
20 mW
2 mW
8 mW
1,2 mW
Signallaufzeit
10 ns
33 ns
5 ns
3 ns
9,5 ns
1,7 ns
4 ns
max. Schaltfrequenz
40 MHz
13 MHz
80 MHz
130 MHz
50 MHz
230 MHz
100 MHz
0,5 V
0,6 V
0,4 V
0,5 V
typ. Störabstand
1V
Die Standard-TTL-Glieder und die LS-TTL-Glieder sind die am häufigsten verwendeten TTLUnterfamilien.
Grundlagen.doc
FP
Seite 35
Elektronikkurs
Praxis
Logikfamilien
11.10 MOS-Schaltkreisfamilie
Verknüpfungsglieder der MOS-Unterfamilien sind mit MOS-Feldeffekt-Transistoren aufgebaut. Diese
Art von Transistoren benötigt fast keine Steuerleistung, hat eine sehr kleine Bauform und ist einfach
herzustellen. Die Kapazitäten des MOS-Fet sind jedoch dafür verantwortlich, dass die Schaltzeiten
lang sind. Zusätzlich sind sie empfindlich gegen statische Aufladungen, die zur Zerstörung des Bauteils führen kann. Deshalb sind bei der Verarbeitung von MOS-Schaltungen besondere Sicherheitsmassnahmen erforderlich.
•
PMOS
In den Verknüpfungsgliedern der PMOS-Unterfamilie werden selbstsperrende P-Kanal-MOSFeldeffekt-Transistoren verwendet. Widerstände werden durch Feldeffekt-Transistoren mit besonderen Eigenschaften ersetzt. PMOS-Glieder arbeiten langsam aber störsicher und benötigen
eine grosse negative Betriebsspannung (-9...-20 V).
•
NMOS
In den Verknüpfungsgliedern der NMOS-Unterfamilie werden selbstsperrende N-Kanal-MOSFeldeffekt-Transistoren verwendet. Eine andere Halbleitertechnologie ermöglicht eine Signallaufzeit wie bei Standard-TTL-Gliedern (10 ns). Durch eine Betriebsspannung von 5 V sind die
NMOS-Glieder zu TTL-Gliedern kompatibel.
•
CMOS
Die übliche Bezeichnung CMOS ist die Abkürzung von Complentary Symmetry-Metal Oxide
Semiconductor. Die deutsche Übersetzung dazu lautet Komplementär-symmetrischer MetallOxid-Halbleiter. In den Schaltgliedern dieser MOS-Unterfamilie werden nur selbstsperrende
MOS-Fets verwendet. Der Leistungsbedarf der CMOS-Glieder ist extrem niedrig (bis 10 nW)
und hängt hauptsächlich von der Umschalthäufigkeit (max. 50 MHz) ab. Wegen der festlegbaren
Betriebsspannung von +3 V bis +15 V, und ihrer grossen Integrationsdichte haben die CMOSGlieder ein grosses Anwendungsgebiet erobert.
11.11 ECL-Schaltkreisfamilie
Aufgrund des Schaltungsprinzips eines Differenzverstärkers wurde der Name abgeleitet (Emittergekoppelte-Logik). Bei der Entwicklung der ECL-Glieder verfolgte man das Ziel besonders schnelle
Glieder zu erfinden. Deshalb sind die Glieder der ECL-Schaltkreisfamilie die am schnellsten arbeitende
Familie zur Zeit. Die Leistungsaufnahme liegt jedoch bei 60 mW je Glied. Die ECL-Schaltungen müssen
wie Hochfrequenzschaltungen aufgebaut werden (Anpassung, Reflexion, Wellenwiderstand, etc.).
Grundlagen.doc
FP
Seite 36
Elektronikkurs
Praxis
Logikfamilien
11.12 Pull-Up / Pull-Down-Widerstände
Pull-Up- und Pull-Down-Widerstände werden
eingesetzt, um das Überlasten von Bauteilen zu
verhindern. Sie können auch dazu verwendet werden, undefinierte Zustände zu vermeiden (engl.
Pull Up = heraufziehen, Pull Down = herunterziehen). Bei einem offenen Schalter beispielsweise
„hängt der Zungenkontakt in der Luft“, d.h. es ist
nicht klar definiert, ob der Zustand jetzt H oder L
ist. Um zu verhindern dass solche Zustände auftreten und die Funktion der Schaltung beeinträchtigen, wird ein relativ hochohmiger Widerstand von
der angesprochenen Leitung zur Speisespannung
(Pull-Up-Widerstand) oder zu Ground angelegt.
In Bild 1 ist ein Pull-Up-Widerstand abgebildet,
der die Aufgabe hat, bei geöffnetem Schalter den
Ausgangsanschluss auf „H hochzuziehen“. Bei geschlossenem oder überbrücktem Schalter (Bild 2)
ist den Ausgang auf Ground definiert. Auf Bild 3
sind ein Schalter und ein Pull-Down-Widerstand
abgebildet. Dieser Widerstand soll bei geöffnetem
Schalter den Ausgang auf Ground „herabziehen“.
Auch hier ist bei geschlossenem Schalter (Bild 4)
der Ausgang klar definiert.
Bild 1
Bild 2
Bild 3
Bild 4
11.13 Schmitt-Trigger
Der Schmitt-Trigger ist ein Bauteil, das eingesetzt werden
kann, um aus einer „schiefen“ Flanke eine steile Flanke zu
machen. Dieses Bauelement hat den Vorteil, dass an seinem
Eingang keine undefinierten Zustände auftreten. Der SchmittTrigger schaltet den Ausgang nur bei festgelegten Grenzen der
Eingangsspannung. Aufgrund der Hysterese können diese
Grenzspannungen nicht näher als bis zu einem gewissen Abstand an einander heran kommen.
Schaltzeichen (Inverter mit Schmitt-Trigger-Eingang):
Grundlagen.doc
FP
Ua
Ue
Seite 37