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  Berechnung einer Schaltung mit JFET |
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JimInsane
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 |  Themenstart: 2015-01-17
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Hallo! Ich habe da so eine Übungsaufgabe, mit der ich so einige Probleme habe (zwecks Berechnung).
Die Aufgabe steht hier:
http://www.matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/uploads/9/17466_JFET-Aufgabe.png
http://www.matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/uploads/9/17466_JFET-Kennlinie.png
http: //www.matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/9/3830_PSuWdvMv9i_1_.png
Ich komm da überhaupt nicht weiter.
Ich habe ein wenig rum gerechnet und komme
auf eine Spannung von -1 V bei der Leitug zum GS Punkt hin (bei -3 V U0) bzw -4 V (für -12V bei U0).
Aber weiter komme ich nicht.
Wenn ich mich nicht irre müsste der Strom IDS ja 0,16mA sein
Aber mehr kann ich dazu leider nicht beitragen, da ich nicht ganz verstehe, was z.B. mit dem Hinweis gemeint ist, bzw. wie dieser umzusetzen ist :(
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 | Beitrag No.1, eingetragen 2015-01-17
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Moin und willkommen im Forum
Zeig doch mal, wie deine bisherigen Rechnungen aussehen und wie du auf die Werte gekommen bist. Damit wir ein bisschen Struktur in das ganze bekommen.
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JimInsane
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2015-01-17
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Ich habe es eig schon gelöst denke ich, und danke für das Willkommen.
Im Prinzip ist es ja ziemlich einfach.
1) Den linken Teil isoliert betrachten.
Dort kommt aus der Quelle eine Spannung von a) -12 V und b) -3 V.
Demnach (unter Beachtung der Spannungs-Richtung)
berechnet sich die Spannung in Richtung Gate folgendermaßen:
[U0/(R1+R2)]*R2, woraus sich eine Spannung von
a) -4 V
b) -1 V
ergibt.
Für den Fall a)
erübrigt sich die Fragen nach IDS, da der JFET sperrt
und demnach kein Strom fließen kann.
Die Spannung UDS sollte demnach -16 V ergeben, da
der 100 Ohm widerstand gegenüber dem JFET verschwindend gering ist und die komplette Spannung am JFET abfällt.
Durch den Überlagerungssatz kann die Gate-Source-Spannung
berechnet werden:
Gate-Spannung beträgt -4V, Drain-Source Spannung beträgt -16V
demnach muss Gate-Source -20V betragen.
Für den Fall b)
kann man anhand der Übetragungskennlinie erkennen, dass bei einer Gate-Spannung von -1 V und einer Drain-Source Spannung von -16 V
ein Strom von 5 Ampere fließen muss.
Da sich der Strom in dieser Reihenschaltung nicht Aufteilen muss, muss das also auch für IDS gelten.
Für den Gate-Source Ergibt die Überlagerung einen Wert von -17 V
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| Beitrag No.3, eingetragen 2015-01-17
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\quoteon(2015-01-17 15:38 - JimInsane in Beitrag No. 2)
Für den Fall b)
kann man anhand der Übetragungskennlinie erkennen, dass bei einer Gate-Spannung von -1 V und einer Drain-Source Spannung von -16 V
ein Strom von 5 Ampere fließen muss.
\quoteoff
Schau noch einmal genau auf die Kennlinien. Bei Ampere bist du um den Faktor 1000 zu hoch. Weiterhin ist musst berücksichtigen, dass nicht die gesamten 16V von $U_1$ an dem JFET abfallen. Ein Teil fällt über den Widerstand $R_D$ ab.
Vergiss nicht, dass die Teilspannung über $R_2$ die selbe ist wie $U_{GS}$.
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JimInsane
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| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2015-01-17
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Ahja gut. Stimmt, hatte ich ja zu Anfang auch geschrieben das UGS -1 Volt sein müssten. Bin über den Simulator nur auf die Spannung für UGS von -17 V gekommen, weiss aber nicht genau, warum er das so anzeigt.
Ah okay, ja stimmt steht ja mA nicht A hehe :P
Nagut. Wenn ich also aber die 5 mA habe müssten sie durch Widerstand genauso fließen wie durch den FET, da ja unverzweigt.
Demnach ist die Spannung, die am Widerstand abfällt gleich 0,5 Volt, wonach also am FET die Spannung von -15,5 Volt erzeugt wird.
Man kann also zusammenfassend sagen:
Fall a)
IDS = 0 A
UDS = -16 V
UGS = -3 V
Fall b)
IDS = 5 mA
UDS = -15,5 Volt
UGS = -1 Volt
Stimmt das soweit?
Edit:
Mal generell eine Frage:
Ist das mit den Vorzeichen so richtig?
Denn eigentlich beträgt die Spannung ja 16V bzw 15,5 V für UDS, nur wenn man es in Richtung der Quelle betrachtet sollte es negativ sein, oder?
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Ex_Mitglied_19661
| Beitrag No.5, eingetragen 2015-01-17
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\quoteon(2015-01-17 17:49 - JimInsane in Beitrag No. 4)
...
Nagut. Wenn ich also aber die 5 mA habe müssten sie durch Widerstand genauso fließen wie durch den FET, da ja unverzweigt.
\quoteoff
http://www.matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/images/forum/subject/icon14.gif
\quoteonDemnach ist die Spannung, die am Widerstand abfällt gleich 0,5 Volt, wonach also am FET die Spannung von -15,5 Volt erzeugt wird.
\quoteoff
:-(
Am JFET wird keine Spannung erzeugt.
Zwischen den Anschlüssen "D" und "S" tritt die Spannung UDS auf.
Es gilt gemäß dem Maschensatz:
$\displaystyle U_{DS}+R_D\cdot I_{DS}-U_1=0$
Daraufhin solltest Du Deine Ergebnisse nochmals überprüfen. :-o
Servus
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JimInsane
Ehemals Aktiv
Dabei seit: 17.01.2015
Mitteilungen: 62
| Beitrag No.6, vom Themenstarter, eingetragen 2015-01-17
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Hm. Ist es das, worauf ich im Edit angesprochen habe?
Denn bei 5 mA ist IDS*RD = 5mA * 100 Ohm = 0,5 Volt.
UDS ist = 15,5 Volt
und U1 = 16 Volt.
0 = 16 V - 1,5 V - 0,5 V
Stimmt soweit.
Wie gesagt, ich war etwas verwirrt, weil ich meine Ergebnisse mit
der der Simulation abgeglichen habe.
Da wurden die Spannungen am Gate und DS negativ beschrieben.
Außerdem war die GS-Spannung die Überlagerung aus Spannung, die über R2 abfällt und UDS, also demnach -16,5 V.
Daher habe ich meine Ergenbisse so angepasst.
Aber eigentlich sollte es ja sein (jetzt nur für b)
UGS = -1 V
UDS = 15,5 V
IDS = 5 mA
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Ex_Mitglied_19661
| Beitrag No.7, eingetragen 2015-01-17
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\quoteon(2015-01-17 18:54 - JimInsane in Beitrag No. 6)
Hm. Ist es das, worauf ich im Edit angesprochen habe?
\quoteoff
Ja !
\quoteonDenn bei 5 mA ist IDS*RD = 5mA * 100 Ohm = 0,5 Volt.
UDS ist = 15,5 Volt
und U1 = 16 Volt.
0 = 16 V - 1,5 V - 0,5 V
Stimmt soweit.
\quoteoff
Jo, wenn man den Schreibfehler "1,5 V" übersieht. ;-) :-o
\quoteonWie gesagt, ich war etwas verwirrt, weil ich meine Ergebnisse mit der der Simulation abgeglichen habe.
Da wurden die Spannungen am Gate und DS negativ beschrieben.
Außerdem war die GS-Spannung die Überlagerung aus Spannung, die über R2 abfällt und UDS, also demnach -16,5 V.
\quoteoff
Was für eine Simulation ? :-?
Dazu kann ich nix sagen.
\quoteonAber eigentlich sollte es ja sein (jetzt nur für b)
UGS = -1 V
UDS = 15,5 V
IDS = 5 mA
\quoteoff
http://www.matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/images/forum/subject/icon14.gif
Fehlen da nicht noch die Ergebnisse für die im Widerstand umgesetzten Leistungen ? :-o
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JimInsane
Ehemals Aktiv
Dabei seit: 17.01.2015
Mitteilungen: 62
| Beitrag No.8, vom Themenstarter, eingetragen 2015-01-17
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Ach, ja natürlich.
Es fallen 0,5 V am Widerstand ab, es ist fließt ein Strom von von 5 mA also müssten es P = 2,5 mW sein.
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Ex_Mitglied_19661
| Beitrag No.9, eingetragen 2015-01-17
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Ok, damit wäre das auch geklärt. 8-)
Jetzt kann'ste das Thema abhaken.
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JimInsane hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
Das Thema wurde von einem Senior oder Moderator abgehakt. |
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