PTAT-Stromquelle: Unterschied zwischen den Versionen
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== Beschreibung == | |||
Das Kürzel PTAT steht für "proportional to absolute temperature", soll heißen der Strom aus der Schaltung hat einen direkten, linearen Zusammenhang mit der Absoluttemperatur T. Temperaturabhängigkeit ist zwar nicht schön, dafür aber sehr berechenbar und besser als garnichts. | |||
Die Inbetriebnahme ist denkbar simpel. Multimeter im Strommessbereich an die Lötstifte anklemmen und hinterher die Spannungsversorgung anschalten. Danach stellt sich gemäß der folgenden Formel ein Strom ein. | |||
:<math>I_{PTAT} = T \cdot \frac {k_\mathrm{B}}{e_0} \cdot \frac{\ln {n}}{R1}</math> | |||
:*T - Absolutwert der Temperatur, ca. 300 K | |||
:*k<sub>B</sub> - Boltzmann-Konstante, 8,862 * 10^-5 eV/K | |||
:*e<sub>0</sub> - Elementarladung, eV/e = V | |||
:*n - Verhältnis der Transistoren, hier 4:1 = 4 | |||
:*R1 - Emitterwiderstand, hier 67,1 Ω (mit Multimeter vorher gemessen) | |||
Berechnung mit den Werten aus der Schaltung: | |||
:<math>I_{PTAT} = 300K \cdot 8{,}862 \cdot 10^{-5} \frac{V}{K} \cdot \frac{\ln {4}}{67{,}1 \Omega}=0{,}549 mA</math> | |||
Der errechnete Wert kommt dem gemessenen Strom von 0,554 mA (siehe Abschnitt Bilder) erstaunlich nahe. Wirklichen Nutzen hat der diskrete Aufbau in heutigen Zeiten keinen. Trotzdem wurde hier gezeigt das mit einfachen Mitteln Dinge sichtbar werden, die sonst unter dem Plastik der IC-Gehäuse verborgen bleiben. | |||
== Aufbau == | |||
* IC-Beschaffung | * IC-Beschaffung | ||
* Vorteil IC zu Einzeltransistoren? | |||
== Funktion == | |||
* Stromspiegel | |||
* Was bringen die vielen Transistoren | |||
* Vorteil IC zu Einzeltransistoren? Gleiche Typen vom der selben Rolle | |||
* Details siehe Wikipedia | * Details siehe Wikipedia | ||
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== Siehe auch == | |||
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* [[Konstantstromquelle]] | |||
== Weblinks == | == Weblinks == | ||
* Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle Konstantstromquelle], Abschnitt PTAT-Stromquelle | * Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Konstantstromquelle Konstantstromquelle], Abschnitt PTAT-Stromquelle | ||
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Version vom 5. Mai 2010, 16:58 Uhr
Im folgenden Projekt entsteht der diskrete Aufbau einer PTAT-Stromquelle.
Die meisten Elektroniker kennen als Referenz nur die Z-Diode oder vielleicht noch Bandabstandsreferenz als fertigen IC, doch haben keine Ahnung von deren Innenleben. Die PTAT-Stromquelle bildet darin ein bedeutendes Element und deren diskreter Aufbau gestaltet sich letztlich gar nicht so schwer.
Beschreibung
Das Kürzel PTAT steht für "proportional to absolute temperature", soll heißen der Strom aus der Schaltung hat einen direkten, linearen Zusammenhang mit der Absoluttemperatur T. Temperaturabhängigkeit ist zwar nicht schön, dafür aber sehr berechenbar und besser als garnichts.
Die Inbetriebnahme ist denkbar simpel. Multimeter im Strommessbereich an die Lötstifte anklemmen und hinterher die Spannungsversorgung anschalten. Danach stellt sich gemäß der folgenden Formel ein Strom ein.
- [math]\displaystyle{ I_{PTAT} = T \cdot \frac {k_\mathrm{B}}{e_0} \cdot \frac{\ln {n}}{R1} }[/math]
- T - Absolutwert der Temperatur, ca. 300 K
- kB - Boltzmann-Konstante, 8,862 * 10^-5 eV/K
- e0 - Elementarladung, eV/e = V
- n - Verhältnis der Transistoren, hier 4:1 = 4
- R1 - Emitterwiderstand, hier 67,1 Ω (mit Multimeter vorher gemessen)
Berechnung mit den Werten aus der Schaltung:
- [math]\displaystyle{ I_{PTAT} = 300K \cdot 8{,}862 \cdot 10^{-5} \frac{V}{K} \cdot \frac{\ln {4}}{67{,}1 \Omega}=0{,}549 mA }[/math]
Der errechnete Wert kommt dem gemessenen Strom von 0,554 mA (siehe Abschnitt Bilder) erstaunlich nahe. Wirklichen Nutzen hat der diskrete Aufbau in heutigen Zeiten keinen. Trotzdem wurde hier gezeigt das mit einfachen Mitteln Dinge sichtbar werden, die sonst unter dem Plastik der IC-Gehäuse verborgen bleiben.
Aufbau
* IC-Beschaffung
Funktion
* Stromspiegel * Was bringen die vielen Transistoren * Vorteil IC zu Einzeltransistoren? Gleiche Typen vom der selben Rolle * Details siehe Wikipedia
Material
| Anzahl | Typ | Wert |
|---|---|---|
| 3x | Widerstand 1% | 3,9 kΩ |
| 1x | Widerstand | 3,3 MΩ |
| 1x | Widerstand 1% | 68 Ω |
| 1x | Widerstand | 5,6 kΩ |
| 1x | LED | 3mm |
| 3x | pnp-Transistor | BC557B / BC557C |
| 1x | Transistorarray | CA3086 (eBay) |
| 1x | IC-Sockel | DIL-14 |
| 5x | Lötstift | 1mm |
| 4x | Schraube | 12mm M3 |
| 4x | Mutter | M3 |
| 1x | Lochrasterplatine | 55mmx70mm |
Bilder
Angeschlossener Aufbau
Lochrasteraufbau in Bestückungsansicht
Lochrasteraufbau in Bedrahtungsansicht
Siehe auch
Weblinks
- Wikipedia: Konstantstromquelle, Abschnitt PTAT-Stromquelle