Early-Effekt

[Robert Probst]

Hallo.

In der Vorlesung war der Punkt Early-Effekt leider
ein bißchen untergegangen.

Rein formal hab ich mich schlau gemacht und mir
dann die Frage gestellt "Und?" -

also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er
überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?

Es geht hier um ein ausreichende Antwort im Niveau
für ein schweres bis sehr schweres (ca. 60minütiges)
Kolloquium im Rahmen eines Laborversuchs zum
Bipolartransistor.

Die Schinder dort fragen gerne bis zum Urschleim
nach dem "Warum", und mit Sicherheit reicht die
rein formale Antwort nicht aus (also daß
Anfang der 50er von James Early der
Zusammenhang erkannt wurde, daß sich die
Ausgangskennlinien eines Transistors bei einem
bestimmten Punkt [Early-Spannung] treffen).

Mir persönlich reicht es, zu wissen, daß es das gibt,
zumal es in den meisten Rechnungen stets
vernachlässigt wird, aber kann mir jemand helfen?


MfG

[Ralf Kusmierz]

X-No-Archive: Yes

Post by Robert Probst
In der Vorlesung war der Punkt Early-Effekt leider
ein bißchen untergegangen.
Rein formal hab ich mich schlau gemacht und mir
dann die Frage gestellt "Und?" -
also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er
überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?

[...]

Post by Robert Probst
Mir persönlich reicht es, zu wissen, daß es das gibt,
zumal es in den meisten Rechnungen stets
vernachlässigt wird, aber kann mir jemand helfen?

Was willst Du eigentlich wissen?


Gruß aus Bremen
Ralf

[Robert Probst]

Post by Ralf Kusmierz
X-No-Archive: Yes

????????

[Dieter Wiedmann]

Post by Robert Probst

Post by Ralf Kusmierz
X-No-Archive: Yes

????????

Lass dir den Quelltext anzeigen.


Gruß Dieter

[Wolfgang Gerber]

Post by Dieter Wiedmann

Post by Robert Probst

Post by Ralf Kusmierz
X-No-Archive: Yes

????????

Lass dir den Quelltext anzeigen.

Wozu?

Dieser Troll will nicht gelesen werden. Also ab in den Filter wo
solche "begin "-Deppen hingehören. Da liegen bei mir so ca. 5 Stück
dieser Volltrolle rum. Zum Glück eine absolute Minderheit im Netz. Und
auf diese ca. 5 Deppen kann man verzichten.

Gruss Wolfgang

[Carsten Ihlo]

Post by Wolfgang Gerber
Dieser Troll will nicht gelesen werden. Also ab in den Filter wo
solche "begin "-Deppen hingehören. Da liegen bei mir so ca. 5 Stück
dieser Volltrolle rum. Zum Glück eine absolute Minderheit im Netz. Und
auf diese ca. 5 Deppen kann man verzichten.

Siehst du ne Möglichkeit dich selbst auch dahin zu verfrachten?
Wäre echt toll!

ci

[Robert Probst]

Wie lasse ich mir "den Quelltext" anzeigen?!

[Volker Gringmuth]

Post by Robert Probst
Wie lasse ich mir "den Quelltext" anzeigen?!

Ansicht -> Quelltext oder Strg-F3, AFAIK.

Und Deine Umlautkodierung solltest Du auch reparieren. Mit Hilfe von
<http://oe-faq.de/> ist das ne Sache von drei Minuten, und schon können
/alle/ Deine Umlaute lesen und nicht nur Du selbst.

Inwieweit Dein "Microsoft Outlook Express 6.00.2900.2180" der
Aktualisierung bedarf, sagt man Dir gern in der Gruppe, in die ich
diese faszinierende Diskussion jetzt mal umleite.


xf'up2 dcso-e
vG

[Thomas Dederichs]

Hi!

Das wirklich wichtige an der Early-Spannung ist, dass die Ausgangsspannung
des Transistors meist als unveränderlich angenommen wird (zumindest im
Abschnürbereich), was sie aber nicht ist! Sie wächst nämlich auch außerhalb
des ohmschen Bereichs an (dann aber linear). Wie stark dieses Anwachsen ist
hängt von der Early-Spannung ab, je tiefer dieser Wert, desto flacher
verläuft die Kurve der Ausgangsspannung. Dies hat somit einen Einfluß auf
z.B. Ausgangsimpedanz von Stromspiegeln, Verstärkung bei aktiver Last, etc.

Hoffe das hilft,
Thomas

P.S.: Was ist denn das für ein unmenschliches Kolloquium?

[Robert Probst]

Post by Thomas Dederichs
Hi!
Das wirklich wichtige an der Early-Spannung ist, dass die Ausgangsspannung
des Transistors meist als unveränderlich angenommen wird (zumindest im
Abschnürbereich), was sie aber nicht ist! Sie wächst nämlich auch
außerhalb des ohmschen Bereichs an (dann aber linear). Wie stark dieses
Anwachsen ist hängt von der Early-Spannung ab, je tiefer dieser Wert,
desto flacher verläuft die Kurve der Ausgangsspannung. Dies hat somit
einen Einfluß auf z.B. Ausgangsimpedanz von Stromspiegeln, Verstärkung bei
aktiver Last, etc.
Hoffe das hilft,
Thomas
P.S.: Was ist denn das für ein unmenschliches Kolloquium?

Inwiefern unmenschlich? Der Laborversuch reicht über 2 Einheiten (also 2x
90 min = 180 min) und nach und nach wird jede Versuchsgruppe
(wir sind immer zu zweit) zum Kolloquium über das Thema gebeten.

Klingt nicht schlimm, bloß wenn man sich dort als noch Grundstudiumstyp
vorkommt, als ob man wie ein jahrelang erfahrener Ingenieur der
Mikroelektronik behandelt wird, passiert das Folgende:
Einmal (beim ersten Versuch) fällt man mehr oder weniger entsetzt und
"unvorbereitet" auf die Nase, danach versucht man es einfach besser zu
machen und spielt alles Mögliche durch. Also auch die
halbleiterphysikalische
Entstehung des Early-Effektes. Darum gings mir ja aber nicht, sondern
ich fand nirgends eine Antwort, inwiefern a) das Ding von Bedeutung ist
b) ob es gut oder schlecht ist und c) wieso wir es fast immer vernach-
lässigen ^^ ...

Solche mündlichen Kontrollen haben es nämlich an sich, daß man als braver
Student sagt "Also, ja, die Early-Spannung darf man vernachlässigen..." -
"Was ist denn die Early-Spannung, wissen Sie, ich bin ganz dumm, sehen
Sie mich als ganz dummen Menschen an, und dem müssen Sie nun
erklären, was das ist.". Man erklärt brav in wenigen Sätzen. "Gut, und jetzt
betrachten wir das 'mal aus der Sicht der Raumladungszonen und
Valenzbänder." Und wieder erklärt man. "So, zurück an den Anfang;
Sie sagten, man darf es vernachlässigen - ja, warum denn?" - gleich im
Nachsatz dann noch "Was macht denn eigentlich die Early-Spannung?"
"Wozu ist die gut." - tja, bei solchen Fragen, ist es dann immer happig,
keine Antwort zu wissen, weil der Abprüfende meist einige Schritte zurück-
geht, wieder beim Urschleim anfängt, so daß man am Ende durch den
Wind ist und nur noch unsichere Antworten gibt, hier und da rumrät oder
einfach betreten nichts mehr sagen kann. :(

Vor allem kommt es dann ganz dicke, weil man bei sowas schnell eine
viertel Stunde "Mode" wird, sprich, nur noch gefragt wird, bis es wehtut.

Dem möcht ich dann doch - auch im Hinblick auf die Note dafür -
entgegenwirken :) ...


MfG und Danke nochmals

[Wolfgang Berger]

Post by Robert Probst
Entstehung des Early-Effektes. Darum gings mir ja aber nicht,

Ist die Entstehung also klar?

Post by Robert Probst
sondern
ich fand nirgends eine Antwort, inwiefern a) das Ding von Bedeutung ist
b) ob es gut oder schlecht ist und c) wieso wir es fast immer vernach-
lässigen ^^ ...

Vernachlässigt wird es meist, da dann die Rechnung einfacher ist. Kommt
natürlich darauf an, wie genau deine Werte sein müssen, wie konstant
deine Konstantstromquelle sein soll,...

Meist rechnest du sowieso nur grob die Arbeitspunkte aus. R=461 Ohm ->
Nehm einen 470 Ohm Widerstand. Schon kannst du den Early Effekt
weglassen, da die Änderung durch den Widerstand größer ist. Wenn du
genaue Werte benötigst, musst du sowieso einen Simulator bemühen, der
dann auch wirklich den Transistor beschreibt. (Frequenzabhängigkeit der
Parameter, Termischer Einfluss,...).

Ein Transistor ohne Early Effekt bzw. mit Ua -> inf. wäre auf den ersten
Blick eine ideale Konstantstromquelle. Leider hast du dann aber noch
keine Temperaturkompensation :-(

Viele Grüße
Wolfgang

[Rolf Bombach]

Post by Robert Probst
also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er
überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?

Er ist schlecht. Er ist tendenziell grösser bei
Transistoren mit hoher Stromverstärkung.

1)Stell dir eine Verstärkungsstufe mit Emitter
auf Masse vor (eh schlechte Idee) und mit
einer Konstantstromquelle am Kollektor. Ohne
Early-Effekt wäre eine Spannungsverstärkung
von Unendlich möglich. Abhilfe: Kaskode.

2) Stromspiegel ohne Emitterwiderstand. Hier
müsste der Ausgangstransi den gleichen Strom
ziehen wie beim eingangsseitigen Transi
angelegt wird. "Dank" Early-Effekt kann aber
der Ausgangsstrom je nach Spannung um bis
zu 25% schwanken, was dann kaum mehr als
Konstantstromquelle bezeichnet werden kann.
Abhilfe: Emitterwiderstände.

3)In den Eingangsstufen von OpAmps nimmt man
aus naheliegenden Gründen Transis mit hoher
Verstärkung, so bis 8000 ist möglich. Wegen
des Early-Effekts (E-Spannung dann so 4V oder
so ;-[) ist der CMRR dann im *&%"°*(. Da auch
die Spannungsfestigkeit dieser Transis sehr
klein ist, auch nur wenige Volt, müssen Kaskode-
stufen eingebaut werden. Siehe Innenleben des
LM108 usw.

Bei Röhren war das irgendwie einfacher: Innen-
widerstand, Steilheit, Durchgriff. Barkhausen-
Formel. Beim Transi stell ich mir den Early-
Effekt als Durchgriff vor, eine Beeinflussung
der effektiven Basis-Emitterspannung durch die
Kollektorspannung. Daraus kann man alle obigen
Effekte ableiten und deren Abhilfe ebenfalls.
Bei einem Early-Effekt von dUbe = -0.001 dUce
komm ich so auf einen Innenwiderstand von
25 kOhm bei 1mA Kollektorstrom, wobei die
Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass ich mich
verrechnet habe. Die Definition der Early-
Spannung vergess ich eh immer wieder...

[Robert Probst]

Post by Robert Probst
also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er
überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?

Er ist schlecht. ... ... ...

Super, Danke Rolf. Das werde ich mir doch gleich
einmal richtig einschärfen und durchdenken. :)

MfG

[Rolf Bombach]

Post by Robert Probst

Post by Robert Probst
also was gibt mir der Early-Effekt? Wozu ist er
überhaupt gut? Ist er übehaupt gut, ist er schlecht?

Er ist schlecht. ... ... ...

Super, Danke Rolf. Das werde ich mir doch gleich
einmal richtig einschärfen und durchdenken. :)

Alles ohne Gewähr, cum grano salis, insbesonder
als dass ich nur Chemiker bin.
Ich konnte die Verwirrung teilweise nachvollziehen
"Dank" Tietze/Schenk. Da wird in der Tat manchmal
mit unterschiedlichen Ellen gemessen. Zuerst werden
beim Transi oft die Ausgangskennlinien besprochen,
dort kommt man auf den Early-Effekt. Da beim Transi
so einiges Exponentiell und nicht linear geht, gibt
man den dem Durchgriff ähnelnden Effekt die Dimension
einer Spannung: Ausgangswiderstand= Earlyspannung/
Kollektorstrom. Gibt dann die üblichen 100V, die
ich mir dann als 100kOhm Ausgangswiderstand bei 1mA
Kollektorstrom besser vorstellen kann.

Scheint so eine Sansibar-Grösse zu sein: Die aus
der Messung des Ausgangswiderstands bestimmbare
Early-Spannung erlaubt die Berechnung des Ausgangs-
widerstands ;-].
Naja, später werden dann die Eingangskennlinien
besprochen, dort kommt dann eine Spannungsrückwirkung
zur Sprache, A_r= dU_be/dU_ce bei I_b=Const, worunter
sich dann niemand so recht was vorstellen kann. Was soll
eine zusätzliche Spannung, wenn der Basisstrom eh konstant
ist? Ist wohl die Ohmsche Definition von spielt eh keine
Rolle. Insgesamt also eine riskante Behauptung, sie
spielt keine Rolle in Schaltugnen, bei denen der genaue
Wert von U_be keine Rolle spielt (Gegenkopplung oder
Stromsteuerung); bei Logarithmierern und dergleichen
welche "hart" spannungsgesteuert sind, würd ich das
nicht so sehen.