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Flipflop mit 2 Feldeffekttransistoren

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Stephan Gerlach

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Jul 23, 2021, 8:25:08 AM7/23/21
to
In einem alten Schulbuch (Physik) hier ist ein Bild von einer einfachen
Flipflop-Schaltung, die i.W. über 2 npn-Transistoren realisiert wird.
Das Bild sieht sinngemäß ungefähr so aus wie dieses hier
<https://www.lernhelfer.de/sites/default/files/styles/square_thumbnail/public/lexicon/image/BWS-PHY-0148-01.gif?itok=XNwZzG92>.
Später wird im Buch dann der Feldeffekttransistor (FET) eingeführt/erklärt.

Dann gibt es eine Aufgabe, eine Flipflop-Schaltung mit zwei
Feldeffekttransistoren zu entwerfen. Also quasi die npn-Transistoren
sollten durch FETs "ersetzt" werden

Beide haben ja 3 Anschlüsse:
Kollektor (C), Basis (B), Emitter (E) beim npn-Transistor
bzw.
Drain (D), Gate (G), Source (S) beim FET.

Ich bin aber nicht sicher, ob man in der obigen Schaltung (aus dem Bild)
einfach ganz naiv die npn-Transistoren durch FET ersetzen kann?!
Und zwar gemäß folgender "Anschluß-Ersetzung":
C --> D
B --> G
E --> S

Problem dabei ist, daß der npn-Transistor einen Steuer*strom* durch B
und E braucht, um zu leiten, der FET aber eine Steuer*spannung* zwischen
G und S.


--
> Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)

Leo Baumann

unread,
Jul 23, 2021, 9:11:39 AM7/23/21
to
Am 23.07.2021 um 15:38 schrieb Stephan Gerlach:
> In einem alten Schulbuch (Physik) hier ist ein Bild von einer einfachen
> Flipflop-Schaltung, die i.W. über 2 npn-Transistoren realisiert wird.
> Das Bild sieht sinngemäß ungefähr so aus wie dieses hier
> <https://www.lernhelfer.de/sites/default/files/styles/square_thumbnail/public/lexicon/image/BWS-PHY-0148-01.gif?itok=XNwZzG92>.
>
> Später wird im Buch dann der Feldeffekttransistor (FET) eingeführt/erklärt.
>
> Dann gibt es eine Aufgabe, eine Flipflop-Schaltung mit zwei
> Feldeffekttransistoren zu entwerfen. Also quasi die npn-Transistoren
> sollten durch FETs "ersetzt" werden

https://www.mikrocontroller.net/topic/415993


Rafael Deliano

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Jul 23, 2021, 9:51:26 AM7/23/21
to
> Problem dabei ist, daß der npn-Transistor einen Steuer*strom* durch B
> und E braucht, um zu leiten, der FET aber eine Steuer*spannung* zwischen
> G und S.

Der NPN wird durch den Basisvorwiderstand spannungsgesteuert.
Knackpunkt ist eher: welcher Fet ? Selbstleitender JFet eher nicht.
N Kanal Mosfet passt hingegen.

MfG JRD

Stephan Gerlach

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Jul 23, 2021, 7:12:46 PM7/23/21
to
Rafael Deliano schrieb:
Im Buch wird ein Metall-Oxid-Silicium-Feldeffekt-Transistor beschrieben,
also ein MOS-FET.

Rolf Bombach

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Jul 24, 2021, 8:12:15 AM7/24/21
to
Stephan Gerlach schrieb:
> In einem alten Schulbuch (Physik) hier ist ein Bild von einer einfachen Flipflop-Schaltung, die i.W. über 2 npn-Transistoren realisiert wird.
> Das Bild sieht sinngemäß ungefähr so aus wie dieses hier <https://www.lernhelfer.de/sites/default/files/styles/square_thumbnail/public/lexicon/image/BWS-PHY-0148-01.gif?itok=XNwZzG92>.

Holy sh*t. Ein paar us lang ist beim Knöpfledrücken der Kollektorstrom
nur durch den Basisstrom begrenzt. Viel Spass bei der Dimensionierung.
Physiker sollen nicht in Elektor rumstöbern.

> Später wird im Buch dann der Feldeffekttransistor (FET) eingeführt/erklärt.

Immer, wenn ein neues Bauteil auf den Markt kommt, werden erst mal alle
Schaltungen auf dieses umgedichtet, ob das sinnvoll ist oder nicht.

Die Thyristor-Welle war auch nervtötend. Eine Zeit lang musste jede Schaltung
einen Doppelbasistransistor enthalten, notfalls eine Thyristor-Tetrode.
Dual-Gate-Mosfet hab ich auch noch voll miterlebt.

Habt ihr noch weitere Schadensmeldungen?

> Problem dabei ist, daß der npn-Transistor einen Steuer*strom* durch B und E braucht, um zu leiten, der FET aber eine Steuer*spannung* zwischen G und S.

JFet ist Mist, da er eine Sperrspannung in entgegengesetzte Richtung braucht.
Das wird also nicht einfach. e-Mosfet ist einfacher, da wird ein Spannungsteiler
pro Fet reichen, je nach Spannung reicht auch ein Draht.

--
mfg Rolf Bombach

Hans-Peter Diettrich

unread,
Jul 24, 2021, 9:05:46 AM7/24/21
to
On 7/24/21 2:12 PM, Rolf Bombach wrote:

> JFet ist Mist, da er eine Sperrspannung in entgegengesetzte Richtung
> braucht.

War das nicht schon bei den Röhren so?

> Das wird also nicht einfach.

Man kann doch einfach die alten Röhrenschaltungen nehmen, und dann durch
p und n FETs erweitern.

Richtig ist, daß Röhren (und damit JFETs) eher in analogen Schaltungen
ihren Dienst versahen, während MOSFETs aufgrund der Polarität und ihrer
breiten Streuung der Abschnürspannung (threshold voltage) eigentlich nur
digital verwendbar sind.

Oder habe ich da was falsch in Erinnerung?

DoDi

Rafael Deliano

unread,
Jul 24, 2021, 11:23:58 AM7/24/21
to
> Oder habe ich da was falsch in Erinnerung?

Zu JFets/enhancement vermerkt Siliconix: "not possible".
( vgl. via google Siliconix "An Introduction to Fets" )
MOS gibt es enhancement und depletion.
Depletion P aber wohl nicht mehr handelsüblich.
Aber N durchaus bei Reichelt zu haben.
Manchmal nützlich:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/depletion.pdf

MfG JRD





Rolf Bombach

unread,
Jul 24, 2021, 2:30:03 PM7/24/21
to
Hans-Peter Diettrich schrieb:
> On 7/24/21 2:12 PM, Rolf Bombach wrote:
>
>> JFet ist Mist, da er eine Sperrspannung in entgegengesetzte Richtung braucht.
>
> War das nicht schon bei den Röhren so?
>
>> Das wird also nicht einfach.
>
> Man kann doch einfach die alten Röhrenschaltungen nehmen, und dann durch p und n FETs erweitern.

Ja, klar, aber der Vorteil der geringen Speisespannung und geringen Verlustleistung ist dann weg.
Die Röhrenschaltungen haben dann schnell mal 300 V Speisespannung und Glimmlampen
in der Kopplung... Da würde ich bei Fet eher zu einer zusätzlichen negativen Hilfsspannung raten.

> Richtig ist, daß Röhren (und damit JFETs) eher in analogen Schaltungen ihren Dienst versahen,

Irgendwie schon. Aber auch Röhren wurden in Digitalschaltungen verwendet
https://de.wikipedia.org/wiki/Colossus
und es wurden auch noch viel später Röhren dafür entwickelt, wie etwa die E92CC.
http://www.r-type.org/exhib/aaa0476.htm

In gewissem Sinne war auch die Zeilenendröhre im TV im Schaltbetrieb.
Auch wurde die E130L mit ihrer extremen Steilheit oft als Modulator
in kleinen Radaranlagen verwendet.

> während MOSFETs aufgrund der Polarität und ihrer breiten Streuung der Abschnürspannung (threshold
> voltage) eigentlich nur digital verwendbar sind.

Nicht wirklich. Alle diese Bauteile können auch im linearen Betrieb verwendet
werden. Die MOSFETS und die steilen Pentoden werden/wurden durchaus etwa
für NF-Endstufen verwendet.

--
mfg Rolf Bombach

Bernd Laengerich

unread,
Jul 25, 2021, 5:30:34 AM7/25/21
to
Am 24.07.2021 um 14:12 schrieb Rolf Bombach:

> Holy sh*t. Ein paar us lang ist beim Knöpfledrücken der Kollektorstrom
> nur durch den Basisstrom begrenzt. Viel Spass bei der Dimensionierung.

Man kann auch beide Knöpfe drücken...

Bernd
--
Meine Glaskugel ist mir leider unvorhersehbarerweise vom Balkon gefallen.
P.Liedermann in defa

Rolf Bombach

unread,
Jul 27, 2021, 12:32:45 PM7/27/21
to
Bernd Laengerich schrieb:
> Am 24.07.2021 um 14:12 schrieb Rolf Bombach:
>
>> Holy sh*t. Ein paar us lang ist beim Knöpfledrücken der Kollektorstrom
>> nur durch den Basisstrom begrenzt. Viel Spass bei der Dimensionierung.
>
> Man kann auch beide Knöpfe drücken...

Zum Vorglühen? Zuerst flopt der Flip?

--
mfg Rolf Bombach

Stephan Gerlach

unread,
Jul 27, 2021, 6:50:23 PM7/27/21
to
Rolf Bombach schrieb:
> Stephan Gerlach schrieb:
>> In einem alten Schulbuch (Physik) hier ist ein Bild von einer
>> einfachen Flipflop-Schaltung, die i.W. über 2 npn-Transistoren
>> realisiert wird.
>> Das Bild sieht sinngemäß ungefähr so aus wie dieses hier
>> <https://www.lernhelfer.de/sites/default/files/styles/square_thumbnail/public/lexicon/image/BWS-PHY-0148-01.gif?itok=XNwZzG92>.
>>
>
> Holy sh*t. Ein paar us lang ist beim Knöpfledrücken der Kollektorstrom
> nur durch den Basisstrom begrenzt. Viel Spass bei der Dimensionierung.
> Physiker sollen nicht in Elektor rumstöbern.
>
>> Später wird im Buch dann der Feldeffekttransistor (FET)
>> eingeführt/erklärt.
>
> Immer, wenn ein neues Bauteil auf den Markt kommt, werden erst mal alle
> Schaltungen auf dieses umgedichtet, ob das sinnvoll ist oder nicht.

Hab' nochmal ganz genau nachgeguckt:
Das ist (wie schon geschrieben) ein
Metall-Oxid-Silicium-Feldeffekt-Transistor, kurs MOS-FET.
Es wird sogar ein spezielles Modell erwähnt, und zwar ist es ein BSS 97.
Wie schon geschrieben hat er 3 Anschlüsse:
Source, Drain und Gate.
An S sollte ein Minuspol angeschlossen sein, an G und D jeweils ein
Pluspol, damit der Transistor durchsteuert und damit leitet.

Ob der Bau einer Flipflop-Schaltung damit sinnvoll ist, mag ich nicht
beurteilen.
Es ging nur darum, ob überhaupt eine (einfache) Flipflopschaltung -
ähnlich den aus "normalen" npn-Transistoren bestehenden, von denen man
zuhauf Bilder im Innennetz findet - auch mit 2 solchen MOS-FETs möglich ist.

Rolf Bombach

unread,
Jul 28, 2021, 8:11:21 AM7/28/21
to
Stephan Gerlach schrieb:
Wie schon erwähnt wurde, mit enhancement MOSFETs, ja. Die werden, je nach Typ,
bei Gatespannungen von 1-6 V leitend. Modernste Typen eventuell darunter, aber
die Skala geht eh mit den depletion-Typen im Negativen noch weiter. Letztere
haben IMHO aber eine weniger geeignete Kennlinie für diesen Zweck.

--
mfg Rolf Bombach
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