Negative Spannung

6.2 Negative Spannungserzeugung

• 6.2.1 Mit dem Timer 555
• 6.2.2 Mit dem ICL7660
• 6.2.3 Spannungskaskade
• 6.2.4 Mit mehr Power
• 6.2.5 Schaltregler TL495

6.2.1 Mit dem Timer 555

Ub = 5.013V

RL [Ohm] -U [V] I [A] 1M -4.14 -4.14µ 100k -3.97 -39.70µ 10k -3.58 -0.36m 1k -2.19 -2.19m 100 -0.46 -4.62m

6.2.2 Mit dem ICL7660

Ub = 5.013V

RL [Ohm] -U [V] I [A] 1M -5.01 -5.01µ 100k -5.00 -50.00µ 10k -4.98 -0.49m 1k -4.73 -4.73m 100 -3.11 -31.10m

6.2.3 Spannungskaskade

 G1 = 1 Gatter

 G2 = 2 Gatter

 G3 = 3 Gatter

 G4 = 4 Gatter

Ausgangsspannung [V] Last G1 G2 G3 G4 1k -1,19 -1,28 -1,37 -1,18 10k -3,32 -6,09 -8,08 -9,06 100k -3,99 -8,22 -12,28 -16,04 1M -4,24 -8,75 -13,20 -17,62 10M -4,45 -9,09 -13,68 -18,27

Ausgangsstrom [µA] Last G1 G2 G3 G4 1k -1190,0 -1280,0 -1370,0 -1180,0 10k -332,0 -809,0 -808,0 -906,0 100k -39,9 -82,2 -122,8 -160,4 1M -4,2 -8,7 -13,2 -17,6 10M 0,0 0,0 0,0 0, 0

Je mehr Strom die Gatter liefern können, je belastbarer ist die Spannungsquelle. Beim 74LS14 und 7414 ist das zwar der Fall, aber die Ausgangspegel dieser TTL Bausteine erreichen nicht die 5V Versorgungsspannung (nur ca. 4V).

Ausgangsspannung [V] Last CD4584 74HC14 74LS14 7414 1k -1,18 -8,33 -5,38 -5,60 10k -9,06 -15,66 -9,64 -9,70 100k -16,04 -17,24 -11,25 -11,20 1M -17,62 -18,11 -14,13 -12,57 10M -18,27 -18,78 -15,32 -13,60

Ausgangsstrom [µA] Last CD4584 74HC14 74LS14 7414 1k -1180,0 -8330,0 -5380,0 -5600,0 10k -906,0 -1566,0 -964,0 -970,0 100k -160,4 -172,4 -112,5 -112,0 1M -17,6 -18,1 -14,1 -12,6 10M 0,0 0,0 0,0 0,0

Und jetzt noch die Abhängigkeit vom Taktverhältnis der Rechteckspannung:

Last 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 1k -3,80 -6,79 -8,33 -8,95 -9,15 -8,95 -8,36 -6,36 -3,49 10k -13,92 -15,07 -15,44 -15,56 -15,64 -15,60 -15,48 -15,11 -14,03 100k -16,70 -17,02 -17,10 -17,14 -17,16 -17,16 -17,14 -17,08 -16,90 1M -17,57 -17,67 -17,72 -17,75 -17,76 -17,76 -17,55 -17,73 -17,67 10M -18,14 -18,21 -18,26 -18,28 -18,30 -18,30 -18,30 -18,28 -18,24

6.2.4 Mit mehr Power

Die Ausgangsspannung ist auch etwas höher, weil Shottky Dioden eingesetzt werden.

RL [Ohm] -U [V] I [A] 100 -1,93 19,3m 1k -4,05 4,05m 10k -4,59 0,46m 100k -4,74 47,4µ 1M -4,84 4,84µ 10M -4,92 0,49µ

Noch höhere Leistungsentnahme kann erreicht werden durch:

• Power MOSFET Transistoren
• größere Kondensatoren (bis einige 1000 µF). Dabei ist jedoch zu beachten, das einige Zeit vergehen kann, bis die Kondensatoren geladen sind, d.h. die Ausgangsspannung ist nicht sofort nach dem Einschalten der Versorgungsspannung verfügbar.

6.2.5 Schaltregler TL497

Es ist eine Standardanwendung des altbekannten TL497 und kann Strom bis 80mA liefern. Es ist jedoch zu beachten, das ein Schaltregler immer sehr viel Störungen auf der Versorgungsspannung erzeugt, die um so größer wird, je größer die Last ist.

Diese Grafik zeigt den Wirkungsgrad bei unterschiedlichen Lastströmen und Versorgungsspannungen.