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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Basiswiderstand bei einem PNP


Autor: AD (Gast)
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Hallo an alle.

Ich habe hier ein kleines Verständnis Problem. Den Basiswiderstand bei 
einem NPN zu berechnen ist ja kein Problem, jdeoch wie sieht es da bei 
einem PNP aus dessen Bezugspunkt ja nicht die Spannung aus zB einem 
Mikrocontroller ist, sondern immer GND, also 0V. Wenn ich hier eine Last 
zb von 200 mA schalten will wie rechne ich denn den Basiswiderstand 
gegen 0V aus ? Mach ich einen Denkfehler ?

: Verschoben durch Admin
Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Mach ich einen Denkfehler ?

Ja, hier:
>einem PNP aus dessen Bezugspunkt ja nicht die Spannung aus zB einem
Mikrocontroller ist, sondern immer GND, also 0V

Der Bezugspunkt bei jedem Transistor ist sein Emitter bzw (bei FETs) 
der Source-anschluss!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Den rechnest du genauso aus wie im NPN Fall.
Also wenn der Transistor mit seinem Emitter an +5V haengt dann ist der 
Spannungsabfall am Basisvorwiderstand 5V - UBE(0.7V) - Ulow. Ulow = 
Spannung am Ausgang bei logisch 0 (meistens zu vernachlaessigen). Der 
Transistor wird ja eingeschaltet wenn der Ausgang auf 0V liegt.

Bedenke aber das es nicht ohne weiteres moeglich ist die Spannung am 
Emitter hoeher zu legen als die Ausgangsspannung des treibenden ICs. 
Also du kannst nicht den Emitter auf +12V legen und das treibende IC hat 
eine Versorgungsspannung von 5V.

Gruss Helmi

Autor: AD (Gast)
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Ahaaaa, okay, dann macht es einen Sinn, wenn der Bezugspunkt jeweils der 
Emitter ist.

Helmi:
Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann würde der PNP bei einer 
höheren Emitterspannung als der Treibende IC nicht mehr richtig Sperren, 
sondern ewig "etwas" Leiten... Wohingegen der NPN nie "Richtig" Leiten 
würde ( Also auf den Sättigungsbetrieb bezogen....

Wenn dem so ist, denke ich ich habs kappiert :-)

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann würde der PNP bei einer
>höheren Emitterspannung als der Treibende IC nicht mehr richtig Sperren,
>sondern ewig "etwas" Leiten... Wohingegen der NPN nie "Richtig" Leiten
>würde ( Also auf den Sättigungsbetrieb bezogen....

So isses.  Wenn du mit dem PNP eine hoehere Spannung schalten willst 
must du noch einen 2. Transistor davor schalten. (der Trend geht 
eindeutig zum zweit Transistor).  Oder aber ein Openkollektortreiber wie 
74xx06 oder 74xx07 oder den ULN2803.

Autor: AD (Gast)
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Okay, habs gerafft... 1000 Dank :-)

Gruß, Andy

Autor: klodeckel (Gast)
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>Der Bezugspunkt bei jedem Transistor ist sein Emitter bzw (bei FETs)
>der Source-anschluss!

Achja? Auch bei Basis- oder Kollektorschaltung?


guude

ts

Autor: AD (Gast)
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Nun, grad stellt sich mir aber noch ne Frage:

Wenn Ich mit 5V und einem µC arbeite, 5V beim pnp also am Emitter 
anliegen, der Ausgang eines AT Megas ( oder auch viele ander ) liefern 
nur ca 4,5 V, dann würde der Transistor ja nie richtig sperren. Wie wird 
das gelöst ? Reicht da ein einfacher Pull up zur Basis ?

Und wenn ich einen 2. Transistor davor schalte um eine höhere Spannung 
zu schalten, wie errechnet sich denn dann der Basiswiderstand ( denn ich 
hab ja zusätzlich noch eine Kollektor Emitter strecke gegen GND die ich 
berücksichtigen müsste. ) Und wie gestaltet sich der Basiswiderstand des 
2. Transistors ? Damit schalte ich ja keine Last mehr sondern nur noch 
einen sehr geringen Strom, oder ? Ist dieser Strom dann abhängig von dem 
Basisstrom des Scahltenden Transistors zzl seinem Pullup ? oder vergess 
ich da noch was?

Gruss, Andy

Autor: Arno H. (arno_h)
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Lies dir mal im Datenblatt die Messbedingungen für die 4,5 V durch, da 
fliesst ein Strom nach Masse.
Ein PNP wirkt praktisch als PullUp. Dürfte also deutlich näher an den 5 
Volt sein.

Arno

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Wenn Ich mit 5V und einem µC arbeite, 5V beim pnp also am Emitter
>anliegen, der Ausgang eines AT Megas ( oder auch viele ander ) liefern
>nur ca 4,5 V, dann würde der Transistor ja nie richtig sperren. Wie wird
>das gelöst ? Reicht da ein einfacher Pull up zur Basis ?

Ja so wirst gemacht.

Faustregel zur dimensionierung etwa 1/10 .. 1/5 des Stromes durch den 
Basisvorwiderstand sollte genuegen.


------------------+-------+------ U++ Spannung
                  |       |
                  R1      E pnp
                  |
                  +-----B pnp
                  |
                  R2      C pnp
                  |       |
                  |       RL
                 C npn    |
------ R3 ---- B npn      GND
                 E npn
                  |
                 GND


IB1 = Ic1 / B1
R2 = (U++ - UBE1 - UCsat2) / (IB1 * k1)
R1 = UBE1 / IB1
IB2 = (IB1*k1) / B2
R3 = (Uhigh-UBE2)/(IB2*k2)

IC1 = Kollektorstrom vom PNP
IB1 = Basisstrom vom PNP
B1  = Stromverstaerkung vom PNP
B2  = Stromverstaerkung vom NPN
IB2 = Basisstrom vom NPN
U++ = hoehere Versorgungsspannung
UCSat2 = Saettigunsspannung vom NPN (ca. 0.5V)
k1  = uebersteuerungsfaktor vom PNP ( 3.. 10 fach)
k2  = uebersteuerungsfaktor vom NPN  (3 .. 10 fach)

Beispiel:
B1 = 150
B2 = 200
IC1 = 300mA

IB1 = 300mA / 150 = 2mA
R2 = (12V - 0.7V - 0.5V) / (2mA * 10) = 540 Ohm = 560 Ohm Norm
R1 = 0.7V / 2mA = 350 Ohm = 390 Ohm Norm
IB2 = (2mA * 10) / 200 = 100uA
R3 = (4.5V - 0.7V)/ (100uA * 10) = 3800 Ohm = 3.9KOhm Norm

Gruss Helmi

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>>Der Bezugspunkt bei jedem Transistor ist sein Emitter bzw (bei FETs)
>>der Source-anschluss!

>Achja? Auch bei Basis- oder Kollektorschaltung?

Ja tut es. Es geht ja nur um den Transistor.

Basisschaltung besagt ja nur, dass die Basis wechselspannungsmäßig auf 
Masse liegt. Mehr nicht.

Autor: AD (Gast)
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Helmi:
Das nenn ich mal eine klare Ansage. Jetzt iss alles klar. Eigentlich 
ganz einfach. 1000 Dank

Autor: AD (Gast)
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Hi `chen, Ich nochmal...

je länger ich über die Beispielrechnung von Helmi nachdenke desto 
unlogischer erscheint mir da etwas...

Muss die Basis beim PNP nicht negativer sein um überhaupt in der 
sättigung arbeiten zu können ? Da die Basis ja an einem Spannungsteiler 
hängt, R1 mit 390 Ohm aber kleiner als R2 ist, wie kann dann die Basis 
negativer sein um den T in der sättigung betreiben zu können ??? Wenn 
ich nen Denkfehler macht, unterbrecht mich ruhig.. :-)

Für mich wäre nach diesem Beispiel folgende Rechnung logischer:

Wenn der Pullup R1 mit 390 Ohm deklariert ist und U++ 12V sind, dann 
fliesst durch diesen Widerstand einen Strom von 12 / 390 = 30,7 mA also 
runden wir mal auf 31 mA. Da für die Last ja ein Basisstrom von 2 mA 
fliessen muss, muss dann nicht der gesamte Strom also 31 + 2 = 33 mA nun 
über R2 und den NPN abgeleitet werden damit das ganze funktioniert ?
Wäre dann nicht :
R2 = (12V - 0.7V - 0.5V) / ((2mA * 10) + 31mA) = 10,8 V / 51mA = 212 Ohm 
oder sagen wir in der E12 Reihe 220 Ohm oder besser 180 Ohm ??? Somit 
ist dieser Widerstand auch kleiner als R1 und somit die Basis auch 
negativer, damit das funktionieren kann ??????

Errechnet sich dann nicht auch R3:

IB2 = ((2mA * 10) + 31mA) / 200 = 2,55 mA
R3 = (4.5V - 0.7V)/ (2,55mA * 10) = 149 Ohm = 150 Ohm Norm ?????

Das wäre für mich Logisch. Wenn ich falsch liege, dann erklärt mir bitte 
wo mein denkfehler liegt. Ich möchte das ganze auch Verstehen.

Gruß, Andy

Autor: AD (Gast)
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oder liegt der fehler evtl doch in der formel zur berechnung von R1 ?

0,7V /2mA ???

ist es nicht eher 12V - 0,7V / 2mA ??????

dann wäre der Widerstand rund 5,6k was mir etwas logischer erscheint als 
die 390 Ohm

hmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm.............................

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Muss die Basis beim PNP nicht negativer sein um überhaupt in der
>sättigung arbeiten zu können ? Da die Basis ja an einem Spannungsteiler
>hängt, R1 mit 390 Ohm aber kleiner als R2 ist, wie kann dann die Basis
>negativer sein um den T in der sättigung betreiben zu können ??? Wenn
>ich nen Denkfehler macht, unterbrecht mich ruhig.. :-)

Negativer in bezug auf den Emitter. Wenn der Emitter auf 12V liegt und 
die Basis auf 11.3V  dann ist die Basis doch negativer als der Emitter. 
Haengt nur vom Standpunkt des betrachtens ab. Ist wie auf einem Berg 
alle sind kleiner als ich der oben steht.

>Wenn der Pullup R1 mit 390 Ohm deklariert ist und U++ 12V sind, dann
>fliesst durch diesen Widerstand einen Strom von 12 / 390 = 30,7 mA also
>runden wir mal auf 31 mA.

Soviel fliest da nicht maximal liegen am R1 0.7V an die 
Basis-Emitterstrecke begrenzt das. Also bleiben fuer den R1 ca. 1.8mA.

An dem R2 liegen jetzt 12V - 0.7V (UBE vonm PNP) - 0.5 (Saettigung vom 
NPN) = 10.8V an.

10.8V / 560 Ohm = 19.2mA  fliessen dann ueber den R2. An der Basis vom 
PNP teilen die sich auf in 1.8mA fuer den R1 und in 17.4mA fuer die 
Basis.



Verhaeltnis von IC/IB vom PNP = 300mA / 17.4mA  = 17. Angenommene 
Stromverstaerkung vom PNP = 150. Also ist die uebersteuerung vom PNP 
jetzt

150 / 17 = 8.7 fach.

Also ist der PNP damit gut durchgesteuert. Wie gesagt der Faktor sollte 
so zwischen 3 .. 10 liegen.


In den Kollektor vom NPN fliesen jetzt 19.2 mA. Dadurch ergibt sich ein 
mindest Basisstrom von 19.2mA / 200 = 96uA.

Wie legen den Uebersteuerungsfaktor jetzt auf 10 fest. Also soll in die 
Basis jetzt 960uA fliessen.

Am R3 liegt die folgende Spannung:

Uouthigh (4.5V) - UBe(von NPN = 0.7V)  = 3.8V

Damit errechnet sich der R3 = 3.8V/960uA = 3958 Ohm = 3.9K Normwert


Das hier sich jetzt geringfuegig andere Werte ergeben liegt daran das 
hier jetzt rueckwaerts gerechnet wurde.


Gruss Helmi

Autor: Carsten (Gast)
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@ Helmut Lenzen

Du mußt Zeit haben!
Beneidenswert!

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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@Carsten

Da du immer mitliest wahrscheinlich auch.

Gruss Helmi

Autor: AD (Gast)
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Hmmmm..... Okay, wenn das dann mal so ist, dann ist das wohl so. Dann 
dank ich nochmal herzlich für die mühe..

..und auch all denjenigen die nix besseres zu tun haben als ihren 
unsinnigen Senf dazu zu geben. Anscheinend habt ihr auch zu viel zeit, 
nur mit dem Unterschied euren Senf will keiner wissen, der müllt nur das 
Board zu ! Entweder seid ihr nicht in der Lage Vernünftige Antworten zu 
geben oder habt ein psychisches Problem, dann solltet ihr euch behandeln 
lassen. Es gibt hier keine Antwort Pflicht und wer nicht antworten will 
oder keine Zeit hat der muss das auch nicht tun. Ein Hoch auf die 
Anständigen die wenigstens was sinnvolles in diesem Board beitragen um 
anderen zu helfen, so wie Helmi, der das Board nicht sinnlos zu pulvert 
um über andere zu lästern. Sorry, aber mich kotzen diese Proleten echt 
an.

PS: Man würde sicherlich mit der Suchfunktion öfters sinnvolle und 
hilfreiche informationen finden wenn nicht die hälfte mit solchem 
scheiss zugemüllt wäre, denn das macht absolut keinen spass sich nur 
durch dummlaberei zu wühlen, denn DAS kostet unnötig Zeit !

Autor: degart (Gast)
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Hallo,

gut gebrüllt Löwe. Genau meine Meinung. Warum kann man die 
Dilettenten-Pädagogik nicht einfach weg lassen?! Naja, das wäre eine 
Frage der Selbstdisziplin. Daher:rein illusorisch.
Als User sollte man filtern können, mit wem man sich weiter auseinander 
setzen will. Dann bleibt das Ganze übersichtlicher.

Und: Sonderlob für Helmi!!

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