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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor als Schalter, übersteuern


Autor: filip (Gast)
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Hallo

ich will einen transistor als schalter verwenden. ich lese immer wieder, 
dass man ihn übersteuern muss, um ihn als schalter zu verwenden, aber 
ich habe nicht ganz verstanden, wie man ihn übersteuert?
wenn ich den transistor an einen ATtiny anschliesse und ihn über einen 
digitalen ausgang (5V oder 0V) ansteuere, kann ich davon ausgehen dass 
er übersteuert wird? Wie stellt ihr sicher, dass er übersteuert ist?
Misst ihr die Ströme? Widerstände?

Gruss und danke im voraus ;)

Autor: HildeK (Gast)
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Wenn du den Transistor als Schalter verwenden willst, dann willst du ja 
eine Last schalten, d.h. diese Last wird einen gewissen Strom brauchen.
Dieser Strom ist dann der Kollektorstrom durch den Transistor. Um diesen 
Strom fließen lassen zu können, muss die Basis des Transistors ebenso 
mit einem gewissen Strom angesteuert werden. Der Zusammenhang ergibt 
sich aus dem Stromverstärkungsfaktor B oder hFE (Werte aus dem 
Datenblatt). So kann man den minimal nötigen Basisstrom ermitteln.
Im Schalterbetrieb will man den Transistor so gut wie möglich 
durchsteuern, um seine Verlustleistung, hervorgerufen durch den 
restlichen Spannungsabfall zwischen C und E und den Kollektorstrom, so 
klein wie möglich zu halten. Deshalb nimmt man einen Faktor 2-5 für den 
oben ermittelten minimalen Basisstrom und ist auf der sicheren Seite.

Autor: HildeK (Gast)
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Nachtrag: siehe Basiswiderstand

Autor: filip (Gast)
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hallo

danke dir, hat mir weitergeholfen :)

Autor: Oha (Gast)
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Alternativ, oder besser additiv sollte man das Datenblatt besueglich dem 
VceSat bemuehen. Das ist die Saettigungsspannung in Abhaengikeit des 
Basisstromes.
Zusaetzlich sollte man sich die Frage nach der geschwindigkeit 
ueberlegen. Je mehr gesaettigt der Transistor ist, desto langsamer wird 
er. Um schnell schalten zu koennen sollte man ihn nicht saettigen. Dann 
sind wir aber in den MHz.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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.              UCC
                |
                #
                #R_Last
                #        Kollektor
                |
                v  I_C
      R_B       /
o-->-||||-----|/
  IB          |\
                \
                 v  Emitter
                 |
                 |
                ---

Der maximale Kollektorstrom beträgt B*I_B. B ist über weite Bereiche hin 
konstant (Größenordnung: 50...300).

Wenn Du den Transistor übersteuerst, bedeutet das, daß Du I_B deutlich 
größer machst als unbedingt nötig. Der Transistor wird dadurch zwar 
langsamer, aber die Schaltung funktioniert sicher (unabhängig von 
Exemplarstreuungen). Insbesondere wird der Kollektorstrom I_C von R_Last 
und nicht vom Transistor begrenzt.

In der Praxis rechnest Du Dir aus, wie groß der Strom I_C beträgt, und 
Du legst I_B deutlich größer als I_C/B aus.

Gruß,
  Michael

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Michael Lenz wrote:
> In der Praxis rechnest Du Dir aus, wie groß der Strom I_C beträgt, und
> Du legst I_B deutlich größer als I_C/B aus.
>
>

Wobei deutlich in der Praxis als Faktor 2 bis Faktor 5 genügt. Mehr 
macht selten Sinn in Allerwelts-Hobby-Kleinleistungsschaltanwendungen.
Etwas anders als im Beitrag 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

in dem ca ein Faktor 1,1 gewählt wurde.


hth,
Andrew

Autor: Oha (Gast)
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Der Poster hat noch nichts von der Last erzaehlt. Wenn man sich an hfe 
resp ein 1.1 faches haelt, so ist man noch im linearen Bereich. Das 
moechte man von der Verlustleistung her nicht immer. Daher bei hoeheren 
Stroemen immer die VceSat kurve konsultieren.

Autor: Johnny (Gast)
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Heutzutage nimmt man doch eh einen N-Kanal FET, dann brauchst Du 
höchstens noch einen 10...100kOhm Pull-Down Widerstand am Gate, damit es 
während des Aufstartens des uC auf einem definierten Pegel liegt.

Autor: Norgan (Gast)
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> Wobei deutlich in der Praxis als Faktor 2 bis Faktor 5 genügt. Mehr
> macht selten Sinn in Allerwelts-Hobby-Kleinleistungsschaltanwendungen.
> Etwas anders als im Beitrag
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
>
> in dem ca ein Faktor 1,1 gewählt wurde.

Das lese ich aus dem Artikel so nicht raus. Da wird mit der schwer zu 
findenden Stromverstärkung in Sättigung gerechnet. Die ist ja schon um 
einen satten Faktor kleiner als hfe. Oben drauf wird abgerundet 
(irgendwo steht was von 10%).

In Beispiel 1 wird mit 30 statt hfe=100 gerechnet. Also mit einem Faktor 
3. Im zweiten Beispiel sogar mit einem Faktor 10.

Was nirgendwo drin steht ist, dass ein Transistor irgendwann bei 
übergroßen Basisstrom hops geht. Nach Sättigung kommt Rauch.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Norgan wrote:
>
> Was nirgendwo drin steht ist, dass ein Transistor irgendwann bei
> übergroßen Basisstrom hops geht. Nach Sättigung kommt Rauch.

Dafür gibt es das Datenblatt. Ib (max) ist da angegeben.
Da steht es also drin.

Ebenso sagt ja die Angabe "Faktor 2 bis 5" wählen sowie die Angabe ca. 
Faktor 1.1 (was sich im dortigen Beispiel durch das Abrunden ergibt). 
Das man keinen beliebig großen Strom wählt.

Sondern halt a bisserl denkt.

Autor: Dieter S. (accutron)
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Hallo,

übrigens ergänzend ist zu sagen, dass ein Bipolar-Transistor auch als 
AC-Schalter dienen kann. Und generell kann man die hohe Offset-Spannung 
ca. um den Faktor 10 verringern, indem der Transistor invers betrieben 
wird, also Kollektor auf GND, Emitter an Last. Nachteil dieses Modus ist 
allerdings der erhöhte Basisstrom, der nötig wird (auch etwa Faktor 10).

Gruß

Dieter

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