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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transistor als Schalter


Autor: Samuel (Gast)
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Hallo zusammen,
ich möchte den BC847 als Schalter benutzen. Keines der Datenblätter 
erhält aber eine Angabe zum Mindest-Basisstrom bei der er sicher 
schaltet. Kann ich diesen aus irgendwelchen anderen Angaben errechnen.
Wie groß sollte der Übersteuerungsfaktor im Schalterbetrieb sein mit dem 
ich dann den Mindesbasisstrom multipliziere um den Basisstrom der 
fließen soll zu erhalten(IB=ü*IBmin).
Oder eignet sich ein anderer Transistor besser dafür.
Der Schalter muß nicht schnell sein (mindestens jedoch 50µsec)
Danke!
Samuel

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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> aber eine Angabe zum Mindest-Basisstrom bei der er sicher
> schaltet

Diese Angabe ist meistens auch nicht wirklich relevant.
Viel interessanter ist normalerweise die Frage: Wieviel Strom kann die 
Schaltung liefern, die den Schalter ansteuert?

Du gehst das falsch an.
Die Frage lautet: Wieviel Strom muss im Collector-Emitter kreis fliessen 
können?
Diesen Strom dividierst du durch das hFe aus dem Datenblatt und kriegst 
so den Basisstrom, den du dafür mindestens brauchst. Den nimmst du zur 
Sicherheit noch mal 3 oder mal 5 (sind Schätzwerte). Kann deine 
ansteuernde Schaltung diesen Strom liefern, ist alles in Ordnung. Du 
dimensionierst dann den Basiswiderstand danach.

Oder du nimmst die Brutalo-Methode: Fast alle IC-Ausgänge, die ich so 
benutze, können ein paar zig-mA immer liefern. 1k als Basiswiderstand 
und noch mal schnell mit dem Voltmeter ran um zu sehen ob die 
Basisspannung eh nicht einbricht, und dann passt das schon.

Autor: Gunar N. (gunarn)
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Habe die Brutalomethode in einer Schaltung mit Atmega8, BC548C mit 1k 
Basiswiderstand und einem 12V Relais mit 690 Ohm angewandt. Nun wird mir 
allerdings Angst um den Transistor. Was passiert da eigentlich?

Wird die Basis auf über 4V hochgezogen oder fließen da ca. 3.7mA in die 
Basis mit entsprechendem Spannungsabfall am Widerstand? Ist das noch 
ungefährlich für den Transistor? Schnell muß die Schaltung nicht sein, 
im Gegenteil...

Eine weitere Frage wäre ob die maximale Kollektor-Emitter Spannung mit 
30V für diese Anwendung im Autobordnetz ausreichend dimensioniert ist? 
Eine 1N4148 Freilaufdiode liegt zur Relaisspule parallel.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Gunar N. schrieb:
> Habe die Brutalomethode in einer Schaltung mit Atmega8, BC548C mit 1k
> Basiswiderstand und einem 12V Relais mit 690 Ohm angewandt.


12V mit 690Ohm bedeutet über den Daumen, dass durch das Relais 17mA 
rinnen wollen, damit das Relais anzieht. Soviel Strom braucht also das 
Relais.

Dieser Strom muss auch durch den Transistor. Das ist der Strom, der 
durch die Collector-Emitter Strecke rinnen muss.

> allerdings Angst um den Transistor.

Wieso hast du da Angst?
17mA sind jetzt nicht wirklich weltbewegend viel.

> Was passiert da eigentlich?

Transitoren sind stromgesteuert.
Damit ein bestimmter Strom auf der Collector-Emitter Strecke rinnen 
kann, muss ein entsprechender Basisstrom in die Basis hin laufen. Das 
Verhältnis der beiden ist der hFe Wert. Ein Basisstrom von x mA 
ermöglicht also, dass auf der Collector-Emitter Strecke ein Strom von 
x*hFe rinnen kann. Das heißt nicht, dass er deswegen tatsächlich rinnt. 
Es heist nur, dass er könnte.
So wie ein Wasserhahn. Ist er voll aufgedreht, dann könnten da 5 Liter 
pro Minute durchrinnen. Könnten. Wenn aber das Wasserwerk nur 2 Liter 
pro Minute liefern kann, dann können durch den Wasserhahn auch nicht 
mehr rinnen. Was anderes ist es, wenn der Wasserhahn soweit zugedreht 
ist, dass er nur 0.5 Liter pro Minute ermöglicht. Dann limitiert der 
Wasserhahn die Wassermenge und nicht das Wasserwerk.

Ist der Transistor soweit aufgesteuert, dass er 200mA Stromfluss 
ermöglichen würde, so rinnen die trotzdem nicht. Denn durch das Relais 
kommen nicht mehr als 17mA durch. Der Transistor muss also nur diese 
17mA bewältigen. Und das ist für einen BC548 überhaupt kein Problem.

> Wird die Basis auf über 4V hochgezogen

Die SPannungsifferenz zwschen Basis und Emitter ist nahezu konstant. 
Entscheidend ist nicht die Spannung an der Basis, sondern der Strom der 
in die Basis hinein läuft. Natürlich muss es eine Spannungsdifferenz 
geben, denn Strom rinnt nun mal nur von + nach -, aber der springende 
Punkt ist die Strommenge. Und die stellst du mit dem Basiswiderstand 
ein.
Der Basis-Pin vom Transistor hat einen bestimmten Pegel (du kannst mit 
0.7V rechnen). An deinem µC hat der Ausgangspin 5V. D.h. über dem 
Widerstand fällt die Differenz dieser beiden Spannungen ab. Über diesem 
Widerstand 'liegt' diese Spannung. Aus dem Ohmschen Gesetzt ergibt sich 
somit mit Widerstandswert und Spannung über dem Widerstand, wieviel 
Strom somit durch den Widerstand fliesst. Und genau dieser Strom (der 
natürlich auch durch den Transistor von der Basis zum Emitter rinnt) ist 
es, der die Collector-Emitter Strecke leitend macht. Gemäss x*hFe.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Gunar N. schrieb:
> Wird die Basis auf über 4V hochgezogen oder fließen da ca. 3.7mA in die
> Basis mit entsprechendem Spannungsabfall am Widerstand? Ist das noch
> ungefährlich für den Transistor?

Die 3.7mA machen dem nix aus. Und die Basis bleibt auf ca. 0.7V.

Samuel schrieb:
> Der Schalter muß nicht schnell sein (mindestens jedoch 50µsec)

Da wuerde ich ihn nicht gerade gnadenlos uebersteuern sondern noch ein 
kleines C von einigen 10pF ueber den Basisvorwiderstand legen. Eventuell 
muesste noch eine Schottkydiode von der Basis zum Kollektor eingebaut 
werden.  Anode an Bais und Kathode an den Kollektor.

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