Benötigten Basiswiderstand berechnen

[Daniel H. (Firma: keine) (commander)]

Hallo,

ich stelle mir gerade eine Liste mit benötigten Bauteilen zusammen, 
damit ich in die µC-Programḿierung einsteigen kann. Dabei orientiere ich 
mich am AVR-Tutorial.

Nun möchte ich auch gerne den Abschnitt "Ausgänge benutzen, wenn mehr 
Strom benötigt wird" ausprobieren, dabei jedoch zunächst nur LEDs 
ansteuern, d.h. anstatt der direkten Ansteuerung möchte ich die 
Ansteuerung auch über NPN-Transistoren ausprobieren. Hierbei muss/sollte 
man ja einen entsprechend gewählten Basiswiderstand verwenden und einen 
hochohmigen Pulldown-Widerstand zwischen Basis und Emitter.

Nunja, beim Basis-Emitterwiderstand heißt es nur, dass dieser zwischen 
100kOhm und 1MOhm gewählt werden sollte, wobei höhere Werte weniger 
Strom verbrauchen, dabei jedoch weniger anfällig für Störungen sind. Ich 
habe mich jetzt für 510kOhm entschieden, ich denke, das dürfte ok sein, 
oder?

Größere Probleme bereitet mir der Basiswiderstand. Ich habe mir als 
Transistor den BC547A ausgesucht. Da im Datenblatt keine Verstärkung für 
CE,Sat steht soll ich die minimale Verstärkung für den kleinsten 
Kollektorstrom nehmen, was 90 ergibt. Diesen Wert soll man jetzt zur 
Abschätzung der Sättigung durch 2 bis 10 teilen. Und hier weiß ich 
nicht, welchen Wert ich nehmen soll, da ich weder Erfahrung habe, noch 
messen kann, noch ein Diagramm vorhanden ist. Nun habe ich hier im Forum 
einige Vorschläge für vereinfachte Rechnungen gelesen und wollte wissen, 
ob ich hiermit sicher fahre:

hFE = 110
Ic = 2 mA
Vbe = 0.7V
Vcc = 5 V

Ib = Ic/hFE ~ 19µA

Vcc - 0.5V Toleranz - Ube = 3.8V

3.8V/Ib = 20 kOhm => 18 kOhm Standardwert um Exemplarstreuung des 
Transistors entgegenzutreten

[Matthias L. (Gast)]

>Hierbei muss/sollte man ja einen entsprechend gewählten Basiswiderstand 
>verwenden

Bei Emitterschaltung ja, bei Kollektorschaltung nein.



>und einen hochohmigen Pulldown-Widerstand zwischen Basis und Emitter.

Nur wenn es Zustände gibt, wo kein definiertes Potential am Ausgang 
anliegt.


>hFE = 110
>Ic = 2 mA
>Vbe = 0.7V
>Vcc = 5 V
>Ib = Ic/hFE ~ 19µA
>Vcc - 0.5V Toleranz - Ube = 3.8V
>3.8V/Ib = 20 kOhm => 18 kOhm Standardwert um Exemplarstreuung des
>Transistors entgegenzutreten

Das ist soweit korrekt. Der 18k Widerstand lässt also gerade soviel 
Basis, und somit auch Kollektorstrom fließen, wie du für deine Last 
benötigst.

Wenn du den jetzt verringerst, dann erhöhst du den maximal möglichen 
Kollektorstrom, der fließen kann. Dieses Verhältnis enscheidet über 
die "Tiefe" der Sättigung. Umso mehr gesättigt ist, umso "sicherer" 
leitet der Transistor, aber umso länger braucht er beim Zu- bzw. 
abschalten. Für schnelle Schaltvorgänge, zB PWM kann das schnell zu 
langsam werden. (Stichwort: delay time und storage time).

Die Kollektorschaltung hat diese Probleme nicht.

[B. M. (Gast)]

Hallo Daniel,

ich wuerde dir diesen lesenwerten Artikel empfehlen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

Moeglicherweise hast ihn auch schon gelesen.

[holger (Gast)]

>hFE = 110
>Ic = 2 mA

Ib = Ic / hfe = 18uA

Ibsat = 10 x Ib = 180uA

Vcc - 0,7V = 4,3V

4,3V / 180uA = 24k Ohm

[holger (Gast)]

>Ib = Ic/hFE ~ 19µA
>Vcc - 0.5V Toleranz - Ube = 3.8V
>3.8V/Ib = 20 kOhm => 18 kOhm Standardwert um Exemplarstreuung des

Da komm ich auf 200k Ohm;)

[Daniel H. (Firma: keine) (commander)]

Hallo,

danke für eure Antworten.

@Matthias:
Ok, das hatte ich nicht bedacht, werde mir nochmal die Feinheiten der 
Schaltungsarten zu Gemüte führen müssen. Nichtsdestotrotz handelt es 
sich um eine Emitterschaltung, da der Emitter auf GND liegen soll und 
somit Referenz ist. Wie man das dann mit Kollektorschaltung bastelt, 
darum müsste ich mich erst kümmern, aber wäre sicherlich ein gutes 
Training ;)

Was die definierten Zustände angeht... gute Frage. Es ist das erste Mal, 
dass ich mich mit dem Ganzen praktisch und nicht mehr nur theoretisch 
beschäftigen will.

@Olibert:
Danke für den Link, aber den kenne ich schon, dadurch kam ich ja zu der 
Frage, weil ich einfach nicht weiß, voran ich erkennen soll, ob ich nun 
durch 2 oder durch 10 teilen soll (oder durch irgendwas zwischen 2 und 
10).

Edit:
@Holger: Oh man, ja, danke, da hab ich ne 0 geschluckt :)