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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik BC547B Verstärkung von 27 - normal?


Autor: Dave_M (Gast)
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Hi,

ich baute grade eine Schaltung auf (BC547B mit 0,07mA Basisstrom und 
1,9mA Kollektorstrom) und mess eine Verstärkung von 27 statt 300. Woher 
kommt diese Differenz? Mehr als Ub, eine Led an dem Kollektor und dem 
Widerstand an der Basis hängt da nicht mehr dran.

Im Datenblatt finde ich Verstärkungskurven von 200 bei 100 mA 
Kollektorstrom.

Sind etwa alle 3 BC547 defekt? Oder ist das normal?

Danke Dave

Autor: Ulrich (Gast)
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Sind vielleicht Emitter und Kollektor vertauscht ?

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Die Verstaerkungskurve ist stromabhaengig. Das Datenblatt des 
Herstellers sollte dies allerdings enthalten. Eine LED am Kollektor ... 
eine lineare Last waer auch noch was... Es gibt Standardschaltungen, um 
die diversen Verstaerkungen zu messen.

Autor: GGaasstt (Gast)
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In Sättigung ist das normal.

Autor: mhh (Gast)
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Dave_M schrieb:
> Oder ist das normal?

Normal wäre ein Vorwiderstand noch vor vor der LED. Vielleicht hast Du 
das Glück, daß die Batteriespannung(?) zusammenbricht.

Autor: Dave_M (Gast)
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Ich habe den Transistor gedreht (Kollektor, Emitter vertauscht), er wird 
dann knülle heiß. Warum? Ub = 4,5v

aber das wars. dank dir.

Autor: Uwe Nagel (ulegan)
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Warum?
Weil jetzt ein hoher Strom durch den Transistor fliesst, dieser aber 
nicht ganz durchschalten kann. Strom mal Spannung ist Leistung, die hier 
in Form von Wärme erscheint. Die Strombegrenzung findet wohl im 
Wesentlichen in der Stromversorgung statt.
Was dir fehlt, ist der Vorwiderstand in Reihe zur LED.

Autor: Hc Zimmerer (mizch)
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Dave_M schrieb:
> Mehr als Ub, eine Led an dem Kollektor und dem
> Widerstand an der Basis hängt da nicht mehr dran.

Tja, und das logische Ergebnis einer solchen Murks-Schaltung ist dann 
ein Wettrennen, ob erst der Transistor oder erst die LED hops geht.

> er wird dann knülle heiß.

Sie baden soeben Ihre Finger darin.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Wenn er Glück hat, ist die 4.5 V Batterie voerher leer.

Autor: Dave_M (Gast)
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ach was, das lief die ganze nacht über (mitn netzteil 4,5V 1A) :D

Ich ging davon aus, dass der Transistor aufgrund des Basistroms nur ein 
gewissen strom durch lässt. dann brauche ich ja kein zusätzlichen 
vorwiderstand?


mfg

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ja, dann wird eben der Transistor warm.
Urigerweise ist aber die Gleichstromverstärkung eines Transistors von 
der Temperatur abhängig... :-o

Autor: Steuerbert (Gast)
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Dave_M schrieb:
> Ich ging davon aus, dass der Transistor aufgrund des Basistroms nur ein
> gewissen strom durch lässt. dann brauche ich ja kein zusätzlichen
> vorwiderstand?

Ui, das ist pfusch ...

Wenn du wirklich eine Konstantstromquelle willst, dann bau zwischen 
Emitter und GND einen Widerstand R.

Dann schließt du an die Basis (OHNE Basis-Vorwiderstand) eine Spannung 
an, z.B. 4,5V und berechnest R so:

R = (4,5V-0,7V)/0,02A

Dann fließt durch den Transistor nur 20mA für die LED ...

Autor: Dave_M (Gast)
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also zieht meine Led mit 60mA einfach nur zuviel und das is der Grund 
der geschichte?

Das Problem ist, den R rechnerrisch zu dimensionieren...., sodass ich 
bei der LED 60mA habe.

R = U/I

ILed = 60mA

U = (Ub - Utransistor - Uled)

Da aber die LED und der Transitor nicht Linear sind, wie kann ich den R 
dimensionieren?

mfg

Autor: Dave_M (Gast)
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Steuerbert schrieb:
> Wenn du wirklich eine Konstantstromquelle willst, dann bau zwischen
> Emitter und GND einen Widerstand R.
>
> Dann schließt du an die Basis (OHNE Basis-Vorwiderstand) eine Spannung
> an, z.B. 4,5V und berechnest R so:
>
> R = (4,5V-0,7V)/0,02A
>
> Dann fließt durch den Transistor nur 20mA für die LED ...


...dann steuert der Transistor einfach voll durch und ich kann ihn auch 
weglassen.... -.-  Ich wollte den Strom schon mittels Poti regeln.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Dave_M schrieb:
> Das Problem ist, den R rechnerrisch zu dimensionieren...., sodass ich
> bei der LED 60mA habe.
Dann machs empirisch:
1) bau 1k Ohm ein.
2) Strom zu niedrig?
3) bau 820 Ohm ein.
4) Strom zu niedrig?
5) bau 680 Ohm ein.
6) Strom zu niedrig?
7) bau 470 Ohm ein.
8) Strom zu niedrig?
9) bau 330 Ohm ein.
10) Strom zu niedrig?
11) bau 220 Ohm ein.
12) Strom zu niedrig?
13) bau 150 Ohm ein.
14) .....

> U = (Ub - Utransistor - Uled)
Dann lass den Transistor mal raus und setze für die LED 2V ein.
Für den Strom durch die LED schlage ich derzeit 20mA vor.
Mit deinen 4,5V sind das dann 2,5V/20mA = 120 Ohm.

EDIT:
> Ich wollte den Strom schon mittels Poti regeln.
Zeichne einen Schaltplan, wei du es dir vorstellen könntest, gib den 
Bauteilen Namen und poste den Plan hier. Das ist ja ein übles Gestocher 
im Sumpf... :-/

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Dave_M schrieb:
> also zieht meine Led mit 60mA einfach nur zuviel und das is der Grund
> der geschichte?

Das glaub ich nicht.
Transistoren können schon mehr als 60mA bei den paar Volt ab.

> Das Problem ist, den R rechnerrisch zu dimensionieren...., sodass ich
> bei der LED 60mA habe.
>
> R = U/I
>
> ILed = 60mA
>
> U = (Ub - Utransistor - Uled)

Falsch.
Du willst 60 mA auf der C-E Strecke haben.
Der Transistor hat eine Stromverstärkung hFe (findet sich im Datenblatt)
D.h. du brauchst einen Basisstrom von Ice / hFe, damit auf der C-E 
Strecke die 60mA fliessen können.

    Basisstrom = 60 / 300 = 0.2 mA

Und mit diesem Basistrom dimensionierst du deinen Basiswiderstand.

Oder du nimmst einfach 1K. Bei Schalttransistoren ist das nicht so 
kritisch.

Autor: Dave_M (Gast)
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so hab ich das jetzt gerade^^ da wird der zu heiß...

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Dave_M schrieb:
> so hab ich das jetzt gerade^^ da wird der zu heiß...

Ohne Vorwiderstand an der LED: Logo

Du betreibst den Transi in der Sättigung: der lässt soviel Strom durch, 
wie durch will.

Autor: Dave_M (Gast)
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Karl heinz Buchegger schrieb:
> Du betreibst den Transi in der Sättigung: der lässt soviel Strom durch,
> wie durch will.

Durch den begrenzten Basistrom ja eben nicht. -.-

Hab mal bissl rumgerechnet und eine Schaltung gemalt. Das Poti gibt die 
Spannung mit der Diode über Ube an. So habe ich Ic_max bei 80mA 
genommen. Bei aufgedrehten Poti ist U_be = Ub-0,7/2 (Ub = 4,5V), so soll 
ich Ube zwischen 0,7 und 2,25V steuern können. Am R2 würden dann 1,55V 
abfallen. das würden dann maximal 80mA entsprechen wenn ich R2 mit 19 
Ohm bemesse.

Verbesserungsvorschläge?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Was willst du eigentlich erreichen?

Was stört dich an der Vorstellung der LED einfach einen Vorwiderstand zu 
verpassen?

Autor: Dave_M (Gast)
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oO regelbar?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Das wird nix, da der Arbeitspunkt (den du gerade versuchst 
einzustellen/zu berechnen) von diversen Parametern (Strom, Temperatur, 
Exemplarstreuung, ...) abhängig ist.

Du brauchst eine "richtige" Konstantstromquelle, die den eingestellten 
Strom auch wirklich immer möglichst konstant hält. Vielleicht mal beim 
LM317 gucken.
Und natürlich:
Konstantstromquelle.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Dave_M schrieb:
> oO regelbar?

PWM?

oder aber natürlich: da du sowieso ein Poti hast, warum nicht das Poti 
als Vorwiderstand nehmen?

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Dave_M schrieb:
> oO regelbar?
  ^^
    --- ist das ein Eierkopp? :-)

Wenn du den Strom wirklich im aktiven Bereich regeln willst damit,
musst du mit der Verlustleistung leben.  Dann brauchst du halt einen
Transistor, der für die maximal auftretende Verlustleistung auch
spezifziziert ist (und der ggf. entsprechend gekühlt werden muss).

Aber das ist und bleibt in der Form erstmal Pfusch, weil es völlig
instabil wird: die Erwärmung des Transistors senkt die Schwellspannung
seiner Basisdiode, sodass mehr Basisstrom fließt, damit allmählich
mehr Kollektorstrom, bis das Ganze in einem thermischen Gleichgewicht
ist.  Das willst du eigentlich nicht, daher auch oben der Verweis auf
Konstantstromquelle.

Sinnvoller dimmt man eine LED mittels PWM, dann arbeitet der
Transistor im Schalterbetrieb, die Verlustleistung muss vom
Vorwiderstand aufgefangen werden, die kann dann aber viel geringer
ausfallen, da beim Dimmen (im Mittel) weniger Verlustleistung
überhaupt entsteht.

Autor: Dave_M (Gast)
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schade, aber dann muss ich erst einmal eine ganze pwm bauen...

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Dave_M schrieb:
> schade, aber dann muss ich erst einmal eine ganze pwm bauen...

Oder den verlinkten Artikel durchlesen und einfach zwei Transistoren 
statt einem nehmen? Oder eben das Poti als Vorwiderstand zu benutzen, 
wenn das von der Verlustleistung passt.

Autor: Dave_M (Gast)
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^^

ich finds halt immer wieder geil, das man theoretisch alles rechnen kann 
und praktisch alles nich so hinhaut :D

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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Hallo zusammen,

die oben gepostete Schaltung ist ein einfacher Stromkonstanter mit 
Transistor und 3 Widerständen. Hab sowas in der Art auch schon gebaut, 
es geht. Sie regelt zwar nicht so präzise wie z.B. ein 317 als 
Konstantstromschaltung, aber es geht. So lange die Betriebsspannung fest 
ist, ist alles im Lot. Das Ding ist auch in meinem Vorlesungsskript zur 
Elektronik drin.

Wegen Exemplarstreuung: Der Kollektorstrom wird hauptsächlich durch den 
Emitterwiderstand bestimmt, dabei spielt die exakte Verstärkung des 
Transistors nicht mal die Hauptrolle.

Und um eine LED mal etwas zu steuern, da muß man nicht gleich mit 
Kanonen auf Spatzen schießen.

Ich selbst baute auf diese Art mal fix in 5 Minuten einen Konstantstrom 
zum Laden eines kleines Akkus. Ob das Ding nun je nach Temperatur mal 
10mA und mal 11mA bringt, ist für viele Zwecke ziemlich wurscht. 
Hauptsache, es bewegt sich in den Grenzen.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> die oben gepostete Schaltung ist ein einfacher Stromkonstanter mit
> Transistor und 3 Widerständen.

Unter zwei Bedingungen: die Diode müsste eine möglichst gute
thermische Kopplung zum Transistor haben, und der Basisstrom muss
klein im Vergleich zum Querstrom des Basisspannungsteilers sein.

Autor: Steuerbert (Gast)
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Das Ding ist auch in meinem Vorlesungsskript zur
> Elektronik drin.

Und wo findet man das Vorlesungsskript?

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Dave_M schrieb:
> ich finds halt immer wieder geil, das man theoretisch alles rechnen kann
> und praktisch alles nich so hinhaut :D
In der Theorie ist die Praxis der Theorie näher, als in der Praxis.

Außerdem rechnet man meist mit einem vreinfachtem Model.

Autor: Tino Spencer (Gast)
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Wilhelm Ferkes schrieb:
> Das Ding ist auch in meinem Vorlesungsskript zur
> Elektronik drin.

Autsch. In deinen Vorlesungen möchte ich aber nicht sitzen.

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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@Jörg, Steuerbert, Tino Spencer:

OK, Leute, ihr habt ja nicht ganz unrecht.

Das Ding ist immer noch nur ein Transistor mit 3 Widerständen, und weit 
von einer Präzisionsregelung entfernt. Die genannte Schaltung setzt ne 
konstante Betriebsspannung voraus, und hat durch den Transistor immer 
noch Driften im Prozentbereich.

Aber RE zur Stabilisierung und Gegenkopplung ist der richtige Ansatz für 
einen etwas konstanten Kollektorstrom. Der Querstrom durch den 
Basisspannungsteiler muß höher sein als der eigentliche Basisstrom, 
damit die Basisspannung relativ stabil bleibt. Etwa wie beim einstufigen 
Verstärker mit Emittergegenkopplung.

Ist eben nur ne Einfachstschaltung.

Ich werd das Ding bei Gelegenheit noch mal in den Simulator werfen...

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