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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Led mit Transistor schalten - Kollektorschaltung


Autor: Ralf (Gast)
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Hallo,

ich mache mir momentan Gedanken wie ich am besten eine LED schalten 
kann, wobei diese (zusammen mit dem entsprechenden Vorwiderstand) an den 
Emitter angeschlossen werden muss. Da ich die LED aber per PWM mit einem 
µC dimmen will, habe ich mir eine Schaltung überlegt um dieses Vorhaben 
zu realisieren. Hauptknackpunkt ist, dass die LED wie gesagt am Emitter 
hängt, ist aber technisch nicht anders machbar.
Könnte das so funktionieren?

Liebe Grüße

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ralf schrieb:
> Könnte das so funktionieren?
Wird schon tun...
Aber: Welche Funktion sollen denn die beiden Dioden übernehmen?

Autor: MaWin (Gast)
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> Könnte das so funktionieren?

Es ist zumindest nicht

> wie ich am besten

Du hast sicher eine falsche Voraussetzung:

"am Emitter"

Es ist sicherlich vollkommen egal, an welchem
Transistoranschluss sie hängt,

entscheidend wird sein, daß die LED mit einem
Kontakt AJN MASSE liegt.

Der Transistor wird unabhängig sein.

Deine Schaltung, mit den 2 Dioden, sieht nach
einem gescheiterten Versuch einer Konstantstromquelle
aus.

Da deine LED aber einen (wohl für 12V passenden)
Vorwiderstand hat, vergiss die Konstantstromquelle.

Lässt du beide Dioden weg (Drahtbrücke), funktioniert
deine Schaltung genau so (sogar ein bischen besser, die
LED bekommt 11.3V statt 10.2V).

Sie ist dann ein Emitterfolger, dem der MOSFET den Saft
abdreht.

Einfacher wäre es wohl, wenn man es so baut:

      +12V          +12V
       |             |
      1k             |
       |             |E
       +------------|< PNP BC338 (bzw. zum LED-Strom passend)
       |             |
      1k             +--Vorwiderstand--|>|-- Masse
       |                               LED
--1k--|< NPN BC547
       |E
      GND

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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MaWin schrieb:
> Einfacher wäre es wohl, wenn man es so baut:
>
>       +12V          +12V
>        |             |
>       1k             |
>        |             |E
>        +------------|< PNP BC338 (bzw. zum LED-Strom passend)
>        |             |
>       1k             +--Vorwiderstand--|>|-- Masse
>        |                               LED
> --1k--|< NPN BC547
>        |E
>       GND

Und am einfachsten so:


       +12V
        |
       LED
        |
        |
       Vorwiderstand
        |
 --1k--|< NPN BC547
        |E
       GND

Autor: Ralf (Gast)
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Die zwei in Reihe geschalteten Dioden sollen einen Spannungsabfall von 
ca 1.4 bezwecken. Dann fallen über dem Emitter nur noch 10.6V ab und die 
Basis liegt sicher auf einem Potential (nämlich fast 12V), das dafür 
sorgt, dass zwischen Basis und Emitter mehr als 0.6V unterschied liegen.

Relevant wird das, wenn der FET nicht durchschaltet. Wenn der FET 
durchschaltet, liegt die Basis ja auf Masse und damit sperrt der 
Bipolartransistor ja wie gewünscht?!


Liebe Grüße

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Zu den Grundlagen: ein Transistor leitet, wenn ein Basisistrom fließt. 
ein Basisistrom fließt, wenn die Basis um 0,6V positiver als der Emitter 
ist (gegeben: NPN-Transistor).

Oder umgedreht: Wenn der Transistor leitet, ist der Emitter um 0,6V 
negativer als die Basis.

>  dass zwischen Basis und Emitter mehr als 0.6V unterschied liegen.
Das ist gar nicht möglich. Es sind mehr oder weniger genau 0,6V. Naja, 
lassen wir das in Grenzfällen mal auf 0,9V bis 1V ansteigen. Aber wenns 
mehr wird, ist die BE-Strecke (=Diode) und damit der Transistor tot.

Autor: MaWin (Gast)
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> Und am einfachsten so:

Klar Lothar, wenn man den Originalartikel nicht liest,
dann kann man aus so eine unpassende Lösung kommen,
die nicht zur Fragestellung des Ralf passt.
Versuch's das nächste mal mit Lesen bevor du Schreibst.

> Die zwei in Reihe geschalteten Dioden sollen einen Spannungsabfall von
> ca 1.4 bezwecken. Dann fallen über dem Emitter nur noch 10.6V ab und die
> Basis liegt sicher auf einem Potential (nämlich fast 12V), das dafür
> sorgt, dass zwischen Basis und Emitter mehr als 0.6V unterschied liegen.

Auch ohne Dioden wird die Schaltung zum Emitterfolger,
wo der Emitter der Spannung an der Basis (-0.7V) folgt.

Autor: Ralf (Gast)
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Ja mit "mehr als 0.6V" habe ich mich etwas unräzise 
ausgedrückt...PN-Übergang, halt..schon klar.

Genau und würde ich nur die LED und den Vorwiderstand im Emitter haben, 
so würde über diesen ja annäherend die komplette Spannung abfallen (von 
Uce sat mal abgesehen) und somit würde auch kein Basisstrom mehr 
fließen?
Deswegen die 2 Dioden im Kollektor und kein Widerstand, da dieser ja den 
Spannungsabfall durch Wärmeerzeugung realisieren würde

Autor: MaWin (Gast)
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> und somit würde auch kein Basisstrom mehr fließen?

Doch.

Und zwar genau so viel wie nötig

(also Emitterstrom / Stromverstärkung).

Am Baiswidersdtand entsteht der 'nötige' Spannungsabfall und
aus dem Transistor kommt die 'übrige' Spannung raus:

Wenn dein Widerstand an 12V beispielsweise hochohmige 1k hätte,
dein bipolar-Transistor ein miese Stromverstärkung von 100,
und die LED mit Vorwiderstand satte 350mA bräuchte,

dann fliessen 3.5mA über die Basis über den Widerstand an dem
3.5V Spannungsabfall entsthen würden, also könnten gar keine
(fast 12)V rauskommen, sondern eher nur 12-3.5-0.7 = 7.8V
(bei der die LED mit Vorwiderstand auch keine 350mA sondern
nur noch 220mA fliessen lassen würde, also nur noch 2.2mA
Basisstorm nötig wären, also nur noch 2.2V Spannungsabfall
am Baistransistor entstehen würden also wieder mehr als 7.8V
zur Verfügung stehen würden, es word soch so auf ca. 9V / 250mA
einpendeln).

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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MaWin schrieb:
> Klar Lothar, wenn man den Originalartikel nicht liest,
> dann kann man aus so eine unpassende Lösung kommen,
LOL, sieh dir mal den Plan an.
>>> Hauptknackpunkt ist, dass die LED wie gesagt am Emitter
>>> hängt, ist aber technisch nicht anders machbar.
Im Plan hängt keine LED an irgendeinem Emitter, das hat mich dann ein 
wenig verwirrt...

Ralf schrieb:
> so würde über diesen ja annäherend die komplette Spannung abfallen (von
> Uce sat mal abgesehen) und somit würde auch kein Basisstrom mehr
> fließen?
Der Transistor stellt sich die Emitterspannung schon selber so ein, dass 
sie um die erwähnten 0,6V unter der Basisspannung liegen. So 
funktionieren ja simple Spannungsversorgungen auc:
 ----o----     -------  Uout = ca. 5V
     |     \  ^
     R    ------
     |      |
     o------
     |
     -.
     ^   Z-Diode 5V6
     |
 ----o-----------------
Und du hast eigentlich nichts anderes...

Autor: Ralf (Gast)
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@ MaWin:

Danke für die Erklärung!
Ich glaub ich weiß jetzt wo mein Denkfehler lag: Nach deiner 
Beschreibung ergibt sich das Emitterpotential aus dem, was an der Basis 
passiert. Ich war aber der Meinung es wird durch den Kollektor 
beeinflusst!
Also dass sich das Emitterpotential aus 12V - Spannungsabfall im 
Kollektorzweig ergibt und das Basispotential dann um 0.6V DARÜBER liegt!
Aber jetzt ists mir klar geworden! Auch deine andere Schaltung mit dem 
PNP Transistor ergibt viel mehr Sinn als mein "Konstrukt"
Und übrigens: Die 350mA sind nichtmal sooo falsch, weil ich mehrere LEDs 
prarallel anschließen will!


Gruß

Autor: Tom (Gast)
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Achtung beim Parallelschalten von Dioden, in jedem Zweig Vorwiderstand 
verwenden!;)

Autor: Ralf (Gast)
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Ja das ist klar :-)

Angenommen ich schalte nun eine LED-Widerstands Kombination parallel zu 
der ersten, dann fließt durch den Transistor ja der doppelte Strom, aber 
durch den Gegenkopplungseffekt der Widerstände am Emitter wird sich auch 
hier wieder der passende Strom einpegeln und die LEDs leuchten mit ihrer 
normalen Helligkeit, richtig?


Gruß

Autor: Tom (Gast)
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Es fließt nur der doppelte Strom wenn R an Basis klein gegen R am 
Emitter ist

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