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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Relais oder Transistoren?


Autor: Tobias Holst (Gast)
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Hi

Ich möchte eine Art Umschalter bauen. Dafür soll immer nur genau ein
Ausgang aktiv sein. Das Schalten wird ein Mega32 übernehmen. Doch
sollte ich als Schalter Transistoren oder Relais nehmen? Ströme werden
zwischen 0 und 10A liegen und die Spannungen zwischen 0,5 und 45V.

Ciao Tobias

Autor: xXx (Gast)
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Relais

Autor: mr.chip (Gast)
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Hallo

Relais. Ein Transistor würde wohl in Rauch aufgehen. Zum Schalten des
Relais selbst solltest du aber einen Transistor verwenden.. Mega32
schaltet Transistor schaltet Relais.

Denke auch daran, deine Stromversorgung für die Steuerung mit genügend
Kondensatoren zu stützen, da das Relais beim Schaltvorgang starke
Störungen hervorrufen kann.

Evtl. gäbe es auch noch andere Schalter, die man anstelle des Relais
nehmen könnte. Die Experten hier wissen da sicher mehr ;-)

Gruss

Michael

Autor: Eckhard (Gast)
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Hallo,

zum ansteuern der Relais wirst Du auf jeden Fall Transistoren brauchen.
Da würde ich mal schauen ob es nicht auch allein mit Transitoren geht.

Eckhard

Autor: Haiko (Gast)
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Hallo,

Also nun kommt es ja auch auf die Rahmenbedingungen an ob ein Relay
oder Transistor nutzbar ist.

Transistor würde ich aber nicht nehmen aner einen FET den kannst du mit
dem µc dierekt ansteuern und der schaft auch 10 A zu schalten.

Bei Relay und Transistor must du eine Vorstufe oder treiber verwenden
da der µc nur wenige mA abgibt. Diese reichen aber um einen Fet zu
schalten da diese Leistungslos und nur über die Spannung angesteuert
werden. Weiter ist ein Relai nicht unbedingt geeignet wenn es eine
hohen Schaltzyklus gibt..


Gruß  Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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FET würde also gehen? Hat jemand zufällig gerade ne übliche Bezeichnung
für ein FET in der Leistungstufe, dann brauch ich nicht suchen ;-)

Autor: Haiko (Gast)
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Hallo,

Also auch für einen FET Vorschlag solltest du etwas genauer beschreiben
was du damit machen willst.

Habe selber gerade ein Steuergerät für ne Standheizung gebaut und dort
FET´S verwendet du könntest z.B. einen IRLZ34N oder einen IRF530N
benutzen einer ist P-Kanal und der andere N-Kanal also was willst du
genau machen.. High-Side oder Low-Side

Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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jetzt kommt mein doch großes Unwissen der Elektronik zum Vorschein! :-)

Öhm, also es handelt sich um ein Ladegerät, dass nur einen Ausgang hat.
Ich möchte jetzt eine Schaltung bauen, die nach dem Laden des ersten
Akkus den Ausgang abschaltet und den nächsten anschaltet, so dass
dieser am Ladegerät hängt. Dann soll mein Prozessor den Startknopf des
Ladegerätes betätigen.

Autor: johnny.m (Gast)
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Für eher seltenes Schalten ist ein Relais sicher die bessere Lösung.

1. 'Eingebaute' Schalttotzeit durch Zwangsführung der Kontakte
2. Keine Potenzialprobleme auf der Kontaktseite

Bei einer Schaltung nur mit Transistoren oder FETs musst Du dafür
sorgen, dass tatsächlich immer nur ein Zweig aktiv ist, beim Relais mit
Umschaltkontakt geht das mehr oder weniger automatisch. Bei Transistoren
Hast Du auch keine Trennung zwischen Steuer- und Laststromkreis und
musst Dir Gedanken über den Potenzialbezug Deiner Steuerspannung
machen. Ganz ekelhaft wird das bei höheren Ausgangsspannungen, wenn Du
High-Side schalten willst. Dann musst Du nämlich noch Deine
Steuerspannung hochlegen.

Wenns allerdings auf große Schalthäufigkeit rausläuft, kommst Du um
FETs nicht rum.

Gruß

Johnny

Autor: johnny.m (Gast)
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Upps, Überschneidung. Also eher seltenes Schalten. Für so was würde ich
auf jeden Fall ein Relais nehmen.

Autor: Haiko (Gast)
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Hmm

Also in diesem Falle kannst ruhig ein Relay benutzen.
Aber ACHTUNG das Relay nicht dierekt mit dem µc verbinden sonst ist der
Ausgang schnell im Ar.... !

Nun musst du dir Gedanken über eine Treiberstufe machen. Entweder einen
Kleinsignaltransistor mit dem µc ansteuern welcher dann das Relai
ansteuert oder eventuell einen ULN2803 benutzen um das Relai
anzusteuern. Der ULN2803 ist eigentlich auch nichts anderes als 8
Transistoren mit open collector in einem Gehäuse, sollte ich nicht
irren...

Sofern ein Ausgang des ULN2803 nicht genug Strom liefern kann kannst du
auch 2 Ausgänge miteinander koppeln.


Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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aber dann brauch ich noch Transistoren zum ansteuern der Relais,
richtig? welche? :-)

Autor: Tobias Holst (Gast)
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oh, Überschneidung. Danach such ich mal.

Autor: Haiko (Gast)
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Nun solltest du abdersrum anfangen...

Das Lastrelai hat was für einen Spulenwiderstand  bei welchem Strom ??
Danach musst du den Steuertransistor aussuchen und die Freilaufdiode
welche nicht vergessen werden sollte. Danach kannst du dich um
Widerstände Gedanken machen und dann erst einkaufen.
Also so einfach ist das nicht sofern keine Details vorliegen

Haiko

Autor: johnny.m (Gast)
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>sollte ich nicht irren...
Du irrst nicht;-)

@Tobias:
Nicht vergessen: Freilaufdiode antiparallel zur Relais-Spule, sonst
verabschiedet sich Deine Schaltung gleich beim ersten Abschaltversuch.
Im ULN2803 sind allerdings schon Dioden drin, die bei entsprechender
Beschaltung dafür genutzt werden können.

Gruß

Johnny

Autor: Tobias Holst (Gast)
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Relais haben 12V 200 Ohm. Freilaufdiode? wofür brauch ich die?

Autor: johnny.m (Gast)
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Autor: Tobias Holst (Gast)
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was heißt Antiparallel? Und den uln2803 kann man beim Pollin nicht
bekommen. Da ich nicht noch irgendwo anders extra bestellen möchte,
wäre es ganz praktisch, wenn es das beim Polling gibt.

Autor: johnny.m (Gast)
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Freilaufdiode brauchst Du, weil Du eine induktive Last (Spule)
schaltest. Der Strom an einer Induktivität kann nicht mit einem Mal
aufhören zu fließen sondern muss Gelegenheit bekommen, sich
kontinuierlich abzubauen. Wenn die Möglichkeit nicht gegeben wird,
gibts Überspannungen, die Dir Deinen Steuertransistor killen können.

Autor: johnny.m (Gast)
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Antiparallel heißt, dass die Diode so eingebaut wird, dass sie im
Normalbetrieb nicht leitet, also entgegen der Polarität Deiner
Versorgungsspannung

Autor: Tobias Holst (Gast)
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ok, Relais sind ausgesucht 12v 200 Ohm
Dioden habe ich noch 1N4004
dann fehlen noch die Transistoren...

Autor: Haiko (Gast)
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Freilaufdioden sind dazu...


Protz:

Auch hier gilt die Lenz’sche Regel. Beim Einschalten des
Stromkreises baut sich in der Spule ein Magnetfeld auf. Die dadurch
induzierte Spannung wirkt ihrer Ursache – also der am Stromkreis
angelegten Spannung – entgegen. Die induzierte Spannung behindert
also ein rasches Ansteigen des Stromes in der Spule. Aber sie verhindert
den Anstieg nicht, sondern „bremst“ ihn nur.

Protz Ende:

Also will damit sagen das beim anschalten der Spannung über deine
Vorstufe ein hoher Spannungsimpuls aus der Spule kommt welcher die
Halbleiter killen wird. Damit das nicht passiert wird eine Diode
zwischen + und - geschaltet damit die Spannungsspitzen kurzgeschlossen
werden somit sind sie unschädlich. Die Diode wird einfach in falscher
richtung zwischen + und - geschaltet allerdings dierekt am relai.

So zum Transistor du brauchst also einen der ca 60mA und 0,75W abkann.
soeinen musst jetzt finden, allerdings muss er auch zum µc passend sein
da er ja schon bei 5V voll durchschalten soll...


Haiko

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> Und den uln2803 kann man beim Pollin nicht
> bekommen. Da ich nicht noch irgendwo anders extra bestellen möchte,
> wäre es ganz praktisch, wenn es das beim Polling gibt.

Pollin ist ja auch kein Elektronik-Fachhändler, sondern ein
Restposten-Händler. Man kann dort dieses und jenes Schnäppchen machen,
hat aber keinen Anspruch auf ein Grundsortiment.

Wenn dir die Versandkosten von www.reichelt.de zu teuer sind, dann
schau mal bei http://www.csd-electronics.de/de/index.htm vorbei. Und
bestell gleich einen 100er Streifen SMD-Chipkondensatoren 100nF mit,
die wirst du andauernd brauchen, wenn du eigene Schaltungen zusammen
lötest.

...

Autor: Haiko (Gast)
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Mist zu langsam..

Ich habe BC 377 verwendet diese können 800 mA ab und schalten schon bei
5V Basis.
Berichtigt mich solte ich falsch liegen..

Autor: johnny.m (Gast)
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BC377 ist ein Bipolartransistor und verträgt sicher keine 5V an der
Basis

Autor: johnny.m (Gast)
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Im Übrigen tuts auch ein BC547. Bei 12 V und 200 Ohm fließen max. 60 mA.
Und an den Basis-Spannungsteiler denken. Bipolartransistoren sind
stromgesteuert!

Autor: Haiko (Gast)
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Angehängte Dateien:

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Achtung:

Bitte einmal in den Anhang schauen dort steht :
Emitter-Base Voltage VEBO 5 V

Oder was sagt das aus ???


Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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Basis-Spannungsteiler?

Autor: Haiko (Gast)
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ACHTUNG ACHTUNG

Ach son mist schreibfehler ich meine den BC 337  SORRY




Haiko

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Das ist die Sperrspannung der Basis-Emitter-Diode.

Die Basis darf also nicht negativer als -5V werden. Das ist bei den
meisten Kleinleistungs-Transistoren der Fall.

Versuchs mal mit Grundlagenwissen, ehe du Datenblätter falsch
interpretierst...

...

Autor: Haiko (Gast)
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Nunja,


Ein Basis-Spannungsteiler sind 2 in Reihe geschaltete widerstände gegen
GND nun kannst du sofern es 2 gleiche sind zwischen den Widerständen
genau die halbe Spannung abgreifen. Benötigt mann eine andere Spannung
so muss das Verhältnis der beiden Widerstände geändert werden.



Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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so weit kenn ich auch einen Spannungsteiler. Nur wofür brauche ich ihn
in diesem Fall?

Autor: Haiko (Gast)
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@ HanneS:

Nun ja sind es in diesem Datenblatt 1,2 V ??? Oder bin ich da auch
falsch ??
Sonst sag mir doch bitte mal auf welcher seite es Steht.

Gruß  Haiko

Autor: Haiko (Gast)
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Sofern meine Aussage Falsch war das der Transistor mit 5V Basisspannung
beschickt werden kann...

Also damit du die 5V oder was aus deinem µc raus kommt auf die max
Basisspannung einstellen kannst. Im schlimmsten falle geht sonst der
Transistor kaputt. Allerdings wird meines Wissens nach der Transistor
sofern er als schalter dient etwas übersättigt damit er schneller oder
besser schaltet.


Haiko

Autor: Tobias Holst (Gast)
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also bei mir kommen gerade 3 Fragezeichen :-)

Jetzt nochmnal: Brauche ich für den BC547B einen Spannungsteiler und
wenn ja wo?

Autor: johnny.m (Gast)
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Die Basis-Emitter-Sättigungsspannung ist mit max. 1,2 V angegeben. Der
Basisspannungsteiler muss einerseits dafür sorgen, dass diese 1,2 V
nicht überschritten werden und andererseits, dass ausreichend
Basisstrom fließt, um den Transistor ausreichend aufzusteuern
(Stromverstärkung).

Tip: nimm einen MOSFET (z.B. BS250), da brauchst Du Dir um den ganzen
kram mit Stromverstärkung usw. keine Gedanken zu machen. Da reicht ein
kleiner Widerstand (<50 Ohm) am Gate und den kannste direkt an Deinen
µC-Ausgang hängen. MOSFET ist halt nur ein bisschen teurer.

Gruß

Johnny

Autor: johnny.m (Gast)
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Tschuldigung, meinte BS170

Autor: A.K. (Gast)
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Ein Bipolartrasistor wird mit Strom gesteuert, nicht mit Spannung. Der
Basiswiderstand ergibt sich also aus dem benötigten Basistrom (=>
Artikel), nicht aus irgendeinem Spannungsteiler.

Und ein Widerstand zwischen Basis und Emitter ist bei Ansteuerung durch
einen Controller-Pin fast immer überflüssig. Denn wenn der Ausgang auf 0
liegt, dient der Basiswiderstand ja selbst als Pulldown.

Autor: Tobias Holst (Gast)
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zu FETs:
geht auch ein BUZ11 oder BUZ11A oder sowas? Muss halt bei Pollin oder
csd-electronics zu bekommen sein...

Autor: A.K. (Gast)
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"Der Basisspannungsteiler muss einerseits dafür sorgen, dass diese 1,2V
nicht überschritten werden"

Obere Grenze des Wertes vom Basis-Widerstand: mindestens benötigter
Basisstrom.

Untere Grenze des Widerstands: Strombelastbarkeit des Controller-Pins
und der Basis vom Transistor. Die 1,2V sind völlig irrelevant.

Autor: A.K. (Gast)
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Wenn du mit dem BUZ11 das Relais schalten willst - bei VCC=5V geht es
zwar, ist aber mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Wenn du die Last
direkt schalten willst - lass es lieber bleiben.

Autor: A.K. (Gast)
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Autor: Tobias Holst (Gast)
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hey was denn nun? Relais mit BC647B und irgendeiner noch undefinierten
Spannungsteilerschaltung oder FETs?

Autor: Tobias Holst (Gast)
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ok, Basiswiderstand hab ich jetzt kapiert. Und Sorry, ich meinte
natürlich bc547B.

Autor: johnny.m (Gast)
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A.K. hat natürlich recht. Ist die einfachste und billigste Lösung. Nimm
aber vielleicht doch besser einen BC337. Damit biste auf der sicheren
Seite, was den maximalen Dauerstrom angeht. Wenn Du den natürlich nicht
kriegst, tuts auch der 547B.

Gruß

Johnny

Autor: Tobias Holst (Gast)
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...dann kann ich eigentlich auch 1 kOhm Widerstände nehmen, oder?

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> @ HanneS:
>
> Nun ja sind es in diesem Datenblatt 1,2 V ??? Oder bin ich da auch
> falsch ??
> Sonst sag mir doch bitte mal auf welcher seite es Steht.
>
> Gruß  Haiko

Dein Datenblatt kenne ich nicht. Ich benutze den BC337 (NPN) und den
BC327 (PNP) schon seit Anfang der 70er Jahre, da gab es noch kein
allgemein verfügbares Internet (für Jedermann) und damit auch keine
Datenblatt-PDFs. Ich hielt mich an das Buch "Transistordaten" von
Klaus K. Streng vom Deutschen Militärverlag.

Ein Bipolartransistor verlangt an der Basis keine definierte Spannung,
sondern einen definierten Strom, die Spannung fällt dann an der
(internen) Basis-Emitterdiode ab.

Im Schalterbetrieb ermittelt man zuerst den erforderlichen
Kollektorstrom. Daraus ermittelt man anhand des Verstärkungsfaktors den
erforderlichen Basisstrom. Damit der Transistor auch sicher in die
Sättigung geht, rechnet man mit einer Übersteuerung von 5 bis 20, also
mit einem Basisstrom, der 5..20 mal so hoch ist, wie errechnet. Nun
errechnet man aus der vorhandenen Steuerspannung (Differenz zum
Spannungsabfall an der Basis-Emitter-Diode) und dem erforderlichen
Basisstrom den entsprechenden Basis-Widerstand.
Wenn man das einige male gemacht hat, dann hat man Erfahrungswerte und
berechnet das nicht jedes mal neu. Wenn man aber als Anfänger noch
keine Ahnung und kein Gefühl dafür hat, dann sollte man alles, was man
zusammenschaltet, vorher berechnen. Das fördert auf alle Fälle das
Grundwissen und das "Gefühl" für die Elektronik.

...

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> ...dann kann ich eigentlich auch 1 kOhm Widerstände nehmen, oder?

Dann rechne es durch!

Oder arbeite nach dem Motto "Versuch und Irrtum" und nimm in Kauf,
dass sich deine Schaltung bei jeder Temperaturänderung üder
Betriebsspannungsänderung (oder Bundestagswahl) anders verhält...

...

Autor: A.K. (Gast)
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"Übersteuerung von 5 bis 20"

Naja, das ist schon etwas übertrieben.

Autor: Haiko (Gast)
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@  ...HanneS... Lux

Habe da doch noch fragen, will es jetzt selber lernen !

In dem Link: http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
ist ein Beispiel mit dem bc328.

Es wird in der Rechnung angenommen das 0,7V an der BE-Strecke
abfallen.... ist das ein angenommener Wert oder wo ist das wiederum im
Datenblatt zufinden, ich konnte dort nur finden von

Collector-emitter saturation voltage 0,7V
Base-emitter saturation voltage  2,0V

Hier das Datenblatt des BC328
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/siemens/BC328-40.pdf


Der Gleiche Transistor ein anderer Hersteller schreibt in seinem
Datenblatt:

Base&#8211;Emitter On Voltage 1,2V

Hier auch das Datenblatt:
http://www.ortodoxism.ro/datasheets2/e/0lrwe9kwoky...

Was ist den nun fakt oder wonach muss ich suchen ??


Sofern ich die rechnung durchgesehen habe brauche ich diesen wert sonst
stehe ich wieder dumm da oder ?? Kann ich für alle Transistoren 0,7V
annehmen ???
Ich z.B. hätte bei dem BC328 mit 2V gerechnet.

Was sagst du dazu, du scheinst j dich besser auszukennen...


Danke Haiko

Autor: ka-long (Gast)
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Hi,

Für alle Siliziumtransistoren kannst Du mit U_BE = 0.7V
überschlagsmäßig rechnen.

Bye

Autor: A.K. (Gast)
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"das 0,7V an der BE-Strecke abfallen"

Solange du nicht mit Leistungstransistoren hantierst und mit VCC=3-5V
arbeitest, ist 0,7V ein brauchbarer Näherungswert.

Technisch bedingt sind es bei Siliziumtransistoren mindestens ~0,6V, im
gängigen Leistungsbereich meist zwischen 0,7V und 0,8V.

Manche Datasheets zeigen eine Kurve für Ube (z.B. Valvo'74), das ist
aber selten weil's nur selten interessiert.

"BC328 mit 2V gerechnet"

Ebendieses Datasheet vom BC328 zeigt als oberen Streuwert Ube=1,2V bei
500mA, allerdings bei 25°C. Ein anderes Datasheet vom gleichen Typ sagt
2.0V, ohne Angabe der Temperatur, also im gesamten Bereich. Das ist
nicht ungewöhnlich. Ist auch ein Grund, weshalb man mit dem
Kollektorstrom nicht über 50% des Nennwertes gehen sollte, denn
jenseits davon werden die Parameter miserabel und der nächstgrössere
Standardtyp ist besser. Und weshalb man den Basisstrom nicht zu knapp
dimensionieren sollte.

Autor: Hannes Lux (hannes)
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> Habe da doch noch fragen, will es jetzt selber lernen !

Dann beschäftige dich selbstständig mit entsprechenden Lehrbüchern der
Elektronik-Facharbeiterausbildung oder fang zumindest mit dem ELKO
(Elektronik-Kompendium) im WWW an. Man kann Grundwissen nicht per Frage
und Antwort vermitteln, dazu ist es zu komplex.

Deine Frage ist aber ansich beantwortet. Für den Notfall gibt es auch
noch ein Gerät, das sich "Multimeter" nennt. Und dann gibt es noch
Darlington-Transistoren, die haben funktionsbedingt einen höheren
Spannungsabfall an der Basis.

> Und weshalb man den Basisstrom nicht zu knapp
> dimensionieren sollte.

...worauf auch mein großzügiger Übersteuerungsvorschlag basiert. Dabei
ging ich vom (langsamen) Schalten von Relais aus, bei schnellen
Schaltvorgängen wie PWM bevorzuge ich auch etwas geringere
Übersteuerung.

...

Autor: Haiko (Gast)
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Danke erst einmal,

Aber hast du versucht mal in einem Lehrbuch ein Transistordatenblatt
erklärt zu bekommen ?? Ich ja ..
Ich habe bislang keines gefunden indem die Grafiken erklärt werden
solltest du eines wissen immer her mit den infos, es ist ja nicht so
das ich mich nicht drumm kümmerm wollte oder will !!
Aber auch im Internet gibt es ätliche Seiten die erklären wie ein
Vorwiderstand berechnet, wird aber keines erklärt ein Datenblatt so das
man die werte für die rechnungen hatt...


Gruß  Haiko

Autor: A.K. (Gast)
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In http://de.wikipedia.org/wiki/Bipolartransistor sind praktisch alle
Begriffe erklärt.

In http://www.faqs.org/docs/electric/Semi/index.html sind Transistoren
und andere elektronische Bauteile in epischer Breite erklärt,
allerdings mit Schwerpunkt im linearen Betrieb, nicht so sehr
Schaltanwendungen. Trotzdem hilfreich.

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Autor: johnny.m (Gast)
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Hallo Haiko,

Kleiner Tip, wenns ums lernen von Schaltungstechnik-Grundlagen geht: Es
gibt da ein Buch, das eigentlich zu praktisch keinem Thema fragen offen
lässt (unter anderem wird auch die Dimensionierung von
Transistor-Beschaltungen anhand der Kennlinienfelder [die in den
meisten Datenblättern zu finden sind] erläutert):

Erwin Böhmer
Elemente der angewandten Elektronik, Kompendium für Ausbildung und
Beruf
aktuell glaub ich 14. Auflage
Vieweg Verlag
kostet um die 30€

Ist für jeden, der sich ernsthaft (und nicht nur mal eben) mit
Schaltungstechnik und Bauelementen auseinandersetzen will zu empfehlen.
Ein bisschen Grundlagenwissen E-Technik setzt es allerdings schon
voraus.

Gruß

Johnny

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