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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor Last LED parallel


Autor: Maddin (Gast)
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Hallo,

ich habe diese schaltung im einsatz.
allerdings arbeitet der transistor nicht wirklich effektiv. der
basiswiderstand musste so niedrig gewählt werden, da ansonsten die last
nicht voll durchsteuerte.

das ganze ist mir dennoch zu abdenteuerlich, deswegen will ich den
transistor durch eine Fet ersetzten. BUZ11 wirds wohl werden.

ich habe generell ein paar fragen zu solch einem aufbau.

1) im inneren bereich der ansteuerung sollen leds den status der extern
angesteuerten verbraucher, auch ohne das etwas externes angeschlossen
ist, signalisieren.
-kann man die led auch gegen 5V schalten, hängt jetzt mit auf der last
(12V).
-kann es bei der parallelschaltung in der form zu problemen führen!?(es
werden Relais sowie Glühlampen eingeschaltet)
ich meine ich hätte mal gelesen (probleme bei der parallelschaltung,
verbraucher- led usw.. warum!? stimmt das!?)

2) wenns nicht möglich ist, eine signalisierung auf dem selben
transitor einzubringen, dann kann ich ja nur einen weiteren transistor
für die led spendieren, wenn der portpin es vom strom her nicht macht,
oder!?

3) gibt es andere probleme wenn ich einen fet einsetze!? oder weniger
probleme!?

maddin

Autor: inoffizieller WM-Rahul (Gast)
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Du kannst die LED auch einfach an den µC-Ausgang, also quasi parallel
zum Transistor, hängen. Der BUZ11 ist zwar schön billig, aber es gibt
auch Logic-Level-MOSFET...

Eigentlich wundert es mich, dass der BD135 keine 300mA schalten können
soll.

Sonst sind Highside-Driver auch was wunderschönes.

Autor: Maddin (Gast)
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wird gut warm...

Autor: Maddin (Gast)
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die  led zum transistor? ist keine low current!

das er das nicht schlaten kann, hat ja auch keiner gesagt!

maddin

Autor: Olaf (Gast)
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Nimm einfach einen BD643. Oder bau selber noch einen BC547 vor deinen
BD135 davor.

Mosfeet geht zwar, aber du brauchst dann entweder einen Logiclevel (z.B
von einem alten PC-Motherbord) oder du musst noch einen Transistor vor
dem BUZ11 schalten damit du den mit 12V durchschalten kannst.


Olaf

Autor: A.K. (Gast)
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Was ist daran "abenteuerlich"? Bei dieser Last lang's grad noch.
Darüber Darlington oder treibertrasistor vorneweg. Oder ...

... eben FET, dann lieber gleich einen "logic level" Typ, z.B.
IRLZ34N.

LED gegen 5V nur mit normaler Diode in Reihe zur LED, denn dann wird
die im ausgeschalteten Zustand in Sperrichtung betrieben und das ist
nicht die starke Seite von LEDs (Sperrspannung max 5V, hier 7V).

@Rahul: Der BD135 kann schon, aber bissel Basisstrom braucht er dazu
schon. Maddin hatte offenbar vorher einen zu grossen Basiswiderstand
drin.

Autor: crazy horse (Gast)
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sollte eigentlich keine Probleme geben. Nimm aber den BD135-16, der hat
eine garantierte Stromverstärkung von 100 bei 150mA. Bei 300mA kannst
du dann immer noch von min. 60 ausgehen, das mir vorliegende Datenblatt
schweigt sich darüber leider aus, sollte aber auf der sichern Seite
sein.
Die LED würde ich direkt in die Basisleitung legen, dimensioniere den
Basiswiderstand für 15mA, also mit roter LED 180R.
Falls doch Mosfet: dann empfehle ich dir den IRF7455, kleiner
preiswerter SO8 mit durchaus beeindruckenden Werten.

Autor: Maddin (Gast)
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@AK

ahhhh, ich wusste doch das es probleme geben kann :-)

klar, die spannungsdifferenz. deswegen leuchteten die last-lampen im
ausgeschalteten zustand der transe immer noch ein wenig. musste die
leds dann mit an den 12v kreis hängen!!!

sind sie denn auch in sperrichtung durchlässig - also die leds!?

ein U Drain Sourse von 5 V am Buz11 reichte bei mir in allen
schaltungen bis jetzt völlig aus, kann es da bei hörheren lasten, zb
einer halogenlampe mit 20W oder 50W zu problemen kommen!? ich dachte
immer das gate im fet ist isoliert!?

maddin

Autor: Maddin (Gast)
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@Olaf,

der buz11 ist doch aber ein NKanlal typ, da brauche ich doch keine 12v
zum durchschalten, oder!?

maddin

Autor: A.K. (Gast)
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In den Datasheets der üblichen LEDs steht eine maximale Sperrspannung
von 5V drin. Was darüber passiert habe ich nie ausprobiert. Aber
offensichtlich du - du hast ja gesehen was dann passiert ;-).

BUZ11 reicht hier wohl noch aus, aber wenn man sich so Dinger schon auf
Halde legt, kann man sich auch gleich passendere Typen aussuchen. Zumal
der BUZ11 auch nicht billiger ist als der IRLZ34N.

Das hat auch nichts mit der Gate-Isolation zu tun, sondern mit der
benötigten Gatespannung.

Autor: Maddin (Gast)
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@a.k.


ok, habe hier 10 buz11 auf halde :-). dann werde ich mal nach dem n
kanal typen gucken :-)

steigt denn bei fets die benötigte gatespannung mit dem laststrom!??

maddin

Autor: A.K. (Gast)
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Ja. Google BUZ11, Fairchild Datasheet, Figure 11.

Autor: A.K. (Gast)
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Sorry, figure 7 natürlich.

Autor: Thomas O. (Gast)
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deine Lampe zieht ca 333mA dein µC liefert ca. 20mA du brauchst also nen
Transistor mit einer Verstärkung ca. 20, umso höher die Verstärkung ist
desto geringer kannst du den Basiswiderstand auslegen. Ne Diode an der
Lampe wäre auch nicht schlecht mir ist mal im Netzteil ein Elko
explodiert weil ich keine Diode an einer Lampe dranhatte die ich per
PWM geregelt habe.

Ich würde einfach eine Low-Current LED mit Widerstand an einen weiteren
Pin hängen oder hast du davon nicht genug? Falls die dir mehrere
Zustände per Leds anzeigen lassen willst wäre ein 74HC573 genau
richtig, den kannst du parallel auf einen Port hängen im die Daten
geben und ihn dann wieder hochohmig schalten so das er für den µC
praktisch unsichtbar ist. An das Teil kannste dann 8 Leds dranhängen.
Du benötigst im Prinzip nur 2 Steuerleitungen.

Der IRLZ 34N ist ein guter Tip liegt auch in der gleichen Preisklasse
wie der BUZ11 spricht aber viel früher an.

Autor: Maddin (Gast)
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@A.K.

wie ich ein datenblatt finde, weiß ich wohl, nur teilweise sind so
viele angaben und diagramme vorhanden, das es wirklich kaum zuzuordnen
ist. schau mir das natürlich an. seltsam ist es trotzdem, also das die
gatespannung uGS mit zunehmendem Laststrom größer werden muss, obwohl
im bezug auf den inneren aufbau, wird damit dann wohl der Kanal
vergrößert, so dass mehr strom fließen kann, also von daher... macht
sinn...

bei den logic level typen wird das problem dann wohl
umschifft!?normalerweise nimmt ja die kanalbreite im substrat zum drain
hin leicht ab, da die gatespannung, wenn man source als bezugspunkt
nimmt durch den substratwiderstand, geringer wird....oder?



@crazy horse


auch keine schlechte idee! die led in den basiszweig mit ein zu
bringen!

maddin

Autor: A.K. (Gast)
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Wie die Abhängigkeit Gatespannung/Drainstrom technisch genau
hingedeichselt wird, dass solltest du eher den Hersteller fragen.
Zwischen Theorie der Transistoren und deren praktischer Realisierung
kann ich mir durchaus gewisse Unterschiede und Lernkurven vorstellen.
Immerhin gehört der BUZ11 zur allerersten Generation von
Leistungs-MOSFETs, der ILRZ34N ist jedoch erheblich jünger.

Mir reicht's also völlig wenn ich das im Datasheet lese.

Autor: Maddin (Gast)
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@Thomas O.

vielen dank für den Hinweis, leider habe ich keinen pin mehr frei, und
muss somit das problem so lösen. zudem will ich keinen weiteren
hardwareaufwand betreiben. ansonsten kann ich meinem uc mit
ausreichenden registern auch 5 prots verpassen.

leider steht die schaltung schon, und es sind 6 pins für die ausgänge
vorhanden, nun gings mir um hintergrundwissen über transitoren und fets
und eine einfache und gute solide lösung zu finden....

maddin

Autor: Karl-heinz Domnick (kalledom)
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Der BD135 ist in meiner Tabelle mit hFE = 40...400 angegeben.
Es ist aber vom ungünstigsten Fall, also von 40 auszugehen. Es sei
denn, es kann mit dem Multimeter ausgemessen werden.
Bei einer Stromverstärkung von 40 : Faktor 4, um sicher im
Schaltbetrieb des Transistors zu sein und Uce gering zu halten, ist ein
Basisstrom von: Ic 300mA : (hFE 40 : 4) = 30mA erforderlich. Diesen
Strom bekommst Du mit einem Vorwiderstand von: R = (5V - 0,7V) : 30mA =
0,14k => 140 Ohm. 30mA dürfte allerdings der Ausgang des µC nicht so gut
finden.
Entweder setzt Du einen 'kleinen' NPN-Transistor in
Darlington-Schaltung davor oder
BUZ11 ist ganz gut. Bei 'nur' 5V am Gate darfst Du den BUZ11 aber nur
mit max. 5A belasten.
Die LED kommt mit Vorwiderstand zwischen Plus und Collektor bzw. Drain,
genau wie die Last. Bei induktiven Lasten (Relais, Magnete, etc.) muß
noch eine Freilaufdiode von Collektor bzw. Drain Richtung Plus.

Autor: Thomas O. (Gast)
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also wenn der Transistor ne ausreichend hohe Verstärkung hat kannste die
Led auch zw. Basis und Masse schalten allerdings müsste der
Basiswiderstand halt daraufhin ausgelegt werden. Hoffe du hast die
Schaltung nur vereinfacht gezeichnet und hast den Regler etwas von der
12V Spannung entkoppelt mittels Spule und Elko z.B. nicht das deine 12V
Vrbraucher lauter Störungen produzieren und der 7805 aus dem Tritt
kommt.

Autor: Karl-heinz Domnick (kalledom)
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@Thomas O.
Zwischen Basis und Masse / Emitter sind max. 0,7V; eine LED braucht
über 1V, damit sie leuchtet !
Die LED in Reihe zu Basisvorwiderstand und Basis würde allerdings
funktionieren. Damit ist aber nicht zu erkennen, ob der Transistor
wirklich durchschaltet, immer durchgeschaltet ist oder nie
durchschaltet ???

Autor: Maddin (Gast)
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@Karl-Heinz Domnick

dann lag ich mit meinen 220Ohm - empirisch ermittelt - schon nicht
schlecht... .-)

@a.k.

abbildung 7 zeigt drain current und on state resistant Rds(ON).

Vgs = 5V

zudem stehen spannungen an den kurven die nicht bezeichnet sind.

also: ich hasse diese halb beschrifteten diagramme.
ich hätte da jetzt an einer achse den Id erwartet und an der anderen
die benötigte gatestpannung Ugs. warum müssen diese informationen immer
so schlecht zu entdecken sein!?

@Karl-Heinz Domnick

ich sehe gerad : in figure 6 sind Ugs und Id gegenüber gestellt. daraus
lässt sich erkennen das bei 5A ein Ugs von 4,5V verlangt wird!

@a.k

haben wir unterschiedliche datenblätter!?fairchild june 1999


maddin
maddin

Autor: Maddin (Gast)
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@Thomas O.

klar ist das vereinfacht!

maddin

Autor: Karl-heinz Domnick (kalledom)
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Setze noch einen Schutzwiderstand 47...100 Ohm zwischen µC-Ausgang und
Gate, weil
1. wenn der FET mal hopps geht, muß der µC ja nicht mit drunter leiden
2. sollte der µC nicht bei jedem Flankenwechsel durch den Umlade-Strom
der Gate-Kapazität eins auf 'die Mütze kriegen'.
Max. 5A bei 4,5V bedeutet, daß ich etwas Reserve gelassen habe; ich
gehe nie bis ans Limit, damit meine Schaltungen auch den Sommer
überleben.

Autor: Maddin (Gast)
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@Karl-Heinz Domnick

das hab ich mir schon gedacht - ich war ja nur froh das ich das mal
nachvollziehen kann....die kurve ist wirklich schön zu interpretiren,
auch wenn andere wiederum schlecht zu verstehen sind bsp.: fig 7 im
benannten db.

die idee mit dem gatewiderstand ist gut... habe oftmals sogar mehr
eingesetzt.

hatte letzte woche schonmal diskussionen über einen high side treiber
fet. letztendlich ist da der irf9540 als essens draus hervor gegangen.
sollte man mal größere lasten im mux betrieb betreiben, er gehört auch
zu den hexfets und in den etwas gehobeneren leistungs bereich und ist
trotzdem günstig...

maddin

Autor: Karl-heinz Domnick (kalledom)
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Wenn Du mit dem Gate-Vorwiderstand größer wirst, dann schaltet der FET
durch R (Vorwiderstand) und C (Gate) in e-Funktion um. Dabei kommt es
dann zu einer größeren Verlustleistung (IDS * UDS), der FET wird heiß.
Bis 1k kannst Du problemlos 1kHz schalten, bei 10kHz würde ich auf 100
Ohm runter gehen, bei noch höheren Schaltfrequenzen empfehle ich
Treiber.

Autor: Maddin (Gast)
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vielen Dank für die vielen Antworten,

ich denke mit dem wissen kann ich jetzt beruhigt mein Gerät überholen.

werde den IRLZ 34N als schalter mit einem kleinen gatewiderstand
einsetzten, und die led wie bereits vorhanden - bestehen lassen.


@Karl-Heinz Domnick (kalledom)

vielen dank für die, auch durch zahlen hinterlegten
veranschaulichungen, sie tragen wirklich sehr zum verständniss bei .-)


Maddin

Autor: Thomas O. (Gast)
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@Karl-Heinz Domnick: Hab mich vielleicht etwas unverständlich
ausgedruckt, der Pin liefert 5V/20mA also ist da genug da um parallel
zur Transistorstrecke BE noch ne Diode reinzusetzen
                c
5V-----1k------B
   |            E
   |            |
   -- 1k-|>|---GND

Autor: Karl-heinz Domnick (kalledom)
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> also wenn der Transistor ne ausreichend hohe Verstärkung hat kannste
die Led auch zw. Basis und Masse schalten allerdings müsste der
Basiswiderstand halt daraufhin ausgelegt werden.

Ja ok, Dein letzter Beitrag sieht anders aus, als sich das Zitierte
liest.
Trotzdem gibt es mehr Punkte, die dagegen, als dafür sprechen.
Das mit dem Schaltzustand hatte ich schon angesprochen, ein weiterer
ist die Belastung der Ausgangs-Pins.
Ich lese häufig 20mA Belastung am µC-Ausgang; bei 1...4, 5, ??? mag das
noch funktionieren, wenn da nicht folgende Angaben wären:
Absolute Maximum Ratings † (PIC 16F87x)
Total power dissipation (Note 1) .......1.0W
Maximum current out of VSS pin .......300 mA
Maximum current into VDD pin .........250 mA
Wenn für den 'Eigenbedarf' noch etwas Strom abgezogen wird, so wird
es mit 20mA Ausgangsstrom ab 10 Pins schon langsam tödlich, von den
Schaltspitzen und deren Störungen ganz abgesehen.
Deshalb gibt es bei mir maximal 5mA pro Ausgang, andernfalls einen
Treiber z.B. ULN2803 für 25 Cent.

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