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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik transistor-problem :(


Autor: krypter (Gast)
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hi jungs, haut mich nicht habe schon danach gesucht und wahrscheinlich 
nur die falschen suchbegriffe zu dem thema gefunden, bin mir sicher, 
dass das schon an 10 stellen durchgekaut wurde, bin also auch für einen 
link sehr dankbar.
folgendes problem: habe eine led die massig strom zieht :)
350mA. Schalten tue ich sie über einen yC, aber der kann ja nicht soviel 
Strom ab, also hab ich mir den Transistor besorgt...bd 135
schaltung ist so:

ycPin => base (daher 5v an der base)
collector auf 5v
emitter geht auf den vorwiderstand, danach ab zur led.

die led soll 2,2-2,3V abbekommen, wenn ich mit 1V rechne, die am 
transistor abfallen, brauche habe ich also einen ca 5ohm widerstand...

jetzt aber habe ich nachgemessen, weil das ergebnis unzufrieden war und 
jetzt bin ich etwas schockiert, hier die ergebnisse:

Ubc = 2,37V
Uce = 3,05V
Ube = 0,68V

resistor: 0,12V
diode: 1,82V

erstes großes fragezeichen ist Ubc..., Ube passt ja soweit, wie gewohnt 
0,7V (hab nur zur sicherheit mal mit 1v gerechnet, weil ich aus dem 
datenblatt nicht schlau geworden bin). aber wieso geht die spannung an 
der base so runter, wenn Kollektor und Base gleiches niveau haben? hab 
da wohl irgendwas bei der transistor rechnung verpasst :(
und kann es sein, dass mein strom gar keine 350ma groß ist, wenn am 
widerstand nur 0,12V abfallen ergibt das bei 5ohm laut meiner rechnung 
24mA.... große verwirrung ^^

kann mir jmd helfen??? danke :)

Autor: Karl-j. B. (matrixman)
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Ich würde mit dem Transistor nicht den Pluspol schalten sondern Masse 
also:

       ____              C   E
+ ----|______|---- LED -----\_/----- -
                             |
                             B

An die Basis musst du dann noch n Widerstand machen und dann an dein 
Controller.


Du bekommst an der Basis so ne niedrige Spannung da dein Verbraucher 
(LED+R) zwischen E und Masse sind -> Dein Potential vom Emitter wird 
nach oben gezogen und dann bekommt die Basis nicht mehr genügend 
Spannung/Strom zum Schalten.


Test mal die Schaltung so rum obs besser ist

mfg Karl

Autor: Unknow (Gast)
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Das µ liegt übrigens auf der Taste M wenn man gleichzeitig ALT GR 
gedrückt hällt zumindest bei mir.

Autor: Lothar (Gast)
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Und ich nehme für sowas einen FET, P-Ch wenns gegen Masse sein soll, 
N-Ch wenn ich mehr Spannung brauche, gegen 12V oder mehr. Da spare ich 
den Basiswiderstand und Rdson im mOhm Bereich sind preiswert möglich. 
FETs verzeihen auch eher eine Überlastung (meine Erfahrung)

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Kollektorschaltung ist schon voll o.k. als Stromverstärker, spart den 
Basiswiderstand, zieht nicht unnötig viel Basisstrom und schaltet viel 
schneller.
UBE stellt sich auf etwa 0,7V ein, d.h. etwa 4,3V am Emitter.


Die Frage ist nun, was fürn MC Du nimmst ?
Beim AVR wird gerne vergessen, das Richtungsregister zu setzen.

Alte NMOS-MCs können nur TTL-Pegel, damit wirds nichts.

Standard-8051 haben nur nen internen Pullup, damit wirds also auch 
nichts.
Z.B. der AT89LP4051 kann volle 5V liefern.


Peter

Autor: krypter (Gast)
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erstmal danke danke für die antworten, man echt super, kann ich vllt 
doch noch morgen die neue platine ätzen :) freu

teste das jetzt noch eben was karl gesagt hat, dass kann ich schnell 
machen, für die weiteren experimente merke ich mir mal die FET's vor.

danke auch für den µ tipp :) wie du siehst gehts bestens!

und noch etwas: muss euch jetzt schocken, aber benutze grade keinen 
atmega o.ä. sondern einen pic von microchip...

ciao und nochmals vielen dank, melde mich nochmal nachdem ich den test 
gemacht hab!

Autor: krypter (Gast)
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ergebnis wie folgt (karls schaltung):

emitter auf 0V...

UCE = 3V
UBE = 0,7V ==> UCB = 2,3V

LED: 1,85V
widerstand: 0,15V

sozusagen das gleiche wie vorher :(

heisst das ich komme um mosfets nich rum? wenn ja könnt ihr mir welche 
empfehlen, habe noch nie mit denen was gemacht, deswegen fiel meine wahl 
auch auf den npn...!

@ lothar: ok, p kanal. hast noch mehr wissen? habe wie du gemerkt hast 
5v eingangsspannung, leds brauchen je nachdem welche (die immo zum 
testen 2,2-2,3V) von 2,3 bis 3,5V. strom is jedesmal 350mA.

und nochwas zum µC: is ein pic12F683. bin jetzt kein super kenner, aber 
ich glaube die 12er reihe ist schon ziemlich alt. habe den nur genommen, 
weil er so schön wenige pins hat und ich die schaltung nicht unnötig 
aufblähen wollte.. mir reichen 3 outputs (3 leds)

Autor: pumpkin (Gast)
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ich finde dass deine werte aus der praxis ganz hervorragend aussehen. wo 
genau liegt das problem? dein arbeitspunkt ist nicht so eingestellt wie 
er sein sollte...entweder du simmulierst die schaltung, probierst oder 
du rechnest 'exakt' mit matrix-parametern.  ; )

pumpkin

Autor: krypter (Gast)
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problem ist, dass ich etwas ratlos bin, warum bei CE 3V abfallen. das 
verstehe ich nicht... wie kann ich das ändern? mir bleibt sonst zu wenig 
für die led (1,85v ist, aber soll: 2,3)
wennst mir das sagst ist mir geholfen :)

Autor: pumpkin (Gast)
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den strom durch die basis ändern. stichwort kennlinienfeld & 
arbeitspunkt.
  ; )
pumpkin

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Bist 'Du sicher, dass dein µC auch genügend Strom liefern kann für den 
BD135??? Deine LED frist 135mA. Normalerweise können µC nur ein paar mA.

Autor: Jürgen W. (Gast)
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Hallo,

dein MC schafft es wahrscheinlich nicht die Basis des BD zu
treiben.
Ich würde einen kleinen NPN vorschalten der den Basiswiderstand
des BD135 auf Masse zieht. (siehe Anhang)

Die Widerstände hab ich nach dem Post oben berechnet.
BD135 B=40 (Verstärkungsfaktor)
LED 2,2V / 350mA

Du musst in deiner Software nur noch dein Signal zum Portpin 
invertieren,
da der BC547 das Signal invertiert.


Grüsse Jürgen

Autor: Jürgen W. (Gast)
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ups wo ist der anhang ?

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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der verstärrungsfaktor =40 ist abhängig von der Umgebung und 
arbeitspunkt. es dürfte kaum mehr als reals b=10 möglich sein.

Autor: Jürgen W. (Gast)
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Der Verstärkungsfaktor wird in meiner (kurz)Tabelle mit >40 angegeben.
Das bedeutet im schlechtesten Fall 40.

Grüsse Jürgen

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Das ist die Leerlaufverstärkung

Autor: Fenner (Gast)
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Das mit dem NPN Transistor davor sowie Jürgen gemeint hatte ist richtig.

Alternativ kannste auch einen Leitungstreiber dazwischen Schalten, gibts 
ja genügend.

Autor: Jürgen W. (Gast)
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@Ralf.H

B = Gleichstromverstärkungsfaktor
beta = Wechselstromverstärkungsfaktor

Leerlaufverstärkung kenne ich eigentlich nur von fertig aufgebauten 
Verstärkerschaltungen.

Der BD135 wird hier als einfacher Schalter betrieben.
Da ich immer gerne dazu lerne, erklär mir doch bitte mal wie du auf die 
B=10
kommst und wonach ich im Datenblatt suchen muss, damit meine 
Berechnungen in Zukunft stimmen.

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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aus erfahrung. Du hast ja um den tranistor herum beschaltungen. die 
nehmen einfluß auf die verstärkung bzw mindern diesen.stromteiler, 
gegenkopplungen, temperatur, und in aabhängigkeit deines Arbeitspunktes 
in der Kennlinie nochmals Unterschiede. Dein B ist nur Zutreffend bei 
einer ganz bestimmten besteuerung. Im datenblatt steht meist auch noch 
dabei für welchen Fall das gilt. Und dieses B gilt nur wenn keine 
Beschaltung den tranistior beeinflußt.

Autor: krypter (Gast)
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wow jungs. danke danke danke :)


"Du musst in deiner Software nur noch dein Signal zum Portpin
invertieren,
da der BC547 das Signal invertiert."

heisst das soviel wie, wenn ich den pin auf LOW mache habe ich die led 
an? nennt man den typ dann selbstleitend oder?! wage mich an sowas zu 
erinnern :)

die unterschiedlichen B's ändern doch dann nur rückwirkend die 
widerstände oder? d.h. dass ich die schaltung so mal ätzen kann und die 
widerstände dann einsetze wenn das mit der verstärkung raus is?!

hmm. aber wenn ich eh ne neue schaltung aufsetze, ist es dann nicht 
leichter das direkt mit nem fet zumachen?

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Nehm ein FET! Dann hast Du nur ein Bauteil und das Problem mit der 
strombelastung deines µC ist auch gelöst. Du musst auch bedenken, dass 
bei deinem gewaltigem Srom Du nicht gerade wenig an Verlustleisung hast.

Mit Tranistoren müsstest Du diesen auch gewaltig übersteuern, damit er 
satt schaltet. IB faktor 3 bis 5.

Mit einem FET umgehst Du beide Probleme.

Autor: krypter (Gast)
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empfehlung? bin absoluter FET-newbie ;)

Autor: krypter (Gast)
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ich hab mir jetzt den irf 7204 rausgesucht, bin mir aber nicht sicher ob 
der wirklich passt. ist selbstsperrend, Vgs +- 12V, Vds max -20V. sollte 
passen oder? Ptot is bei 2,5W und Rds(on) is nur 0,1Ohm... von daher 
kein prob bei meinen spannungen / strömen.
was sagt ihr?

Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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Du musst natürlich beachten, dass die Gate-Source-Kapazität auch 
entladen werden kann. Schnell muss es ja in Deinem Fall nicht sein. Aber 
beachte, dass nichtanstuerung nicht heist in die Luft hängen. Du 
brauchst auf jedenfall eine Widerstand am Gate gegen Masse.

Autor: krypter (Gast)
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hmm das mit dem widerstand verstehe ich nicht... wenn ich den fet direkt 
an den µC hänge dürfte der doch eigentlich nie in der luft hängen. der 
pin ist ja auch entweder 0V oder 5V, also immer definiert...?!

Autor: Jürgen W. (Gast)
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@ralf

Sorry für die späte Antwort, war weg.

>aus erfahrung.

Ich weiss nicht wo du deine Erfahrungen gesammelt hast, ich habe diese
Schaltung schon x-mal aufgebaut und nach meinen Berechnungen so 
Dimensioniert
und die funktioniert immer.


> Du hast ja um den tranistor herum beschaltungen. die
>nehmen einfluß auf die verstärkung bzw mindern diesen.stromteiler,
>gegenkopplungen, temperatur, und in aabhängigkeit deines Arbeitspunktes
>in der Kennlinie nochmals Unterschiede.

In meiner Schaltung enthält weder ein Stromteiler, noch eine 
Gegenkopplung
Du verwechselst hier einiges, eine Gegenkopplung z.B wird Hautsächlich 
benutzt um den Verstärkungs Faktor (meist OP, aber auch Transistor) 
einzustellen. Wo bitte soll die in meiner Schaltung sein ?

>Dein B ist nur Zutreffend bei
>einer ganz bestimmten besteuerung.

Ja, und genau aus diesem Grund ist im Datenblatt immer der 
Verstärkungsfaktor von (in diesem Fall) 40...160 angegeben
wobei 40 im schlechstesten Fall (Arbeitspunkt) garantiert ist.

>Im datenblatt steht meist auch noch
>dabei für welchen Fall das gilt. Und dieses B gilt nur wenn keine
>Beschaltung den tranistior beeinflußt.

>IB faktor 3 bis 5.

Ich würde dir raten, sammle neue erfahrungen ,bau die Schaltung auf
einem Breadbord auf und miß nach.

@ krypter

Selbstverständlich ist ein FET besser geignet, da nur ein Transistor 
benötigt wird.
Den BD135 hast du allerdings schon da und ein Kleinsignal NPN sicher 
auch.
Die Schaltung funktioniert auf jeden Fall genausogut.


>heisst das soviel wie, wenn ich den pin auf LOW mache habe ich die led
an?

genau

>die unterschiedlichen B's ändern doch dann nur rückwirkend die
widerstände oder? d.h. dass ich die schaltung so mal ätzen kann und die
widerstände dann einsetze wenn das mit der verstärkung raus is?!

Ist die Basis von BC547 auf 0V sperrt dieser und der BD135 bekommt
über den 470R Widerstand Spannung.
Der Basisstrom ist in etwa (5-0,7)/470 = 9mA.
Hat der BD ein Faktor von 40 fliessen dann 9mA*40 360mA.

Ist die Basis von BC547 auf 5V schaltet dieser durch und die Basis vom 
BD wird auf Masse gezogen sodas dieser sperrt.

Falls das nicht reicht (der BD hat Tatsächlich weniger als B=40)
kann der Basiswiderstand natürlich noch verringert werden.

Grüsse Jürgen






Autor: Knuddel Pudel (knopf)
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wenn du den ausgang auf tristate schaltest hängt er in der Luft. 
ausserdem
willst du ja auch wenn du off schaltest , dass der  fet auch wieder 
abschaltet. das geht aber nur wenn die gate sorece Kapazität sich auch 
entladen kann.

Autor: krypter (Gast)
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also erstmal ein dickes dankeschön an jürgen! glaube jetzt habe ich das 
mehr oder minder intus. nächstes mal weiss ich dann hoffentlich 
bescheid. jetzt gerade habe ich aber ne fet-platine gemacht, deine 
antworten waren dennoch sehr hilfreich. hat das thema transistoren n 
bisschen klarer gemacht ;)
nochmals vielen vielen dank
und ps: "Sorry für die späte Antwort, war weg." ==> also die 
entschuldigung nehm ich net an, weil dafür sollte sich wohl keiner hier 
entschuldigen. bin froh, dass ihr hier alle so cool seid und mich 
volltextet, da beschwer ich mich sicherlich nicht, wenn ne antwort mal n 
tag oderso braucht :)

@ralf: out is bei mir kein tristate, also low oder high. wenn ich was 
off schalte? den µC? wenn das der fall ist hat keines der bauteile 
strom, die hängen alle an einer versorgungsspannung, also ists egal. 
wenn du mit ausschalten meinst den pin auf low zu schalten, dann 
verstehe ich nicht warum sich der transitor nicht entladen kann. src 
liegt eh auf masse und gate dann auch dank µC.

Autor: Karl-j. B. (matrixman)
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Hallo!

Wenn du n Fet nimmst und dann von deim µC die Spannung wegnimmst ohne 
das du n widerstand von Gate nach Masse hast dann wird er nicht 
entladen.

(Ich schätze mal wenn dein µC keine Spannung hat kann er seinen 
IO-Treiber nicht auf Masse ziehen!)

Aber bei nem Transistor hast du dieses Problem nicht da dieser 
Stromgesteuert und nicht Spannungsgesteuert ist=)


mfg Karl

Autor: krypter (Gast)
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Hi Jungs!

Also es hat sich folgendes ergeben:
ich habe die IRF7204 im smd package genommen. Platine gemacht, alles 
bestückt, erster Testversuch: elektrischen werte alle wie gewollt... an 
der led fallen 2,2V ab und mit dem messgerät hab ich 350mA 
rausbekommen... überdurchschnittlich gut geworden ;)

nur ein problem: die fets schalten von D nach S durch, wenn:
- 5V anliegen
- 0V anliegen
- luft anliegt... also gar kein niveau

???

liegt das an mir oder an den fets? schaltung wie besprochen...
µC geht aufs Gate, rest:

5v-------led----vorwiderstand---Drain

und von src direkt auf masse...

das ding hat sogar strom durchgeschalten, als ich meinen µc aus der 
fassung genommen hatte, sprich an dem gate nicht mal 0v bzw. 5V 
anlag.... wie geht das? dachte am anfang ich hätte ausversehen 
selbstleitende gekauft.

Autor: florian (Gast)
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Hallo,

der IRF den Du da hast steuert aus sobald das Gate 1-2 V nidrigeres 
Potential hat als Source. Source ist in diesem Fall der Anschluss mit 
dem höheren Potential. (Sollte man zwar eigentlich nicht vertauschen, 
macht aber bei einer LED mit diesem Monstrum von Transistor nix)

ich hoffe du hast verstanden.

Gruß
Florian

Autor: krypter (Gast)
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sry, verstehe leider nicht....

1-2 V nidrigeres Potential hat als Source

==> mein src is das niedrigste potential wenn du das so siehst. src 
liegt auf 0v
gate is 5V höher... hat nämlich 5V

damit tritt der fall den du beschreibst doch gar nicht ein oder stehe 
ich auf dem schlauch?!

Autor: florian (Gast)
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hallo,

:) Ja Du stehst auf dem Schlauch.
das ist ein P Kanal Fet. Source ist immer da wo das höhere Potential 
liegt. Je niedriger die Spannung gegenüber source ist, desto stärker 
wird der FET ausgesteuert. Vieleicht solltest du einfach einen N Kanal 
Fet nehmen.
Gruß
Florian

Autor: krypter (Gast)
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heisst das jetzt ganz konkret, dass ich an gate 5v anlege, dann den 
vorwiderstand nicht an drain sondern src und drain an masse damit es 
klappt?

Autor: Florian (Gast)
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Hallo,

nein bei dem P Kanal Fet legst du Source an 5v und gehst dann über R und 
Diode an Masse. Sodann ist die diode aus wenn an gate 5V anliegen und an 
wenn 0V anliegen.

Gruß
Florian

Autor: krypter (Gast)
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hi, also florian, es ist mir immer noch ein rätsel warum es so geht, 
aber die praxis bestätigt dich. vielen dank, hast mir wirklich sehr 
geholfen. mit transistoren muss ich aber wohl noch die eine oder andere 
sache nachlesen!
gleich mal platine designen :) freu

ein DANKE auch an alle netten leute hier, die so schnell und lieb 
geantwortet haben, bin wirklich stark beeindruckt

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