ein oder zwei NPN's?

[Frage (Gast)]

Hallo,

ich habe folgende Situation:
4 LED's in Reihe geschaltet die gesamt 30mA bei ca. 10V haben möchten.
Das Schaltsignal hat als Ausgangsleistung 5mA bei 5V.

Nun zu meinem Problem:
Beim lesen des Datasheets zum Transistor (BC550B) stelle ich mich ein 
bisschen dumm an, so dass ich mir unsicher bin, ob ein Transistor 
reicht, oder ob ich zwei benötige.
Ich habe dazu mal ein kleines Schaltbild angehängt, links mit nur einem 
NPN, recht mit zweien, und möchte nun gerne wissen ob ich das so machen 
kann, oder ob das komplett falsch ist, bzw. ob es evtl. noch eine andere 
Möglichkeit gibt das ganze zu realisieren (anderer/besserer NPN oder 
so).

Vielen Dank schonmal im voraus

[STK500-Besitzer (Gast)]

Einer reicht.

Allerdings brauchst du auf jeden Fall noch einen Basis-Vorwiderstand.

[Falk B. (falk)]

@ Frage (Gast)

>bisschen dumm an, so dass ich mir unsicher bin, ob ein Transistor
>reicht, oder ob ich zwei benötige.

Einer reicht. Aber es fehlt noch der Basiswiderstand.

MFG
Falk

[Matthias L. (Gast)]

Ein Transistor reicht. Aber:

Es fehlt eintweder:
-ein Basiswiderstand UND ein Vorwiderstand für die LEDs,
oder
- ein Emitterwiderstand.

[Michael U. (amiga)]

Hallo,

die Variante 2 schaltet auch nur einmal ein. Dann schließt die 
CE-Strecke von T1 über die BE-Strecke von T2 die Betriebsspannung 
kurz...

Wenn es ein Darlington werden soll, gehört der Kollektor von T1 an den 
Kollektor von T2.

Gruß aus Berlin
Michael

[Jupp (Gast)]

@Falk

Die Frage wurde doch schon beantwortet, 5 Minuten vor Deinem Beitrag!

[Falk B. (falk)]

@ Jupp (Gast)

>Die Frage wurde doch schon beantwortet, 5 Minuten vor Deinem Beitrag!

Die Antwort hab ich aber nicht gesehen, als ich den Thread aufgemacht 
habe!
Wenn du mal die Augen aufmachst wird dir auffallen, das in vielen 
Threads mehrere Antworten in sehr kurzem Abstand eingetragen sind. Das 
liegt selten daran, dass die Leute einfach nochmal ihren Senf dazugeben 
wollen, sondern an dem verzögerten Lesen und Schreiben.

MfG
Falk

[yalu (Gast)]

Ganz abgesehen davon ist die "Vertrauenswürdigkeit" von zwei gleichen
(unabhängig voneinander entstandenen) Aussagen höher als von einer
einzigen. Somit sind mehrfache Posts gleichen Inhalts oft kein
Nachteil.

Konkret: Wenn einer schreibt, dass ein Transistor reicht, könnte das
ja durchaus ein Irrtum sein. Wenn mehrere das Gleiche schreiben und
nicht einfach voneinander abgeschrieben haben, kann man schon relativ
sicher sein.

Noch besser als zwei gleiche Aussagen ist eine Aussage mit
stichhaltiger Begründung. Die hat aber bisher niemand geliefert ;-)

[STK500-Besitzer (Gast)]

>Die hat aber bisher niemand geliefert ;-)

Nicht mal yalu... ;)

[yalu (Gast)]

>> Die hat aber bisher niemand geliefert ;-)
>
> Nicht mal yalu... ;)

Richtig! Sonst hätte ich ja meine eigene Aussage ad absurdum geführt
;-)

Da es jetzt ein paar Stunden später ist, besteht dieses Problem
natürlich nicht mehr. Also dann mal los:

Was STK500-Besitzer, Falk Brunner und Matthias Lipinksy schrieben, ist
natürlich richtig, wenn auch nicht ganz vollständig (STK500 und Falk)
bzw. zu vollständig (Matthias).

Der BC550B hat bei einem Kollektorstrom von 2 bis 50 mA eine Stromver-
stärkung von mindestens 200. Damit der gewünschte Kollektorstrom von
30 mA erreicht werden kann, muss der Basisstrom mindestens 150 µA
betragen. Der Ausgang liefert bis zu 5 mA, also genügt ein
Transistor. Zwei würde man dann verwenden, wenn der Laststrom deutlich
höher ist, und die Stromverstärkung eines einzelnen Transistors nicht
ausreichte.

Zusätzlich sind, wie bereits von den Vorpostern angemerkt, noch Fehler
in der Schaltung: Weder der Kollektor- noch der Basisstrom werden in
irgendeiner Weise begrenzt, was zur Zerstörung der LEDs oder des
Transistors führt.

Die Begrenzung erfolgt bspw. durch Widerstände vor der Basis und in
Reihe zu den LEDs. Der LED-Vorwiderstand RLV errechnet sich zu

$$R_\text{LV} = \frac{U_\text{B}-4U_\text{D}-U_\text{CEsat}}{I_\text{LED}}$$

wobei UB die Betriebsspannung (9 V), UD die Durchlassspannung der
einzelnen LEDs (hängt vom Typ ab), UCEsat die Kollektor-Emitter-
Sättigungsspannung des Transistors (ca. 0,15 V) und ILED der
gewünschte LED-Strom (30 mA) ist.

Damit der Transistor unabhängig von Bauteiltoleranzen und Umgebungs-
bedingungen auch wirklich voll durchschaltet, wird der Basisstrom
deutlich höher als die oben errechneten 150 µA, also bspw. 1 mA,
gewählt. Der Basisvorwiderstand RBV errechnet sich zu

$$R_\text{BV} = \frac{U_\text{A}-U_\text{BE}}{I_\text{B}}$$

wobei UA die Ausgangsspannung des PIC (5 V), UBE die Basis-Emitter-
Durchlassspannung des Transistors (ca. 0,7 V) und IB der gewünschte
Basisstrom (1 mA) ist.

Die Idee von Matthias, an Stelle des Basis- und des LED-Vorwiderstands
einen Widerstand zwischen Emitter und GND zu nehmen, ist prinzipiell
sehr gut, da damit der Stromfluss durch die LEDs weitgehend unabhägig
von der Betriebsspannung ist und sogar ein Widerstand eingespart wird.
Allerdings funktioniert sie in deinem Beispiel nicht, da damit die
maximale Spannung an den LEDs nur

$$U_\text{L} = U_\text{B} - U_\text{CEsat} - (U_\text{A} - U_\text{BE}),$$

also gute 4 V, beträgt. Das ist mit ziemlicher Sicherheit weniger als
die vierfache Durchlassspannung der LEDs, so dass diese nicht
einschalten.