... oder ich bin zu blöd. Tendenziell tippe ich auf Letzteres. ;-)
Also zum Problem:
Ich möchte einen NPN-Transistor als Schalter benutzen, damit nicht
zuviel Strom über meine Schieberegister fließt. (Viele Leds dahinter...)
Jetzt habe ich glücklicherweise vor dem einlöten ein paar kleine Tests
aus meinem Steckbrett gemacht und als Ergebnis rausgefunden, das das
Mistding nicht macht was es soll!
Eigentlich sollte der Transistor ja U(CE) schalten, sobald eine Spannung
an der Basis anliegt. Leider passiert folgendes:
(1)
C: V(CC)
B: V(CC)
E: LEDS -> LEDS leuchten
(Bis hier hin machts Sinn...)
(2)
C: MASSE
B: V(CC)
E: LEDS -> LEDS sind aus, weil Kurzschluss...
(check ich net, habe ich aber ohnehin nicht vor so zu schalten...)
(3)
C: V(CC)
B: diverse Widerstände (150 bis 1,5k Ohm)
E: LEDS -> LEDS leuchten verschieden stark, abhängig vom Widerstand
(4)
C: Minuspol der LEDS (ich komme mit Kathode und Anode immer
durcheinander...)
B: V(CC)
E: MASSE
-> Kurzschluss
(5)
C: nix
B: V(CC)
E: LEDS -> LEDS leuchten
Eigentlich hatte ich vor so eine Schaltung zu löten:
----o---o------VCC
| | |
V V V
- - -
| | |
----o---o------|
|C
|/
Schiebereg.----|
B |\
|E
|
===
GND
Das geht jetzt aber schlecht, weil dann Fall (4) also Kurzschluss
eintritt.
Zudem sagt mir Fall (3), dass an die Basis kein Widerstand sollte, damit
die LEDS ihre gesamte Leuchtkraft ausnutzen können.
Dann wiederrum läuft aber Strom über die Basis also das Schieberegister,
was ich ja grade verhindern will! (Im letzten Punkt bin ich mir nicht
ganz sicher, da mein Multimeter mir bei Fall (1) pausenlos schwankende
Werte sowohl am Collector als auch der Basis ausgibt.)
Helft mir bitte dieses Mysterium zu lüften. :-)
so long... JayJay
JayJay wrote:
> Eigentlich hatte ich vor so eine Schaltung zu löten:
... um damit schnellstmöglich LEDs und Transistor abrauchen zu sehen.
Bei deiner Experimentierfreude kann das u.U. schon passiert sein.
Transistoren NIE ohne Basiswiderstand benutzen.
Kannst du eigentlich ausschließen das der Transistor schon kaput ist?
Bezüglich der Basisstrom bemessung muss du einfach das Datenblatt
dir anschauen.
Du schaust dir an wie groß die Stromverstärkung vom Transistor ist.
Diviedierst den LED Strom durch den Verstärkungsfaktor( hfe )
verdoppelst das ganze nochmal vorsichtshalber und begrenzt den Strom
auf diesen Wert mit einen Widerstand am Ausgang vom Schieberegister.
Fertig =)
Zum wiederholten Mal: Ein Bipolartransistor ist stromgesteuert! Wenn
Du da ohne Basiswiderstand eine Spannung niederohmig an die Basis
anlegst, die höher ist als die Flussspannung der Basis-Emitter-Strecke,
dann raucht der Transistor ab und möglicherweise auch das
Schieberegister (speziell dann, wenn der Transistor nicht sofort
abraucht und eine Weile ein viel zu großer Strom aus dem Schieberegister
gezogen wird)!
Tip:
http://www.elektronik-kompendium.de
>Eigentlich sollte der Transistor ja U(CE) schalten, sobald eine Spannung>an der Basis anliegt.
Bipolare Transistoren werden durch Strom angesteuert. Wenig Strom in die
Basis rein - wenig Strom durch Kollektor-Emitter. Mehr Strom in die
Basis - mehr Strom durch Kollektor-Emmitter. Viel Strom in die Basis
(weil kein Basiswiderstand) - Transistor kaputt. Das ist sei der
Erfindung der Dinger so.
Oliver
1. Braucht jede LED ihren eigenen Vorwiderstand
2. Muss du den Strom durch die Basis mit einem Widerstand begrenzen.
Dein Fall 3 ist ein Emitterfolger. Da brauchst du keinen
Basisvorwiderstand aber du brauchst trotzdem fuer jede LED einen
Vorwiderstand er sei denn du kannst die LEDs in reihe schalten, dann
brauchst du nur einen.
Dein Fall 1 ist wie Fall 3 jedoch ohne Basisvorwiderstand.
Bei deinem Fall 4 fliesst durch die Basis ein sehr grosser Strom.
Die Basis-Emitterstrecke hat eine exponentielle Kennlinie. Das heist
kleine aenderungen der Spannung haben grosse aenderungen beim Strom zur
folge.
Wenn du da jetzt eine Spannung von einigen Volt versuchst anzulegen
fliesst aufgrund der Kennlinie dort ein hoher Strom bis irgendwas
nachgibt . Meistens der Transistor. Deshalb muss du den Strom in die
Basis mit einem Widerstand begrenzen.
Zum Basisvorwiderstand:
Bei gegebenen Kollektorstrom IC errechnet sich der Basisstrom IB wie
folgt.
IB = IC / B
B ist deine Stromverstaerkung (Aus Datenblatt)
Um sicher zu gehen (Exemplarstreuungen) gibt man einen Sicherheitsfaktor
von 3 .. 10 dazu.
Also sollte der Strom durch den Vorwiderstand rund 3.. 10 IB betragen
Jetzt kannst du den Widerstand ausrechnen:
RV = (UB - UBE)/(IB * 5)
UB deine Betriebsspannung
UBE bei Silizium rund 0.7V
RV der Wert des Widerstandes
Gruss Helmi
Ok zu den LEDS... meine Zeichnugn ist da ein bissl schlecht... die LEDS
sind jeweils zwei in Reihe geschaltet. Damit bleibt für beide etwa eine
Spannung von 1.9 V bei VCC 5V und das ist genau richtig...
Um die LEDS geht es ja auch gar nicht, sondern um den Transistor...
Würde denn bei dieser Schaltung der Strom für die LEDs komplett von C
kommen (oder zumindest größtenteils)?
Schieberegister
|
B|
---
---o--o------/ \--VCC 5V
| | | E C
V V V
- - -
| | |
| | | LEDs
V V V
- - -
| | |
---o--o-----------GND
@ Irgendeiner: Hab mir n ganzes Pack Transistoren bei reichelt
gekauft... hab 5 getestet... verhalten sich alle gleich!
Warum willst du die LEDs unbedingt an den Emitter schalten.
Emitter auf GND, 1k von der Basis zum Schieberegister, LEDs vom
KOllektor nach +5V, Vorwiderstand wirst du trotzdem brauchen.
>Damit bleibt für beide etwa eine>Spannung von 1.9 V bei VCC 5V und das ist genau richtig...
Zum x.ten mal. LEDs sind Stromabhaengige Bauteile. Du kannst da nicht
einfach wie bei Gluehlampen die Spannungen addieren und dann schauen ob
das mit der Versorgungsspannung hinkommt. Wenige mV Spannung mehr hat
schon einen grossen Stromanstieg zur folge. Da muss ein Vorwiderstand
rein.
Ok... danke Helmut für den ausführlichen Text.
Mein Transistor ist ein "Wald und Wiesen" Transistor mit Namen 2N 3904.
Das entsprechende Datenblatt findet sich z.B. hier:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/philips/2N3904_3.pdf
Dort findet sich auf Seite 3 "HFE" (DC Current Gain). Ist das die
gesuchte Stromverstärkung?
Wenn ja, dann müsste die Rechnung doch so aussehen:
IC = 8 LEDs * 20mA = 160mA
B oder HFE lt. Datenblatt: bei IC 100mA mindestens 30(mA?)
-> IB = 160 / 30 = 5,3 mA
IB * 5 = 26,6 mA
UBE = VBEsat im Datenblatt? Wenn ja, dann wahrscheinlich ca. 950mV.
-> RV= (5V-950mV)/26,6mA
= (5V-0,95V)/0,026A
= 155 Ohm
Das bedeutet also, dass ein 150 Ohm Widerstand vor der Basis dafür
Sorgen sollten, dass mehr oder weniger der gesamte Strom über die
CE-Strecke läuft, der Transitor nicht kaputt geht und die LEDs in der
gewünschten Helligkeit leuchten. Oder habe ich jetzt was falsch
verstanden?
Entsprechender Schaltplan:
Schieberegister
|
-
150| |
-
|
B|
---
---o--o------/ \--VCC 5V
| | | E C
V V V
- - -
| | |
| | | insgesamt 8 LEDs a 20 mV
V V V
- - -
| | |
---o--o-----------GND
JayJay wrote:
> Ok... danke Helmut für den ausführlichen Text.>> Mein Transistor ist ein "Wald und Wiesen" Transistor mit Namen 2N 3904.
Das ist ein NPN Typ
> Schieberegister> |> -> 150| |> -> |> B|> ---> ---o--o------/ \--VCC 5V> | | | E C> V V V> - - -> | | |> | | | insgesamt 8 LEDs a 20 mV> V V V> - - -> | | |> ---o--o-----------GND
Schalt den mal besser so, dass die Leds an seiner Collector Seite sind
und der Transi die Masse der Leds nach GND durchschaltet.
Das Problem, dass deine LED keinen Vorwiderstand haben, bleibt aber nach
wie vor bestehen.
>Warum willst du die LEDs unbedingt an den Emitter schalten.>Emitter auf GND, 1k von der Basis zum Schieberegister, LEDs vom>KOllektor nach +5V, Vorwiderstand wirst du trotzdem brauchen.
Also dann doch diese Taktik oder wie?
----o---o------VCC
| | |
V V V LEDs mit Vorwiderständen
- - -
| | |
----o---o------|
|C
1k__ |/
Schiebereg.-|____|----|
B |\
|E
|
===
GND
Ich muss zugeben mittlerwile bin ich ein kleines bisschen verwirrt...
:-)
Tuts wirklich... ich bin angenehm überrascht! ^^
Danke für eure Hilfe... endlich hab ich diese kleinen Mistdinger
(zumindest ansatzweise) kapiert. =)
Jetzt wird gelötet!
JJ wurde in bayern erschossen, heute macht er wieder experimente mit
transistoren.
--Der Transistor gehorcht seinem Datenblatt nicht!
frage? hast du das datenblatt je gelesen oder verstanden?
tstststs
@ jayjay Datum: 30.03.2009 16:26
"B oder HFE lt. Datenblatt: bei IC 100mA mindestens 30(mA?)"
B (ohne Masseinheit) gibt den Verstärkungsfaktor an von Basis zu Emitter
Merke: Eine Verstärkung gibt ein Verhältnis zweier vergleichbarer Größen
(also Größen derselben Einheit) wieder und ist demzufolge eine nackte,
dimensionslose Zahl.
>frage? hast du das datenblatt je gelesen oder verstanden?
gelesen: ja!
verstanden: naja... hust hust... jetzt schon einigermaßen.
Danke nochmal für eure Hilfe... viele kleine Nebel haben sich heute für
mich gelüftet. =)
Ciao!
>IC = 8 LEDs * 20mA = 160mA
Das ist schon heftig fuer den 2N3904
Im Datenblatt steht zwar 200mA aber das ist der absolute maximal Wert
unter den man tunlichst bleiben sollte. Zwecks langer Lebensdauer wuerde
ich den maximal 100mA zumuten. Bei 100mA hat der ein hfe von ca 30.
Also einen Vorwiderstand mit einer Uebersteuerung von 3
IB = 100mA / 30 = 3.33mA
mal Faktor 3 = 10mA
Die High Ausgangsspannung vom Schieberegister bei dem Strom nehmen wir
mal mit 4.3V an. Bleiben fuer den Vorwiderstand 4.3 - 0.7V = 3.6V
Daraus ergibt sich ein Widerstand von 3.6V / 10mA = 360 Ohm.
Besser du nimmst einen BC337 . Der kann 1. mehr Strom (absolute Maximum
Rating 800mA) also deine 160mA schafft der spielend mit reserve und der
hat ein hoeheres hfe von 60 bei 300mA
Gruss Helmi
Gut dann werd ich mir die BC337 Brüder zulegen... danke für den Tipp!
Ich hab großes Interesse daran, dass die Transistoren lange leben, da
sie in einer Wanduhr verbaut werden und Wanduhren bekanntlich auch am
nächsten Donnerstag funktionieren sollen! =)
