Hallo zusammen!
ich habe eine kleine Verständnis-Frage zum Thema Transistoren.
Ich habe hier schon die Tutorials etc. gelesen.
Zu meiner Schaltung:
2 Spannungsquellen: 1x 5V 1x 19V
Elektromagnetisches Schloss als Last (ca. 700mA Stromaufnahme / 27,2 Ohm
Spulenwiderstand)
µC: ATTiny 2313A
Transistor geplant: BC639
Die ansteuerung des Transistors erfolgt einmal Täglich für ca. 5
Sekunden. Also kein Dauerbetrieb!
Nun zu meinem Problem / meiner Frage:
Ich betreibe den µC mit 5V, die 19V liegen nur an dem Kollektor des
Transistors.
Jetzt möchte ich den passenden Basis-Vorwiderstandes berechnen...
Datenblatt ist unten angehängt!
Der µC kann ja 20mA schalten. Aus den hFE Werten des Transistors werde
ich jedoch nicht ganz schlau... dieser scheint zwischen 25 und 250 zu
liegen.
Laut den Diagramm hFE / Ic müsste bei ca. 1A Ic-Strom der hFE bei ca, 55
liegen oder irre ich?
Muss ich diesen Wert nun noch teilen oder darf ich mit 55 rechnen?
Wenn ja wäre ich ca. bei: 700mA / 55hFe = 12,7mA für IB --> Für den µC
i.O.
Wenn wir jetzt von dem Tutorial-Beispiel ausgehen das der µC 4,5V
liefert:
4,5V - 0,7V BE-Übergang = 3,8V
3,8V / 12,7mA = 299,2 Ohm für Rb. Ich würde (da bei mir verfügbar) 200
Ohm nehmen. (3,8V / 200Ohm = 19mA) Das müsste der µC doch für ein paar
Sekunden am Tag aushalten oder?
Passen diese Berechnungen so?
Vielen Dank für eure Hilfe im Voraus!
Dennis S. schrieb:> Der µC kann ja 20mA schalten. Aus den hFE Werten des Transistors werde> ich jedoch nicht ganz schlau... dieser scheint zwischen 25 und 250 zu> liegen.>> Laut den Diagramm hFE / Ic müsste bei ca. 1A Ic-Strom der hFE bei ca, 55> liegen oder irre ich?>> Muss ich diesen Wert nun noch teilen oder darf ich mit 55 rechnen?
Die Stromverstärkung unterliegt starken (!) Exemplarschwankungen. hFE
kann bei einem Exemplr bei 30 liegen, beim nächsten bei 200, beim
dritten bei 80,... Es ist nur garantiert, dass er nicht unter 25 und
nicht über 250 ist. Um einen bestimmten Strom sicher schalten zu können,
musst Du mit dem Worst Case rechnen, nämlich mit 25. Oder Dein Exemplar
ausmessen.
Oder noch besser: einen anderen Transistor nehmen. Vorschlag:
https://www.infineon.com/dgdl/irlml2030pbf.pdf?fileId=5546d462533600a401535664aef525ec
Der kann in diesem kleinen Gehäuse 2.2A schalten. Das ist ein MOSFET,
d.h. er benötigt keinen BasisSTROM, sondern eine GateSPANNUNG. Das Gate
verhält sich wie ein kleiner Kondensator mit 110pF Kapazität, d.h. es
fließt nur beim Umschalten Strom. Mach 22Ω oder 33Ω vor das Gate als
Strombegrenzung, dann passt das, und dazu noch 100k zwischen Gate und
Source, um jederzeit ein definiertes Potential zu haben. Source an GND,
Drain an die Last, Freilaufdiode über der Spule nicht vergessen, und das
wars.
fchk
Für einen gesättigten Schalter am oberen Ende der AbsMax sollte man für
den Basisstrom 1/10 des Kollektorstoms ansetzen. Also 70mA. Das packt
aber der AVR nicht. Nimmt man weniger, kann man nicht mit der
Sättigungsspannung rechnen. Das könnte bei 20mA auf eine
Kollektorspannung von z.B. 1,5V rauslaufen (Kennlinienschar aus anderem
Datasheet), womit man jenseits der Leistungsgrenze liegt.
Meine Daumenregel für Transistorauswahl: Der zulässige Kollektorstrom
sollte mindestens das Doppelte des vorgesehenen Kollektorstroms
betragen. Andernfalls liegt man, wie hier auch bei der Stromverstärkung
deutlich sichtbar, jenseits des Bereichs, in dem der Typ gute Parameter
hat.
Heute fährt man in solchen Bereichen freilich mit MOSFETs deutlich
besser.
Heinz V. schrieb:> Hinweis: Das Dabla bezieht sich auf BD135/7/9, nicht auf BC639, welcher> solls denn nun sein?
Die sind sich in den Parametern recht ähnlich, wobei die Limits bei BD
höher liegen. Von anno dunnemal habe ich ein Datenbuch, aus dem sich
ableiten lässt, dass die damals intern ziemlich sicher gleich waren, nur
im Gehäuse verschieden.
A. K. schrieb:> Für einen gesättigten Schalter am oberen Ende der AbsMax sollte man für> den Basisstrom 1/10 des Kollektorstoms ansetzen. Also 70mA. Das packt> aber der AVR nicht. Nimmt man weniger, kann man nicht mit der> Sättigungsspannung rechnen. Das könnte bei 20mA auf eine> Kollektorspannung von z.B. 1,5V rauslaufen (Kennlinienschar aus anderem> Datasheet), womit man jenseits der Leistungsgrenze liegt.
Genau so ist es. Im Diagramm im Startposting liest man zwar für den
Basisstrom 55 mA bei 1 A Kollektorstrom. Dieser Wert gilt aber für den
Parameter von 2 V Kollektor-Emitter-Spannung und das ist nicht der
gesättigte Schaltzustand.
Das geeignetere Diagramm das welches rechts von diesem ist mit der
Uce(sat) in Funktion des Kollektostromes mit den beiden Parametern
Stromverstärkung 10 und 20.
Gruss
Thomas
Frank K. schrieb:> Jörg R. schrieb:>> Frank K. schrieb:>>> Oder noch besser: einen anderen Transistor nehmen. Vorschlag:>>>> Oder den:>>>>> https://www.infineon.com/dgdl/irlml2502.pdf?fileId...>>>> 3,6 A bei 2,5 Volt am Gate, max. 80mR On-Widerstand>> Aber nur 20V VDS. Und der Fragesteller hat schon 19V, und das ist etwas> dicht am Maximum dran. Daher eben genau der nicht.>> fchk
Ups, stimmt...?
Aber, wie schon geschrieben, es gibt auch Alternativen im TO220 Gehäuse.
Wow ich bin gerade etwas Sprachlos über die ganzen Antworten in so
kurzer Zeit! Ihr seid ja echt der Hammer :)
Vielen Dank für die ganzen Infos!
Nach dem was ich da so entnehmen konnte würde ich in Erwägung ziehen
einen MOSFET zu benutzen.
Das wäre jedoch mein erstes Projekt mit einem MOSFET.
Wenn ich jetzt z.B. den IRL540 nehme, brauche ich dann einen Widerstand
zwischen µC und MOSFET Gate?
Technische Angaben:
N-Channel Power MOSFET. Logic-Level
VDSS = 100V
RDS(on) = 0.044Ω
ID = 36A
TO220-Gehäuse
Das Gehäuse sollte möglichst TO sein, da ich keine SMD Platine aufbauen
möchte. Und all zu groß und warm werden, sollte der MOSFET auch nicht.
Zum Verständnis: Wenn ich einen 2,5V Logic Level MOSFET hätte, schadet
es dem wenn er mit ~5V vom µC angesteuert wird? Oder muss man hier auf
einen 5V Logic Level MOSFET achten?
Vielen Vielen Dank im Voraus!
Dennis S. schrieb:> Wenn ich jetzt z.B. den IRL540 nehme, brauche ich dann einen Widerstand> zwischen µC und MOSFET Gate?
Einen zwischen Gate und Masse, damit er nicht floatet wenn der µC Pin
nicht auf Ausgang steht (Reset/Programming). 10K-100K.
> Zum Verständnis: Wenn ich einen 2,5V Logic Level MOSFET hätte, schadet> es dem wenn er mit ~5V vom µC angesteuert wird?
Die maximal zulässige Gatespannung darf nicht überschritten werden, aber
bis dahin ist alles erlaubt.
Man sollte allerdings die Schwellspannung nicht mit der nötigen Spannung
zum Durchschalten verwechseln. Wenn er beispielsweise mit 2,5V überhaupt
erst anfängt zu leiten, dann reichen keine 2,5V vom µC und
wahrscheinlich auch keine 3,3V.
BC639.PNG
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