Basiswiderstand richtig berechnet?

2k2 würde auch noch gehen.

Ja passt so gerade eben, denn die I/O Pins vom Raspi soll man n icht 
über 3mA belasten.

Der HFE ist sicher wesentlich größer:

Laut diesem seltsamen Datenblatt ist es 200:
https://www.farnell.com/datasheets/410427.pdf

Im Datenblatt von Fairchild steht 200 bis 450:
https://www.farnell.com/datasheets/410427.pdf

Im Datenblatt von ST steht auch 200 bis 450:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/stmicroelectronics/8854.pdf

Und im Datenblatt von Diotec steht ebenfalls 200 bis 450:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets/150/128380_DS.pdf

Trotzdem ist es gut, den Transistor um Faktor 2-4 zu übersteuern damit 
er weniger Verluste in der C-E Strecke hat. Insofern würde ich auf 2,7kΩ 
wechseln.

Danke euch. Ich nehm mal den 2k7

Helmut S. schrieb:
> In einem Datenblatt lese ich für Ic/Ib = 20

Kannst du davon mal einen Screenshot machen?

Ich frage, weil ich einen Wert zwischen 200 und 450 erwarte.

Stefanus F. schrieb:
> Im Datenblatt von Fairchild steht 200 bis 450:

Nicht schon wieder diesen Quatsch des unverstandenen Datenblattes.
Schaltbetrieb

Faorchild definiert UCE bei einer Verstärkung von 20, das machen die, um 
ihrer Transistoren vorsätzlich schlecht zu reden?

Aus der Erfahrung heraus denke ich, dass man auch mit v=50 rechnen kann, 
aber mit mehr wird das windig.

Helmut S. schrieb:
> Ja, weil hfe(eigentlich interessiert B) in Wirklichkeit eher 200 ist.
>
> In einem Datenblatt lese ich für Ic/Ib = 20

Ooops, da warst Du scxhneller :-)

Helmut S. schrieb:
> In einem Datenblatt lese ich für Ic/Ib = 20
> Der screenshot ist von einem Datenblatt von Motorola

Ich sehe da keine 20. Das kann auch gar nicht sein, so schlechte 
Transistoren gibt es in dieser Größe gar nicht.

Da steht: 200 bis 450 bei 2mA und typisch 180 bei 100mA.

Um die Saturation Voltage geht es hier gar nicht, die ist in diesem 
Anwendungsfall irrelevant.

Helmut S. schrieb:
> Umgerechnet auf 44mA wäre das Ib=2,2mA.

Das ist aber nicht linear umrechenbar. Bei kleineren Strömen wird das 
eher besser.
Zudem, beim Ansteuern eines 12V-Relais ist es nicht dringend 
erforderlich, den Transistor voll in die Sättigung bringen, da darf auch 
mal ein halbes Volt an CE hängen bleiben.

Flo schrieb:
> hfe=20 (vom Tutorial) ergibt einen Basisstrom von 2,22mA

Helmut S. schrieb:
> Ja, weil hfe(eigentlich interessiert B) in Wirklichkeit eher 200 ist.
>
> In einem Datenblatt lese ich für Ic/Ib = 20
> Ic=100mA, Ib=5mA ein Ucemax typ 0,3V (0,5V) max.
>
> Umgerechnet auf 44mA wäre das Ib=2,2mA.
>
> hfe und B ist nicht das Gleiche.

Was ist B? Beta?

>
> hfe = Kleinsignalstrpmverstärkung = deltaIc/deltaIb
>
Ja.

> B = Ic/Ib
>
> B ist für Schaltanwendungen wichtig.

Was ist B?

Oder meinst du damit hFE?
Besser noch als H21E bekannt. Die Kurzschlußstromverstärkung in 
Emitterschaltung.
Also ohne Kollektorwiderstand.

Und der ist hier (Motorola) mit typ. 180 angegeben.

Für 50mA rechnet man nicht. Da nimmt man 2,2 od. 2,4K und gut ist es.

Achso, es gibt einen feinen Unterschied zwischen hfe und hFE.

Flo schrieb:
> Würde dann einen mit 1kohm verwenden. Passt das so

Ja, perfekt.

Ach Du grüne Neune schrieb:
> 2k2 würde auch noch gehen.

Nicht so gut, nicht ohne Grund nennt das Tutorial einen anderen Wert.

Stefanus F. schrieb:
> Der HFE ist sicher wesentlich größer

Irrelevant, denn es geht nicht um den verhungernden Linearbetfieb in dem 
eine erhebliche Dpannung am Transistor abfällt.

Flo schrieb:
> Danke euch. Ich nehm mal den 2k7

Besser nicht. Dein eigener Rechenweg war klüger als der von den 
Dummschwätzern hier.

Stefanus F. schrieb:
> Ich sehe da keine 20. Das kann auch gar nicht sein, so schlechte
> Transistoren gibt es in dieser Größe gar nicht

Meine Fresse, immer noch der Unsinn auf die hFE Kurve zu gucken.
Solche Trottel nutzen auch UGS(th) um beim MOSFET die nötige 
Schaltspannjng festzulegen.
Hilf dir lieber mal selbst, statt andere in deine Irre zu führen.

MaWin schrieb:
> Meine Fresse, immer noch der Unsinn auf die hFE Kurve zu gucken.

Ich habe weder auf das Diagramm geguckt, noch dies empfohlen.

Stattdessen nutze ich einfach die Informationen im Datenblatt, so wie 
sie gelehrt wurden. Wenn da steht, dass der DC Current Gain (hFE oder ß) 
mindestens 200 ist bedeutet dies, dass der Transistor bei 1mA an der 
Basis bis zu 200mA am Kollektor fließen lässt.

Weil dann allerdings die Verlustspannung auf der C-E Strecke recht hoch 
sein kann, soll man den Steuerstrom verdoppeln oder vervierfachen. Und 
dann liegt man in einem Arbeitsbereich, der für solche Schaltvorgänge 
tadellos funktioniert.

Die Konkreten zahlen habe ich jetzt im Kopf, aber wenn man das so baut, 
dann sind so real wenige hundert Millivolt Verlust zu erwarten, auf 
jeden Fall deutlich weniger unter 1V.

Bedenke: Wir schalten hier ein kleines Relais, keine 50 Ampere.

> Irrelevant, denn es geht nicht um den verhungernden Linearbetfieb
> in dem eine erhebliche Spannung am Transistor abfällt.

Wenn man absichtlich Infos weg lässt, kann man sich natürlich jeden 
Unsinn zusammen zitieren, den man haben will. Ich habe nicht umsonst 
empfohlen, den Strom um Faktor 2-4 zu erhöhen.

Stefanus F. schrieb:
> Der HFE ist sicher wesentlich größer:

HFE von 200 gilt für einen Kollektorstrom von 2mA bei  VCE = 5V

Bei Verwendung des Transistors  als Schalter  gilt VCE(sat), dieser Wert 
gibt an, dass für einen Kollektorstrom zwischen 10 und 100mA ein 
Basisstrom mit einem 20igstel des Kollektorstrom  benötigt wird. Der 
Transistor ist dabei in die Sättigung gesteuert.

Niemand hat verlangt, dass der Transistor in Sättigung gehen soll, außer 
die Besserwisser, die an jedem Ratschlag etwas zu meckern haben.

Wenn da ein paar hundert mV (oder lasse es meinetwegen auch 1 V sein) 
abfallen, dann ist das in dieser Anwendung vollkommen Ok.

Selbst ein 10k Basiswiderstand ist noch locker in der Lage den 
Transistor bei 3,3 Volt soweit durchzusteuern, dass er ein 40mA Relais 
zum Schalten bringen kann. Trotzdem nimmt man aber besser einen 2k7, 
oder wenn man es wirklich gut meint einen 2k2 Widerstand. Das reicht 
dann aber vollkommen aus!

Stefanus F. schrieb:
> Stattdessen nutze ich einfach die Informationen im Datenblatt, so wie
> sie gelehrt wurden. Wenn da steht, dass der DC Current Gain (hFE oder ß)
> mindestens 200 ist bedeutet dies, dass der Transistor bei 1mA an der
> Basis bis zu 200mA am Kollektor fließen lässt.

Genau genommen bei IC = 2mA, VCE = 5V.
Von 2mA auf 200mA zu schließen ist nicht richtig,  da Faktor 100 
Unterschied.

Stefanus F. schrieb:
> Stattdessen nutze ich einfach die Informationen im Datenblatt, so wie
> sie gelehrt wurden. Wenn da steht, dass der DC Current Gain (hFE oder ß)
> mindestens 200 ist bedeutet dies, dass der Transistor bei 1mA an der
> Basis bis zu 200mA am Kollektor fließen lässt

Wenn du wirklich ins Datenblatt guckst, dann liest du, dass diese 200mA 
nur fliessen, wenn 5V über C und E anliegen. Der Transistor bildet also 
einen Bahnwiderstand von 25 Ohm. Nichts, was man vor ein Relais schalten 
will.

Wie oft, ist der Fragende, hier Flo, mal wieder klüger als manch einer 
der sich berufen fühlt zu antworten, hier Du und Ach Du Grüne Neune.

Stefanus F. schrieb:
> Niemand hat verlangt, dass der Transistor in Sättigung gehen soll,

Doch, natürlich, er will schalten und das heisst die ganzen 12V ans 
Relais legen und nicht bloss 7V oder 10V. Auch will er den Strom den das 
Datenblatt maximal erlaubt, beim BC547 oft 100mA, schalten können und 
das geht nur bei minimaler UCE Spannung. Wäre die doppelt so hoch, geht 
auf Dauer nur der halbe Strom.

Und zudem sind hFE Kurven typisch, so wie UGS/IDS Kurven von MOSFETs, 
und können real leicht mal um 1:2 abweichen.
Für zuverlässige Funktion nutzt man eben nur was das Datenblatt 
vorschreibt, beim MOSFET RDSon@UGS, beim bipolaten IC=20*IB (oder 10 
oder 5, je nach Modell).

MaWin schrieb:
> Wenn du wirklich ins Datenblatt guckst, dann liest du, dass diese 200mA
> nur fliessen, wenn 5V über C und E anliegen. Der Transistor bildet also
> einen Bahnwiderstand von 25 Ohm.

Was erzählst du hier für einen Müll?
Der Transistor ist für 100mA spezifiziert.
Gebraucht werden 50mA und du kommst mit 200mA.

Den BC247 mit 200mA einzusetzen ist gar nicht lecker.

MaWin schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> Niemand hat verlangt, dass der Transistor in Sättigung gehen soll,
>
> Doch, natürlich, er will schalten und das heisst die ganzen 12V ans
> Relais legen und nicht bloss 7V oder 10V. Auch will er den Strom den das
> Datenblatt maximal erlaubt, beim BC547 oft 100mA, schalten können und
> das geht nur bei minimaler UCE Spannung. Wäre die doppelt so hoch, geht
> auf Dauer nur der halbe Strom.

Und hier wieder theoretisch Angaben, welche auch noch falsch sind.
Wenn schon, dann sind es bei 5V und und 5mA Ib (1KOhm) max. 0,6V, Typ. 
0,2V.
Da entstehen dann wahnsinnige 60mW Verlustleistung. Das kann man der 
Umwelt nicht zumuten.

Alles für 100mA Ic.

Vielleicht wäre es mal gut, die Schaltung praktisch aufzubauen und 
beurteilen.

Klar!
Den Reststrom der unabdingbaren Diode muß man dann auch noch einrechnen 
:-)
Und die Temperatureigenschaften des Relais.
Und die Spannungsstabilität der 5V und 12V. Und dazu muß noch deren 
Rauschspannung betrachtet werden.
....

michael_ schrieb:
> Was erzählst du hier für einen Müll?
> Der Transistor ist für 100mA spezifiziert.
> Gebraucht werden 50mA und du kommst mit 200mA.
>
> Den BC247 mit 200mA einzusetzen ist gar nicht lecker

Wohl BC547 gemeint.

Unfähig zu lesen ?

Die 200mA kommen von Stefanus.

Ich schreibt nach dem Zitat

MaWin schrieb:
> Auch will er den Strom den das Datenblatt maximal erlaubt, beim BC547
> oft 100mA,

Aber du möchtest dich wohl bei Dumm (Ach Du Grüne Neune) und Dümmer 
(Stefanus) einreihen. Hast du geschafft.

MaWin schrieb:
> Unfähig zu lesen ?
>
> Die 200mA kommen von Stefanus.

Entschuldige, hatte übersehen, dass ihr da abseits vom Thema BC547 wart.
Kannst aber trotzdem erklären, welches Datenblatt den 25Ohm 
Bahnwiderstand.
aussagt?
Ist hier völlig fehl am Platz.

MaWin schrieb:
> Doch, natürlich, er will schalten und das heisst die ganzen 12V ans
> Relais legen und nicht bloss 7V oder 10V.

Wie kommst du darauf?

MaWin schrieb:
> Auch will er den Strom den das
> Datenblatt maximal erlaubt, beim BC547 oft 100mA, schalten können und
> das geht nur bei minimaler UCE Spannung. Wäre die doppelt so hoch, geht
> auf Dauer nur der halbe Strom.

Und was soll das denn? Strom ist Strom!
Egal ob 5V, 12V, 24V ...

Hab die Schaltung jetzt mit 1,1kohm aufgebaut und dabei genau die 
berechneten 2,2mA und das relais schaltet ordentlich. Nur so zur Info 
aber ihr könnt gerne noch weiter philosophieren ?

Kann man für jeden einzelnen Transistor so machen, bevor man ihn einbaut 
oder sich an die üblichen Regeln (und Angaben zum Sättigungsbetrieb) 
halten.

GEKU schrieb:
> Genau genommen bei IC = 2mA, VCE = 5V.
> Von 2mA auf 200mA zu schließen ist nicht richtig,  da Faktor 100
> Unterschied.

Richtig. Und dann kommt das Diagramm ins Spiel, wo man sehen kann, wie 
viel (oder wenig) die Verstärkung mit der Stromstärke abnimmt. Unter 
100mA passiert da bei diesem Transistor nichts spannendes.

MaWin schrieb:
> Der Transistor bildet also einen Bahnwiderstand von 25 Ohm.
> Nichts, was man vor ein Relais schalten will.

Warum nicht? Das Relais hat immerhin 270 Ohm.

> das heisst die ganzen 12V ans Relais legen und nicht bloss 7V oder 10V.

Rechnen ist nicht deine Stärke. Und Erfahrung fehlt Dir bei diesem Thema 
offensichtlich auch. Aber egal, Hauptsache die anderen als dumm 
darstellen - gell?

> Die 200mA kommen von Stefanus.

Wieder aus dem Zusammenhang gerissen. Ich habe geschrieben, der 
Transistor bei 1mA Basis-Strom und seiner minimalen Verstärkung auf 
200mA kommt. Ich habe aber nicht geschrieben, dass wird 200mA brauchen.

Dann wär auch alles falsch. Weder "kommt" der BC547 auf 200mA, noch 
werden sie gebraucht.

Helmut, Manfred, MaWin, GEKU:

Wetten ihr schafft es nicht, anhand eines tatsächlichen Aufbaus zu 
belegen, dass der 2,7kΩ Widerstand zu hochohmig ist?

Bedingung:

- Ein beliebiges 12V Relais mit 270Ω Spule, betrieben an 12V mit maximal 
5% Abweichung nach unten.
- Steuerspannung: 3,3V mit maximal 5% Abweichung nach unten, angelegt 
über einen Taster.
- Transistor BC547B eines beliebigen Herstellers. Du darfst so viele 
ausprobieren, wie du willst. Zum Beispiel 1000 Stück 
https://www.aliexpress.com/item/Bc547b-bc547-to-92-power-triode-100-BRAND-new-FREE-SHIPPING-in-stock/1989075892.html
- Widerstand mit 2,7kΩ, maximal 5% Abweichung nach oben.
- Die Bauteile dürfen nicht beschädigt sein. Mangelhafte Transistoren 
(außerhalb der Spezifikation) sind vom Test auszuschließen.
- Temperatur: 10 bis 50°C
- Ihr habt gewonnen, wenn das Relais bei 100 aufeinander folgenden 
Tastendrücken mindestens einmal nicht anzieht (oder träger als 300ms).

Falls es euch gelingt, mit einem einzigen Transistor aus dem Set 
nachzuweisen, dass der Widerstand zu hochohmig gewählt ist, bezahle ich 
euch die Materialkosten bei zu 25€.

Ach Du grüne Neune und Flo, mögt ihr die Wette aufwerten, indem ihr noch 
etwas drauf legst?

Und wenns 100 mal funktioniert hat, beweist das..?

batman schrieb:
> Und wenns 100 mal funktioniert hat, beweist das..?

Es wird 100.000 mal funktionieren

Stefanus F. schrieb:
> Helmut, Manfred, MaWin, GEKU:
>
> Wetten ihr schafft es nicht, anhand eines tatsächlichen Aufbaus zu
> belegen, dass der 2,7kΩ Widerstand zu hochohmig ist?

Ein wirklicher Fachmann, als den Du Dich auszugeben versuchst, würde 
jetzt einfach aufhören. Du ziehst es vor, weiter zu strampeln.

Die Berechnung von Flo ist absolut korrekt und wird mit jedem Transistor 
(Bauteilestreuung, Temperatur, Hersteller) funktionieren.

Helmut hat die Sache mit der Schaltverstärkung erklärt.

MaWin wie immer etwas grob, aber in der Sache ebenfalls mit korrekten 
Aussagen.

GEKU weist noch mal auf VCE=5V hin, nur da sind dreistellige 
Verstärkungswerte zuverlässig erreichbar.

Aus der Erfahrung heraus, das schrieb ich schon, würde ich eine höhere 
Verstärkung als 20 erwarten und Deine 2K7 werden fast immer 
funktionieren.

Das ändert nicht daran, dass Deine Aussagen überwiegend falsch sind, 
Flos Rechnung 1k1 aber unter allen ungünstigen Randbedingungen 
funktionieren wird.

Stefanus F. schrieb:
> Es wird 100.000 mal funktionieren

Bastler! Ich kenne Serienprodukte, die seit Jahren klaglos funktioniert 
haben. Auf einmal fallen die in der Endprüfung aus, Halbleiter eines 
anderen Herstellers oder machen sogar erst beim Kunden Stress.

Dann schaut man sich die Schaltung an und stellt fest, dass der 
ursprüngliche Schaltungsentwickler eben nicht oder sehr großzügig 
gerechnet hat.

Manfred schrieb:
> Bastler! Ich kenne Serienprodukte, die seit Jahren klaglos funktioniert
> haben. Auf einmal fallen die in der Endprüfung aus, Halbleiter eines
> anderen Herstellers oder machen sogar erst beim Kunden Stress.

Sehr geringschätzig, wie du hier sprichst.
Hochmut kommt vor dem Fall.

Die "Bastler" hier haben oft tiefgründiges Wissen und von der Pike auf 
gelernt. Mich eingeschlossen.
Es haben sich aber Standards gebildet, welche sicher mal berechnet 
wurden.
Aber man kann nicht alles nochmal bis ins kleinste berechnen.
Da wird man nie fertig!
Und es ist eigentlich keinen Buchstaben wert, das zu diskutieren.
Nur um eine LED oder Relais zu schalten.

Serien- oder Massenproduktion ist hier nicht das Thema.

michael_ schrieb:
> Serien- oder Massenproduktion ist hier nicht das Thema.

Nein, Profis müssen sich nicht an allgemeine simple fail-safe Regeln 
halten, weil sie wissen was sie tun. Die sind schon genau für Bastler.

Manfred schrieb:

> Stefanus F. schrieb:
>> Helmut, Manfred, MaWin, GEKU:
>>
>> Wetten ihr schafft es nicht, anhand eines tatsächlichen
>> Aufbaus zu belegen, dass der 2,7kΩ Widerstand zu
>> hochohmig ist?
>
> Ein wirklicher Fachmann, als den Du Dich auszugeben
> versuchst, würde jetzt einfach aufhören. Du ziehst es
> vor, weiter zu strampeln.

Ich wäre Dir sehr verbunden, wenn wir diese Attacken ad
hominem unterlassen würden.
Vielen Dank im voraus.


> Die Berechnung von Flo ist absolut korrekt und wird
> mit jedem Transistor (Bauteilestreuung, Temperatur,
> Hersteller) funktionieren.

Das hat ja wohl auch niemand bestritten.


> Helmut hat die Sache mit der Schaltverstärkung erklärt.

Nein. Helmut hat eigentlich überhaupt nichts erklärt und
stiftet mit seinem Verweis auf "Ic/Ib=20" wie üblich nur
Verwirrung.

Bei "Ic/Ib = 20" handelt es sich nämlich nicht um eine
wie auch immer definierte "Schaltverstärkung", sondern im
Gegenteil um eine willkürlich vorgegebene Prüfbedingung !

Diese "20" repräsentiert KEINE Bauteileigenschaft, sondern
einen bestimmten Betriebszustand, der dem Bauteil von AUSSEN
aufgezwungen wird!

Um in diesem Punkt keinerlei Unklarheit zuzulassen: Es gibt
beim Transistor keine irgendwie definierte "Schaltverstärkung" !

Es gibt einen (in erster Näherung linearen) Zusammenhang
zwischen Basisstrom und Kollektorstrom. Dieser gilt, solange
der Kollektorstrom VOM TRANSISTOR diktiert wird.

Wenn man den Transistor jedoch ÜBERSTEUERT , dann kann der
Kollektorstrom gerade NICHT !!! mehr vom Transistor diktiert
werden, sondern wird durch die äußere Beschaltung festgelegt.

In diesem Falle verliert der übliche Begriff der Verstärkung
seinen Sinn, weil ja eben gerade KEINE nennenswerte
Abhängigkeit des Kollektorstromes vom Basisstrom mehr besteht:
Die Höhe des Kollektorstroms wird beim übersteuerten
Transistor NICHT von der Höhe des Basisstromes bestimmt,
sondern von der Betriebsspannung und dem Lastwiderstand, und
der Begriff der Stomverstärkung VERLIERT SEINEN SINN .

Lediglich Uce_sat hängt geringfügig vom Grad der Übersteuerung
ab.


Und um das mal ganz deutlich zu sagen: Es geht mir tierisch
auf die Eier, dass JEDESMAL , wenn vom Bipolartransistor
im Schaltbetrieb die Rede ist, dieser Mist von der "Schalt-
verstärkung", die auch immer zufällig genau 20 beträgt, aus
dem Ärmel gezogen wird. Aber da es gegen Altersstarrsinn
kein wirksames Mittel gibt, diskutiere ich darüber in der Regel
nicht mehr. Ich weiss, wie es richtig ist, und das genügt mir.
Meine Weltverbesserungsphase habe ich hinter mir.


> MaWin wie immer etwas grob, aber in der Sache ebenfalls mit
> korrekten Aussagen.

Wer will, kann an MaWins Beitrag den Unterschied von Kritik
und Prinzipienreiterei studieren: Seine Aussagen sind sachlich
korrekt, aber im konkreten Einzelfall weitgehend irrelevant:

Die anfallende Verlustleistung ist auch im allerschlechtesten
Falle zu klein, um den Transistor zu zerstören, und bei einer
Relais-Betriebsspannung von 12V ist völlig egal, ob am Transistor
nun 0.4V oder 0.6V Sättigungsspannung abfallen.

Sein aggressives Beharren darauf, dass man den Transistor
UNBEDINGT so weit übersteuern muss, dass Ic/Ib = 20 gilt,
ist durch keinerlei Sachargument gestützt.


> GEKU weist noch mal auf VCE=5V hin, nur da sind dreistellige
> Verstärkungswerte zuverlässig erreichbar.

Sachlich richtig, aber wenig relevant -- es ging nämlich gar
nicht darum, zuverlässig dreistellige Verstärkungen zu erreichen,
sondern darum, ob man UNBEDINGT mit Ic/Ib = 20 rechnen muss,
oder ob man auch 30 oder 40 ansetzen darf.

Und -- bei allem Respekt: Unter den gegebenen Randbedingungen
würde ich das bedenkenlos tun.


> Aus der Erfahrung heraus, das schrieb ich schon, würde ich
> eine höhere Verstärkung als 20 erwarten und Deine 2K7 werden
> fast immer funktionieren.

Na also. Geht doch.


> Das ändert nicht daran, dass Deine Aussagen überwiegend
> falsch sind,

Eigentlich nicht.

Stefans Aussage war sinngemäß: "Wenn der Transistor im
Linearbetrieb eine garantierte Mindestverstärkung von 200 hat,
dann sollte man für den Schaltbetrieb im vorliegenden Fall
Ic/Ib = 40 ansetzuen dürfen, und das führt zu ungefähr 1mA
Basisstrom bzw. 2.5k Vorwiderstand."

Wer dem in der Sache widerspricht, betreibt Prinzipienreiterei.


> Dann schaut man sich die Schaltung an und stellt fest, dass
> der ursprüngliche Schaltungsentwickler eben nicht oder sehr
> großzügig gerechnet hat.

Mag sein -- ich sehe aber die Relevanz für den hier
diskutierten Fall nicht ganz. Bei datenblattkonformen
Bauteilen sehe ich keine Möglichkeit für eine Fehlfunktion.

(Dass manche Datenblätter "übermäßig optimistisch" sind, um
es höflich zu sagen, ist mir bekannt, und das berücksichtige
ich auch bei der Dimensionierung. Das ist aber ein anderes
Thema.)

Egon D. schrieb:
> vorgegebene Prüfbedingung

sind notwendig um gute von schlechte Bauelemente unterscheiden zu 
können.
Daher ist für einen Transistor , der als Schalter eingesetzt wird, 
gerade dieser Parameter (Vsat bei Icmax/Ib) von Bedeutung.

Der zusätzliche Energieaufwand bei Icmax/Ib von 20 für die Ansteuerung 
der Basis ist zu vernachlässigen und lohnt, genauso wie, wer findet den 
größten Basisvorwiderstand, nicht.

Ziel sollte es sein, eine sichere, zuverlässige Schaltung mit möglichst 
geringen Aufwand zu entwerfen.

Egon D. schrieb:
> Die Höhe des Kollektorstroms wird beim übersteuerten
> Transistor NICHT von der Höhe des Basisstromes bestimmt,
> sondern von der Betriebsspannung und dem Lastwiderstand, und
> der Begriff der Stomverstärkung VERLIERT SEINEN SINN .

Stromverstärkung IST aber genau der Sinn und Zweck des Transistors in 
der  Schaltanwendung. Da ist diese Erklärung nicht sehr erhellend.

Warum du dann Ic/Ib=40 oder wieviel nun immer bei einem Standard 
Schalttransistor besser findest als der als dokumentierte sichere 
Sättigungsbetrieb, bleibt dein Geheimnis.

Bei mir gehts eher nach dem gerade greifbaren Widerstand aber das möchte 
ich auch nicht als Empfehlung für Anfänger ausgeben.

Ich möchte mal sehen, das jemand diese Verstärkung von 20 an einem 
realen Aufbau nachweist. Dabei müsste dann ja auch heraus kommen, dass 
es immer weniger als 200 ist, egal mit wie vielen Transistoren man das 
Experiment wiederholt.

Macht es eigentlich niemanden Stutzig, dass der Hersteller für diesen 
Wert keinen Range (von-bis) nennt?

Meinst du es wäre schwierig, an einem Transistor 1mA Ib und 20mA Ic zu 
messen? Willst du wieder was wetten?

batman schrieb:
> Meinst du es wäre schwierig, an einem Transistor 1mA Ib und 20mA
> Ic zu messen? Willst du wieder was wetten?

Genau. Das kriegst du nur hin, indem du den Strom durch externe 
Widerstände auf 20mA begrenzt. Wenn du jedoch eine andere Last 
verwendest (wie das Relais), die mehr Strom fließen lässt, dann wird da 
auch mehr fließen.

Ich bin absolut sicher, dass bis 100mA Laststrom die Spannung an der C-E 
Strecke geringer als 1V sein wird.

Ihr (Manfred) dürft mich gerne Bastler nennen, ich sehe mich selbst 
ebenso, obwohl ich eine Berufsausbildung in diesem Fach hinter mir habe. 
Danach bin ich allerdings Softwareentwickler geworden.

Stefanus F. schrieb:
> batman schrieb:
>> Meinst du es wäre schwierig, an einem Transistor 1mA Ib und 20mA
>> Ic zu messen? Willst du wieder was wetten?
>
> Genau. Das kriegst du nur hin, indem du den Strom durch externe
> Widerstände auf 20mA begrenzt.

Glückwunsch, genauso funktioniert eine Schaltanwendung.

batman schrieb:
> Stefanus F. schrieb:
>> batman schrieb:
>>> Meinst du es wäre schwierig, an einem Transistor 1mA Ib und 20mA
>>> Ic zu messen? Willst du wieder was wetten?
>>
>> Genau. Das kriegst du nur hin, indem du den Strom durch externe
>> Widerstände auf 20mA begrenzt.
>
> Glückwunsch, genauso funktioniert eine Schaltanwendung.

Trugschluß.
Die Angabe der Stromverstärkung nach einem H-Parameter ist die 
Kurzschlußstromverstärkung. Also ohne Kollektorwiderstand.
Man sollte das in den Diagrammen beachten.

Stefanus F. schrieb:
> Ihr (Manfred) dürft mich gerne Bastler nennen, ich sehe mich selbst
> ebenso, obwohl ich eine Berufsausbildung in diesem Fach hinter mir habe.

Mach dir keinen Kopf!
Trotz Studium war ich immer "Bastler".
Vorher auch.
Mit Ü65 ist man sowieso Bastler, egal was man vorher gemacht hat.

Tilo R. schrieb:
> Die 20er Fraktion geht z.B. von dieser Datenblattangabe aus:
> Collector-Emitter Saturation  VCE(sat), Test Condition IC=100mA, IB=5mA:
> typ 200mV, max 600mV.

Die 20 hat einen ganz anderen Grund. Und stammt aus der Zeit, wo 
Komputer noch mit Transis gemacht wurden.
Einziger Parameter war die Schaltgeschwindigkeit. Energie spielte keine 
Rolle.
Mit totaler Übersteuerung kann man die kürzeste Schaltzeit erreichen.

Bei heutigen Anwendungen wie LED, Relais usw. ist diese Übersteuerung 
nicht notwendig.

michael_ schrieb:
> Mit totaler Übersteuerung kann man die kürzeste Schaltzeit erreichen.

Das ist aber ganz neu!
Wenn du den Transistor voll in die Sättigung fährst, bekommst du ein 
riesiges Delay beim Ausschalten.
Warum machtman eine Schottkydiode von C nach B, wenn man schneller 
schalten will? Um die Sättigung zu vermeiden!

HildeK schrieb:
> Das ist aber ganz neu!

Nee.

Dann ist ja am Ende doch noch klar geworden, warum es solche 
idiotensicheren Faustformeln geben muß, die keinerlei Kenntnisse der 
Materie erfordern. :)

michael_ schrieb:
> Einziger Parameter war die Schaltgeschwindigkeit. Energie spielte keine
> Rolle.
> Mit totaler Übersteuerung kann man die kürzeste Schaltzeit erreichen

Falsch.
Es ist genau andersrum.
Sättigung macht langsam.
Daher vermeiden schnelle Digitalschaltungen die Sättigung durch 
Schottky-Technik.


Sättigung braucht man, um den maximalen Strom lsut Datenbkattefliessen 
zu lassen. Denn der Strom führt an der Restspannung zu Verlustleistung 
und die macht den Transistor heiss.

Beim BC547 führen 100mA schon an 0.5V UCE zu den maximal erlaubten 0.5W, 
und 0.5V UCE < UBE also Sättigung nötig.

Hier im Beispiel sind es ca. 50mA was 1V am Transistor erlauben würde, 
aber warum sollte man ihn an seiner Maximaltemperatur betreiben, das 
verkürzt nur sein Leben.

Roland F. schrieb:
> Rb =  1,0 KOhm -> Ic = 43,9 mA, PVT =  5,9 mW
> Rb = 10,0 kOhm -> Ic = 43,2 mA, PVT = 14,8 mW

PVT 5.9mW heisst UCE 0.13V also sehr stark in Sättigung. Laut Datenblatt 
Figure 9. Collector Saturation Region erreicht der BC547 diese 0.13V bei 
50mA nur mit 5mA Basisstrom, also IC=10*IB. Dein Exemplar ist besser, 
aber wir wollen ja Schaltungen die mit jedem Exemplar funktionieren und 
nicht nurmit den guten.

MaWin schrieb:
> Beim BC547 führen 100mA schon an 0.5V UCE zu den maximal erlaubten 0.5W

Ähm, nö. Man verschiebe die Stelle um 1.

Ja, da sind wir bei 5V UCE, was man in einer Schaltanwendung praktisch 
nicht annähernd findet. Die Schmelzgefahr des Transistors ist dann wohl 
nicht so das Problem bei der Sache.

batman schrieb:
> Die Schmelzgefahr des Transistors ist dann wohl nicht so das Problem bei
> der Sache

Richtig, bei der Kleinleistung wohl nicht, bei dickeren Transistoren 
schon.

MaWin schrieb:
> Laut Datenblatt
> Figure 9. Collector Saturation Region erreicht der BC547 diese 0.13V bei
> 50mA nur mit 5mA Basisstrom, also IC=10*IB.

Da das Thema Basis-Strom gerade wieder hoch kam, habe ich eine kleine 
anschauliche Messreiche gemacht:

Beitrag "Re: BC337-40 als Schalter"

Der dort verwendete BC337-40 erfüllt exakt das, was ich vor 25 Jahren in 
der Ausbildung gelernt habe. Nämlich, dass eine zweifache Übersteuerung 
ausreicht.

Stefanus F. schrieb:
> Messreiche

Immer noch genau so doof wie damals.

Wir bauen keine Schaltungen die mit einzelnen ausgesuchten Exemplaren 
unter günstigen Umgebungsbedingungen funktionieren, sondern wir bauen 
Schaltungen die mit allen Bauteilen der Typennummer unter allen 
Rahmembedingungen funktionieren.

Daher sagt die Messreihe mit 1 Exemplar genau gar nichts und man guckt 
besser ins Datenblatt.

Stefanus F. schrieb:
> Da das Thema Basis-Strom gerade wieder hoch kam, habe ich eine kleine
> anschauliche Messreiche gemacht:

> https://www.mikrocontroller.net/topic/goto_post/5884817

Den Beitrag habe ich kurz überflogen und als Unsinn abgehakt, so baue 
ich nicht.

MaWin schrieb:
> Wir bauen keine Schaltungen die mit einzelnen ausgesuchten Exemplaren
> unter günstigen Umgebungsbedingungen funktioniere

Du hast wohl übersehen, dass ich bewusst ein besonders schlechtes 
Exemplar ausgewählt habe. Wie stellst du Dir denn ungünstige 
Umgebungsbedingungen vor? Arktische Kälte, oder was?

Wie dem auch sei, ich habe dafür Verständnis. Ihr dürft dann mit dem 
Steuerstrom auch gerne um Faktor 10 übertreiben, wenn dadurch irgend 
jemand glücklich wird. Es schadet schließlich niemandem.

Wenn man das Datenblatt nicht versteht, und auf Erfahrungswerte anderer 
Pfeift und aktuelle Versuchs-Ergebnisse ebenfalls nicht wahrhaben will, 
macht man eben so weiter, wie der Opa aus dem Krieg.

Stefanus F. schrieb:

> MaWin schrieb:
>> Wir bauen keine Schaltungen die mit einzelnen ausgesuchten
>> Exemplaren unter günstigen Umgebungsbedingungen funktioniere
>
> Du hast wohl übersehen, dass ich bewusst ein besonders
> schlechtes Exemplar ausgewählt habe.

Das ist ja auch in Ordnung.


> Wie stellst du Dir denn ungünstige Umgebungsbedingungen vor?
> Arktische Kälte, oder was?

Naja... abgesehen von dem chronischen Mangel an Diskussions-
kultur ist der Einwand ja nicht verkehrt, nicht wahr? Die
minimale Stromverstärkung wird, wenn ich mich recht erinnere,
üblicherweise bei Raumtemperatur (25°C) angegeben. hfe steigt
ungefähr um 1% je Grad Temperaturerhöhung, d.h. sie sinkt mit
sinkender Temperatur.

Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt ist man dann schnell
bei nur noch 70% des Datenblattwertes.

Das macht es noch lange nicht erforderlich, einen BC546 um
Faktor 25 zu übersteuern -- es zeigt aber, dass man dennoch
nicht zu knapp kalkulieren sollte.

Bekommen wir denn nach dem langen Sermon auch noch die Lösung, wie der 
Steuerstrom nun richtig "kalkuliert" wird?

Ich meine, wer will schon dumm sterben. :)

Ich denke, dass die unterschiedlichen STandpunkte klar dargestellt 
wurden. Du hast nun die Qual der Wahl, die für dich richtige heraus zu 
suchen. Keine Sorge, das ist einfacher und weniger kritisch, als die 
richtige Religion.

Was nützen irgendwelche "Standpunkte", wo man eine zuverlässige 
Berechnungsformel braucht, um eine Schaltung zu planen.
Aber schön, daß wir mal darüber geredet haben. :)

Immerhin sind wir uns einig, dass man den Transistor übersteuern muss.

Helmut S. schrieb:
> Im Datenblatt gibt es nur Specs für Ic/Ib=20. Deshalb ist es vernünftig
> damit zu arbeiten.

Denn dann hat man definierte Eigenschaften, die der Hersteller 
versprochen hat.

Wenn du den Transistor gemäß meiner Empfehlung nur wenig (3x bis 5x) 
übersteuerst, bekommst du irgendeine Verlustspannung an der C-E Strecke, 
zu der das Datenblatt ungefähr nichts aussagt. Das heißt nicht, dass es 
nicht funktioniert, sondern dass das ein Arbeitsbereich ohne 
zugesicherte Werte ist.

Manche Leute benutzen ja auch LEDs als Lichtsensor, obwohl das 
Datenblatt dazu nichts aussagt. Selbst ein Chiphersteller (Atmel) hat in 
einer Schaltung empfohlen, die ESD Schutzdioden zu benutzen, um von 230V 
Netzspannung auf 5V runter zu kommen, obwohl deren eigenes Datenblatt 
keinerlei Eigenschaften dieser Dioden zusichert. Wenn man sich streng an 
das Datenblatt hält, darf man die Dioden gar nicht benutzen - weil eben 
das Ergebnis ungewiss ist.

Ich persönlich wende ab und zu mal Erfahrungswerte an, welche die 
Angaben der Datenblätter ergänzen. Andere hingegen würden das niemals 
tun. Da muss man Risiko und Anforderungen gegeneinander abgleichen. 
Sicher wird so eine Entscheidung auch vom Anwendungsfall abhängen. Man 
kann da nicht pauschal von richtig oder falsch reden.

Ich habe jetzt gerade mal in das Datenblatt von Fairchild reingeschaut 
das am Anfang der Diskussion verlinkt wurde. In diesem ist auf Seite 2 
links oben eine Grafik von typischem Ic versus Uce bei verschiedenen Ib.

Gehe ich auf 44mA so ist der Transistor ab einem Ib von 300µA in 
Sättigung mit Uce um 1V. Das ergibt also ein "B" von ca. 130

Wie groß die Streubreite ist steht allerdings nicht dabei. Mit einem 
Sicherheitsfaktor von 3 würde ich jetzt einen Ib von >900µA nehmen. 
Nochmal ein bißchen gerundet paßt der R mit 2,2kOhm

batman schrieb:
> Bekommen wir denn nach dem langen Sermon auch noch die Lösung, wie der
> Steuerstrom nun richtig "kalkuliert" wird?

Eine einfache Formel wird es dazu eher nicht geben, wie man dem mal 
beispielhaft angehängten ersten Diagramm entnehmen kann. Bei kleinen 
Strömen (10mA) reicht für den gezeigten Transistor ein B=Ic/Ib von 100, 
bei großen Strömen muss das Verhältnis kleiner werden.

Für die bei bipolaren Transistoren nicht sehr großen 
Exemplarschwankungen und für Temperaturänderungen (Ucesat steigt leicht 
mit T) muss man noch einen Sicherheitsfaktor einkalkulieren.

Pauschal immer ein B von 10 zu verlangen, halte ich nicht für richtig. 
Es ist immer vom Transistortyp und den jeweiligen Bedingungen abhängig 
(vergleiche dazu erstes und zweites Bild).

Gut, was man also alles NICHT machen soll.
Anders gefragt, warum soll man nicht einfach den Wert aus dem DaBla 
nehmen, für den die Bedingungen im Sättigungsbereich angegeben sind?

Es kann ja auch mal sein, daß man einen Transistor einfach als möglichst 
idealen Schalter (Ri=0) einsetzen will, ohne sich dabei auf eine simple 
konstante und bekannte ohmsche Last zu beschränken. Z.B bei einer 
RC-Motoranwendung. Da möchte man nicht gern das Autochen am Berg 
anschieben müssen um ein paar µA Ansteuerstrom gespart zu haben.

Klar ist wohl, daß die Emitterschaltung als Stromtreiber ohnehin nicht 
das Mittel der Wahl ist aber darum gings ja nicht.

soll er mal lieber die Freilaufdiode nicht vergessen, sonst stirbt der 
transistor noch an Überspannung.
3K3 in die Basis und mal direkt überm transistor messen, wieviel 
Spannung "verloren" geht, wenn das Relas geschaltet hat.

batman schrieb:
> Klar ist wohl, daß die Emitterschaltung als Stromtreiber ohnehin nicht
> das Mittel der Wahl ist aber darum gings ja nicht.

Was denn dann?

Stefanus F. schrieb:
> Immerhin sind wir uns einig, dass man den Transistor übersteuern muss.

Müssen überhaupt nicht!
Wenn ich nicht übersättige, wird es auch gehen.

Aber die x10 Fraktion gewinnt hier sowieso immer.
Also so machen und man hat ein reines Gewissen und seine Ruhe.


Aber wieso gerade die glatte Zahl 10?
Technisch nicht begründbar, nur wllkürlich so festgelegt.

Warum nicht x6,74, x2,355, x13,55987 ... ?

batman schrieb:
> Anders gefragt, warum soll man nicht einfach den Wert aus dem DaBla
> nehmen, für den die Bedingungen im Sättigungsbereich angegeben sind?

Wenn du z.B. mit einem BC337-40 ein Relais ansteuern willst, das 500mA 
benötigt, bräuchtest du bei 20x Übersteuerung satte 40mA. Viele 
Mikrocontroller wären damit überlastet. Anstatt nun auf einen Darlington 
Transistor auszuweichen (der bei 3,3V schon wieder fragwürdig wäre), 
begnüge ich mich mit dem Wissen, dass die Schaltung bereits mit 10mA 
sehr gut funktionieren wird.

Helmut S. schrieb:
> Bei 500mA will man gar keinen BC337-40 nehmen wegen Vcesat bis zu 0,7V.

Hmm, das habe ich bei diesem hinkenden Beispiel nicht bedacht.

batman schrieb:
> Bekommen wir denn nach dem langen Sermon auch noch die Lösung, wie der
> Steuerstrom nun richtig "kalkuliert" wird?
>
Warum? Es war doch nach dem Widerstand gefragt.
Da fängt man bei 1k5 an und guckt höchstens, ob der µC den Strom 
überschlägig treiben kann - meist passt das dann schon.
Es geht hier um eine Anwendung - ausschließlich mit Standardbauteilen 
und Standard-Umgebungsbedingungen, da nimmt man halt das, was schon 
immer funktioniert hat. Klar kann man unheimlich was dabei 
zusammenrechnen. Aber wozu?
Unglaublich wie die Koniferen hier an einer einfachen (einfacher gehts 
wirklich nicht) Transistor-Schaltanwendung diskutieren und teilweise 
grandios scheitern.

Klar, man kann auch die Widerstände nach Lieblingsfarben aussuchen, das 
klappt meistens (irgendwie) also ist das gut so.