PNP High Side Switch

OP #8057654
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Ich habe folgende Schaltung, in dem ich mittels eines PNP Transistors eine Lampe schalten möchte.

Leider leuchtet die Lampe dauernd, auch wenn der N-Fet nicht durchgesteuert wird. Wenn am Gate von Q1 0V anliegt, dann leuchtet die Lampe genauso, wie wenn 3.3V am Gate anliegt.

Wo habe ich das Brett vor dem Kopf, warum schaltet dies nicht richtig?

Schaltung und Layout im Anhang.

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#8057660
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Schaltplan und Layout sehen plausibel aus.

Evtl. ist einer der beiden Transistoren defekt? Probeweise R5 auslöten. Lampe muss verlöschen. Falls nicht: PNP defekt und tauschen.

Beachte, dass im Schaltbetrieb die Stromverstärkung des PNP auf nur 10 sinkt. Der R5 sollte also deutlich niederohmiger werden. 220 Ohm oder so, um ordentlich Basisstrom zu senken.

OP #8057711
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Marek N. schrieb:

Probeweise R5 auslöten. Lampe muss verlöschen.

Habe ich versucht und die Lampe geht aus. Das sieht soweit also richtig aus.

Jörg R. schrieb:

Zeige ein Foto von deinem Aufbau.

Weshalb schaltest du eine Lampe Highside?

Ist im Anhang. Ich muss eine Lampe sowie 2 Motoren schalten, die sind bereits fest gegen GND gehängt. Da kann ich von aussen nichts mehr ändern. Deshalb Highside.

Frank E. schrieb:

Dann bau mal am Q2 zwischen Anschluss 1 und 3 einen Widerstand mit ca. 10K.

Solche Schaltungen habe ich auch schon gesehen im Netz. Erschliesst sich mir bei einem PNP nicht ganz, da stromgetrieben und nicht potenzialgetrieben geschaltet wird. Habs trotzdem mal versucht und brachte keinen Unterschied.

H. H. schrieb:

BSS123 durch ESD kaputt. Das passiert bei so kleinen MOSFETs ratzfatz.

Hab den Fet und den PNP ersetzt, kein Unterschied

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#8057716
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Operator S. schrieb:

Wenn ich im "Off" Zustand 0.8V über dem R5 messe, dann fliesst doch da Strom?

Ja, als ob der MOSFET kaputt sei. Aber du gast ihn schon ausgetauscht. Kommt der denn von einer vertrauenswürdigen Quelle (es wird viel Fake verkauft)?

Vielleicht ist die Platine defekt. Wenn du den MOSFET entfernst müsste das Licht aus gehen.

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#8057748
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Bei einigen Herstellern sind die Anschlüsse 2 und 3 vom BSS123 vertauscht, dadurch ist die Bodydiode immer leitend! Tausche den BSS123 durch einen NPN Transistor im SOT23 Package (BC817) aus und schon funktioniert die Schaltung zuverlässig.

Nachtrag: R2 muss dann natürlich auch von 10 Ohm auf 10k vergrößert werden!

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Gast #8057789
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Operator S. schrieb:

Ich bin mir nicht sicher. Im Datenblatt sehe ich nur, das Marking müsse "SAs" sein, das sehe ich auch auf dem Chip. Aber ob das ausreicht?

Passt schon.

Der Gelbstich auf dem Foto kommt daher, dass ich mit dem Textmarker über den Chip gefahren bin, um die Schrift besser auf dem Foto zu lesen.

Hast du gut gemacht.

#8057824
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Im Beitrag von 04.06.2026 16:01 kann man entnehmen, dass

I = 0,8 V / 680 Ohm = 1,2 mA durch R6 fließt.

Da reichen "10k zwischen B und E nicht". 1,2 mA "Leckstrom" ist viel zu hoch. Oder ist/war Schmutz unter dem MOSFET?

Bernhard

PS: 12 V an 680 Ohm heizt mit 200 mW. R6 wird vermutlich ziemlich warm.

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#8057838
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Marcel V. schrieb:

Tausche den BSS123 durch einen NPN Transistor im SOT23 Package (BC817) aus und schon funktioniert die Schaltung zuverlässig.

Wäre auch meine Idee gewesen.

Nachtrag: R2 muss dann natürlich auch von 10 Ohm auf 10k vergrößert werden!

Na klar.

H. H. schrieb:

PS: 12 V an 680 Ohm heizt mit 200 mW. R6 wird vermutlich ziemlich warm.

Das ist wirklich etwas zu viel für den kleinen Widerling.

Ich würde das andersherum aufbauen: Ansteuerung N mit einem BC_irgendwas und für die Last einen P-FET. Gibt weniger Verluste vor der Glühlampe und auch die Ansteuerleistung des PNP entfällt.

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OP #8057930
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Michael B. schrieb:

Hast du die empfohlenen 10k zwischen B und E nicht ausprobiert ?.

Doch habe ich auch ausprobiert aber ohne Änderung des Verhaltens.

Es erschliesst sich mir auch noch nicht, wozu das dienen soll, wird das Schaltverhalten des PNP doch über den Strom definiert und nicht über das Potenzial. Im Netz habe ich zwar auch solche Schemas gefunden, aber keinen Hinweis was der Zweck dieses Pullups sein soll.

#8057942
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Operator S. schrieb:

Doch habe ich auch ausprobiert aber ohne Änderung des Verhaltens.

Ohne den BE-Widerstand hängt die Basis von Q2 bei ausgeschaltetem Q1 potentialmäßig in der Luft! Über den 10k Widerstand erhält die Basis erstens ein vernünftiges Pluspotenzial zum sperren und zweitens wird die Basis schneller ausgeräumt. Das macht sich insbesondere bei hohen PWM-Frequenzen an der verbesserten Flankensteilheit bemerkbar. Dann würde man den Widerstand sogar noch deutlich kleiner als 10k wählen!

(Firma: HZB) #8057949
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OH, OH

Es waren doch schon die richtigen Tipps dabei.

von Manfred P. (pruckelfred) 04.06.2026 21:23 von Bernhard (bernhard_123) 04.06.2026 20:50 und von Dir selber auch: Operator S. schrieb im Beitrag #8057713:

Ich habe jetzt noch 2 Bilder mit den Messungen angehängt. Kann es sein, dass der N-Fet nicht sauber schliesst und der Leckstrom reicht, um den PNP zu schalten?

Wenn ich im "Off" Zustand 0.8V über dem R5 messe, dann fliesst doch da Strom?

Genau!!! - der FET schließt nicht völlig und der noch durch ihn fließende Strom wird durch den PNP-Transistor verstärkt - denn genau das ist ja die Aufgabe eines Transistors: Strom zu verstärken!!- und mit dem wahrscheinlich über Faktor 100 verstärkten Strom, leuchtet dann die LED/Lampe eben. Völlig Normal. Alle Bauteile sind ganz.

So wie schrieb ich vor kurzem in einen andernen Thread: (Re: Ersatz von Zwerglampen 3,8V 0,07A dimmbar)

"Ist schon merkwürdig, dass man heute so extrem stark auf die Anwenderseite von fertigen Bausteinen geht. Irgend jemand muss diese Bausteine ja entwickeln und bauen können. Ich sehe da eine neue üble Abhängigkeit von China, wenn das Know How, sowas selber zu entwicklen, hier endgültig verloren geht. Einmal weg, ist schwer wieder aufzuholen."

Hier schaffen es viele also nicht einmal mehr eine Lampe anzusteuern! Aber sind ganz stolz auf ihr Können. Naja... Westliches Überlegenheitsdenken, sollte man sich besser schenken.

Okay, genug gelästert jeder hat mal angefangen.

Also Du könntest R5 auf 4k7 ändern und einen zusätzlichen Widerstand von B zu E an Q2 anlöten. Dessen Wert ist vom Reststrom des FET ohne Ansterung abhängig und muss deshalb durch ausprobieren herausgefunden werden. Erwarteter Wert 510 Ohm ... 2k.

Noch besser wäre es allerdings, wie von Pruckelfred vorgeschlagen, statt eines FET einen NPN zu nehmen! Dann dessen Basisvorwiderstand von 10 Ohm auf 10 k ändern, nicht vergessen! 10 R ist viel zu klein. Und dann kann man sicher dimensionieren, ohne sich Gedanken um Exemplarschwankungen machen zu müssen.

Das wäre es dann schon, So jetzt mal ins Tun kommen, Operator.

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#8057968
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Ohne Basis-Emitter-Widerstand an Q2 werden im ausgeschalteten Zustand die Leckströme von Q1 und der Leckstrom der CB-Diode in Q2 durch Q2 verstärkt und fließen weiter über die Last. (Halbleiter kann man nicht ein- und ausschalten, sondern nur mehr oder weniger gut leitend.)

"Ausgeschaltet" und bei Umgebungstemperatur = 20 °C kann dann Q2 vielleicht 10 µA durch die Last schicken. Der Leckstrom steigt bei Erwärmung schnell an. Das ist kein schönes Verhalten, mit der grundsätzlichen Funktion der Schaltung hat das aber nichts zu tun.

Der Leckstrom des ausgeschalteten Q1 (BSS123N) darf nach Datenblatt bei 25 °C max. 0,01 µA betragen. Hier wird im eingeschalteten Zustand Q1 durch R5 beheizt, dann kann der Leckstrom von Q1 vielleicht auf 0,1 µA steigen. (steigt ca. um Faktor 10 je 40 K Temperaturerhöhung)

Der Reststrom beträgt aber über 1 mA, das hat hhinz schon am Anfang geschrieben. Da liegt ein Fehler vor.

Bernhard

#8057977
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Frank E. schrieb:

Dann bau mal am Q2 zwischen Anschluss 1 und 3 einen Widerstand mit ca. 10K.

BJTs sind stromgesteuert. Woher soll der Strom kommen, wenn Q1 nicht leitet? Was denkst du, wieviel Strom die Lampe benötigt, damit sie leuchtet und wie hoch der Stromverstärkungsfaktor von Q2 sein müsste, damit irgendwelche Leckströme von Q1 zur Ansteuerung von Q2 reichen?

Mit 10 kΩ an der Stelle kannst du etwa einen Strom von gerade einmal 70 µA ableiten.

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#8058002
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Basisstrom = 70 µA ergibt Kollektorstrom um 10 mA. Das empfinde ich als deutliche Reduzierung des Reststroms am Ausgang.

Um 10 kΩ zwischen Basis und Emitter würde ich auch einsetzen. Dann klappt's auch noch, wenn die Bauteile mal warm sind.

Mit defektem Q1 geht's damit trotzdem nicht.

Was mir noch aufgefallen ist: Q2-Markierung: "C5; W99" Die ist mir für einen BCX51 noch nicht untergekommen. (W würde auf Philips/NXP/nexperia hindeuten, aber das passt nicht zu C5)

Bernhard

Beitrag #8059639 wurde vom Autor gelöscht.
OP #8059738
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Tut mir Leid euch an der Stelle enttäuschen zu müssen, aber ich habe schlicht keine Zeit mehr für einen weiteren Aufbau und Messung der Schaltung. Der Austausch durch den BSS138P hat das gewünschte Verhalten.

Spannungsmessungen habe ich gemacht, die stehen in einem Bild im Anhang eines Posts. Einmal "ein" und einmal "aus"

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #8059744
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Operator S. schrieb:

aber ich habe schlicht keine Zeit mehr für einen weiteren Aufbau und Messung der Schaltung.

Aus langjähriger Erfahrung: solche ungeklärten Probleme holen einen irgendwann auf möglichst unangenehme Art wieder ein.

Der Austausch durch den BSS138P hat das gewünschte Verhalten.

Evtl. hast du dadurch noch was anderes "repariert" wie z.B. eine Verschmutzung auf der Leiterplatte, die für den nötigen Leckstrom gesorgt hat...

Aber für spätere derartige Entwicklungen:

  • sieh bei bipolaren Transistoren einen Widerstand zwischen B und E vor
  • sieh bei Mosfets einen Widerstand zwischen G und S vor

Wenn du den dann tatsächlich nicht brauchst kannst du ihn immer noch auf n.b. setzen.

: Bearbeitet durch Moderator

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