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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PNP-Transistor Frage


Autor: Thomas Pototschnig (pototschnig)
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Hallo,

ich möchte von einem Ausgang eines µCs, der mit 3,3V läuft, direkt einen 
PNP-Transistor ansteuern, der an +12V läuft.

Ich hab diesem Posting einen Schaltplan angehängt und hab dazu eine 
Frage ...

Laut meinem Verständnis würde der PNP-Transistor immer durchschalten, 
wenn der Ausgang auf Push-Pull konfiguriert ist. Er müsste aber sperren, 
wenn ich den Ausgang auf hochohmig schalte (also auf Eingang schalte). 
Der Widerstand R1+R2 muss dabei so hoch sein, dass die internen 
clamping-Dioden nicht überlastet werden.

Liege ich damit richtig mit der Annahme?

Der Transistor wird mit einem 50kHz PWM geschaltet ... Glaubt jemand, 
dass das Schalten auf Hochohmig Probleme machen könnte, weil es länger 
dauert, als wenn richtig getrieben wird?

Mfg
Thomas Pototschnig

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>ch möchte von einem Ausgang eines µCs, der mit 3,3V läuft, direkt einen
>PNP-Transistor ansteuern, der an +12V läuft.

>>DIREKT

Vergiss es.


>den Ausgang auf hochohmig schalte
Macht man nicht. Besonders nicht bei solchen Frequenzen

Autor: Andreas K. (a-k)
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Wenn du die Widerstände so dimensionierst, dass der Strom durch die 
Schutzdiode an R1 weniger als 0,6V produziert, dann wird das 
funktionieren. Allerdings wird es entweder sehr hochohmig und 
dementsprechend langsam und stromschwach am Ausgang oder ziemlich 
stromfressend.

Und immer vorausgesetzt der Strom, den du dabei in die 3,3V Versorgung 
einspeist, ist zu jedem Zeitpunkt geringer als der dortige Strombedarf. 
Weil's sonst keine 3,3V bleiben.

Kurz: Unfug. Töte das Sparschwein und investiere in einen sauteuren 
BC547 als echten O.C. Treiber.

Autor: Schwurbl (Gast)
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Nein, das geht so nicht.

Falls die 50kHz ein Tastverhältnis von ca. 1:1 aufweisen, könnte man 
darüber nachdenken, die Potentialdifferenz mit einem Kondensator zu 
überwinden. Da gibt es aber viele Einschänkungen und letzlich ist's dann 
besser, den händeringend benötigten Open Collector NPN vorzusehen.

Autor: Thomas Pototschnig (pototschnig)
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> Und immer vorausgesetzt der Strom, denn du dabei in die 3,3V Versorgung
> einspeist, ist zu jedem Zeitpunkt geringer als der dortige Strombedarf.
> Weil's sonst keine 3,3V bleiben.

Soweit ich weiß bräuchte man dann einen Widerstand, der parallel am 
3,3V-Regler hängt und den Strom verheizt, der über die Clamping-Dioden 
zurück zum Regler fließen ...

Ja ... Ist alles nicht schön ... Überzeugt :-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Ich glaube nicht, dass du es sinnvoll hinkriegst, dass mit 4 V an R2 das 
Ding sicher abschaltet.
Denn auch wenn du den uC-Pin hochohmig machst, begrenzt die Diode D1 die 
maximale Spannung an dem R2+D1+D2+uC-Netz auf 4V. Und dein Transistor 
hat über R2 genug Luft zum Durchschalten.

Am ehesten ginge noch eine 8,2V-Z-Diode in Reihe zum R2 zu schalten. So 
hab ich das schon gemacht. Nur muss dann deine 12V-Schiene auch recht 
konstant sein. Wenn Die z.B. zwischen 10V und 14V schwankt geht das 
nicht.

Autor: Frank B. (frankman)
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füg halt noch eine Diode ein, Anode zum Prozessor, dann könnt es gehen.
Du brauchst dann den Eingang nicht mehr hochohmig schalten, sondern nur 
1 oder 0...

Autor: Frank B. (frankman)
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die schaltung würde auch gut mit einem P-FET gehen... z.B. SI4435DY oder 
so....

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>...Anode zum Prozessor...
Ja wie soll der dann den R2 noch runterziehen?

>...würde auch gut mit einem P-FET gehen...
Ja, mit den gleichen Problemen, nur um 3V verschoben.
Der FET leitet ab 3,5V
Der Transistor ab 0,5V

>>den Ausgang auf hochohmig schalte
>Macht man nicht. Besonders nicht bei solchen Frequenzen
Macht ein OC-npn-Treiber auch nicht anders:
der kennt auch nur Low (eingeschaltet) und hochohmig (ausgeschaltet).

Am Einfachsten bleibt die trad. Art:
mit npn gegen Masse die Brücke zum pnp schlagen.

Autor: Frank B. (frankman)
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Lothar Miller wrote:
>>...Anode zum Prozessor...
> Ja wie soll der dann den R2 noch runterziehen?

Asche über mein Haupt: KATHODE zum Prozessor natürlich....

Wenn ich R2 klein genug mache, bekomme ich den FET leicht auf -5 bis -6V 
--> Der Schaltet dann schon durch... Beim Transistor brauch ich 
natürlich weniger....

Aber, was in der Tat ein Problem ist, ist der hohe Basistrom vom 
Transistor. Den müßte der Treiber /Buffer schon liefern können.... ( 
dito beim Fet, obwohl 50 KHZ noch nicht die Welt ist....)

Autor: Wolf (Gast)
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.. Beim Transistor brauch ich natürlich weniger....
Seit wann?
Um einen PNP mit 12V am Emitter zu sperren, brauchet man schon immer 
fast ganau so viel, nämlich etwa 11,8V.
Die kommen aber nicht aus dem uP.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Thomas Pototschnig (pototschnig)

>Liege ich damit richtig mit der Annahme?

Statisch ja, dynamisch eher weniger.

Machs doch gleich richtig.

>Der Transistor wird mit einem 50kHz PWM geschaltet ... Glaubt jemand,

Eben.

>dass das Schalten auf Hochohmig Probleme machen könnte, weil es länger
>dauert, als wenn richtig getrieben wird?

Eben. Ausserdem ist es egal, ob du auf HIGH oder Tristate schaltest, die 
Spannung am IO-Pin ist GLEICH!

Wenn man niederohmig genug macht, könnte der Transistor schnell genug 
schalten. Ist aber alles andere als schön.

Beitrag "Re: Strombegrenzt schalten"

Sollte auch mit 12V laufen. R2 weglassen.

MFG
Falk

Autor: Thomas Pototschnig (pototschnig)
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Falk Brunner wrote:
> Beitrag "Re: Strombegrenzt schalten"
>
> Sollte auch mit 12V laufen. R2 weglassen.

Die Schaltung versteh ich nicht so ganz ... Wenn also mit 5V angesteuert 
wird, fallen über R3 4,3V ab und der Strom ist ca 2mA. Die 2mA fließen 
auch durch R1, weshalb dort 2V abfallen sollten. Der Rest von 17,4V 
fällt dann am Transistor ab?

Teilt sich die Spannung von 2V nicht an R2 und Basis-Emitter-Strecke auf 
zu 1,3V und 0,7V? Was passiert wenn ich R2 weglasse? Wird dann die 
Strecke Basis-Emitter nicht auf 2V gezwungen?

Wahrscheinlich blöde Fragen für was Einfaches, aber ich bin nicht so der 
Analogtechniker ;-)

Mfg
Thomas Pototschnig

Autor: lkmiller (Gast)
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@Thomas
-durch den Emitter-Widerstand kommt Q1 nicht in die Sättigung. Er wird 
im linearen Bereich betrieben und muss daher zum Sperren nicht die 
komplett mit Elektronen überschwemmte Basis leerräumen. Ergo: schneller

-durch den Emitter-Widerstand von Q2 wird der Strom durch die Last 
begrenzt. Aber Achtung: bei falschem Widerstand R3 opfert sich Q2 dann 
im Falle eines Kurzschlusses.

zur Funktion:
Wenn T1 mit 5V angesteuert wird, fallen am R2 z.B. 4,3V ab. Der Strom, 
der an R2 4,4V abfallen lässt, ist 2mA. Diese 2mA kommen jetzt zum Teil 
über die Basis von Q2, und das reicht aus, um T2 durchzuschalten.

Bei steigendem Laststrom steigt dann auch der Spannungsabfall über R3.
Wenn der Strom so groß wird, dass wir (bei ca. 40mA) einen 
Spannungsabfall von ca. 1,3V erreichen, können über R1 die gesamten 2mA 
fliessen. Für die Basis von Q2 ist nichts mehr übrig, der Strom durch 
den Transistor Q2 steigt nicht weiter.

So wird z.B. auch ein Ladestrom einer kapazitiven Last wirkungsvoll 
begrenzt.



Das Bild ist von Falk Brunner  aus 
Beitrag "Re: Strombegrenzt schalten"

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Thomas Pototschnig (pototschnig)

>auch durch R1, weshalb dort 2V abfallen sollten. Der Rest von 17,4V
>fällt dann am Transistor ab?

Ja, ist eine Konstantstromquelle.

>Teilt sich die Spannung von 2V nicht an R2 und Basis-Emitter-Strecke auf
>zu 1,3V und 0,7V?

Ja, ist auch eine Konstantstromquelle.

> Was passiert wenn ich R2 weglasse? Wird dann die
>Strecke Basis-Emitter nicht auf 2V gezwungen?

Nööö, wir haben ja nur 2mA Konstantstrom. D.h., die B-E Strecke hat ihre 
üblichen 0,7V mit ???mA. R1 sieht dann auch 0,7V, wobei eben 700uA 
fliessen. Woraus wir ermittlen können, dass 1,3mA in die Basis von Q2 
fliessen. ;-)

Von hinten durch die Brust ins Auge.

MfG
Falk

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>in die Basis von Q2 fliessen. ;-)

Wenn das aus der Basis herauskommen ;-))

Autor: Thomas Pototschnig (pototschnig)
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Falk Brunner wrote:
> Woraus wir ermittlen können, dass 1,3mA in die Basis von Q2
> fliessen. ;-)

Ah okay, Danke für die Erklärung :-)

Mfg
Thomas Pototschnig

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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@ Matthias Lipinsky
>>in die Basis von Q2 fliessen. ;-)
>Wenn das aus der Basis herauskommen ;-))

In einen Transistor fliessen definitionsgemäß alle Ströme rein,
nur eben manche negativ... ;-)

Formal richtig wäre demnach also
...dass -1,3mA in die Basis von Q2 fliessen...

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