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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik RIchtigen Transistor bestimmen


Autor: Mel (Gast)
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Hallo zusammen,

Ich hab mal eine Grundlegende Frage. Wie kann ich einen Transistor so 
aus-
wählen dass er möglichst optimal arbeitet? Ich brauche jetzt für eine 
Pro-
jekt einen Transistor der mir LEDs schaltet. Die Versorungspannungs soll
dabei 12V sein und der max. Strom 200mA. Zum Ansteuern der Basis soll 
ein
4V Signal dienen. Wie kann ich jetzt aus einem Datenblatt ermitteln 
welchen
Transistor ich da am besten verwenden kann?
Und macht es einen großen Unterschied ob ich einen Transistor zum 
Schalten
von einer Last verweden oder um ein Signal (z.B. Musiksignal) verstärke?

LG Mel

: Verschoben durch Admin
Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Mel schrieb:

> jekt einen Transistor der mir LEDs schaltet. Die Versorungspannungs soll
> dabei 12V sein und der max. Strom 200mA. Zum Ansteuern der Basis soll
> ein
> 4V Signal dienen. Wie kann ich jetzt aus einem Datenblatt ermitteln
> welchen
> Transistor ich da am besten verwenden kann?

Du suchst dir einen dessen Collecter-Emitter Strom die geforderten 200mA 
kann. Wobei es nichts schadet, wenn der zulässige Strom den 
erforderlichen um einen Faktor von 2 oder 3 übertrifft. Man betreibt 
Bauteile nicht an ihrer Leistungsgrenze

> Und macht es einen großen Unterschied ob ich einen Transistor zum
> Schalten
> von einer Last verweden oder um ein Signal (z.B. Musiksignal) verstärke?

Ja, macht es.

Ein Transistor als Schalter ist das simpelste überhaupt (sofern die 
Schaltfrequenz nicht allzu hoch ist). Entweder er sperrt oder er ist so 
weit wie möglich durchgesteuert.
Will man einen richtigen Verstärker damit bauen, muss man auf die 
Kennlinie des Transistors achten und den Arbeitspunkt sauber reinlegen. 
Da kommen dann auch noch andere Anforderungen, wie geringes Rauschen 
etc. dazu.
Das alles hat man bei einem Schalttransistor nicht. Der ist im Grunde 
tatsächlich einfach nur als 'besseres elektronisches Relais' anzusehen: 
entweder offen oder zu.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Mel,

>Ich hab mal eine Grundlegende Frage. Wie kann ich einen Transistor so
>auswählen dass er möglichst optimal arbeitet? Ich brauche jetzt für ein
>Projekt einen Transistor der mir LEDs schaltet. Die Versorungspannungs
>soll dabei 12V sein und der max. Strom 200mA. Zum Ansteuern der Basis
>soll ein 4V Signal dienen.

Ich würde dafür einen MOSFET verwenden, da dieser im Gegensatz zu einem 
npn-Transistor keinen Steuerstrom benötigt. Das ist ein erheblicher 
Vorteil, weil du bei 200mA LED-Strom sonst mit rund 10...20mA Basistrom 
rechnen müßtest.

Geeignet scheint der BS170 oder besser noch der BSP297.

Kai Klaas

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Kai Klaas schrieb:
> weil du bei 200mA LED-Strom sonst mit rund 10...20mA Basistrom
> rechnen müßtest.

Bei größern Strömen mag das stimmen.
Aber selbst der uralte BC337 ist mit Ib=3mA bei Ic=0,2A zufrieden. 
(Vce=0,15V)

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Alexander,

>Aber selbst der uralte BC337 ist mit Ib=3mA bei Ic=0,2A zufrieden.
>(Vce=0,15V)

Bei allem Respekt, nein. Im Schalterbetrieb treibt man den Transistor 
gewöhnlich in die Sättigung und läßt dazu einen Basis-Strom fließen, der 
rund 1/10 des Kollektor-Stroms entspricht.

Wie du dem Anhang entnehmen kannst, beträgt Ucesat sogar bei Ib=20mA 
(Ic=200mA) bis zu rund 0,5V. Bei Ib=3mA riskierst du, daß der Transistor 
nicht vollständig durchschaltet und letztlich der LED-Strom nicht 
richtig stimmt.

Kai Klaas

Autor: Jürgen W. (juergen_w) Benutzerseite
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Kai Klaas schrieb:
> Im Schalterbetrieb treibt man den Transistor
> gewöhnlich in die Sättigung und läßt dazu einen Basis-Strom fließen, der
> rund 1/10 des Kollektor-Stroms entspricht.

Also, ich schau mir erst einmal den Stromverstärkungsfaktor B an. Min. 
ist B
beim BC337 (Datenblatt Siemens) mit 60 angegeben. Es müssen also 
mindestens 200mA/60 = 3,33mA duch die Basis. Um sicher in die Sättigung 
zu steuern nehme ich das 2-3 fache. 6-10 mA dürften also reichen. Bei 
allem Respekt.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Jürgen W. (juergen_w) Benutzerseite

>zu steuern nehme ich das 2-3 fache. 6-10 mA dürften also reichen. Bei
>allem Respekt.

Ein MOSFET schluckt dabei unglaubliche 10nA oder so ;-)

Autor: Jürgen W. (juergen_w) Benutzerseite
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Falk Brunner schrieb:
> Ein MOSFET schluckt dabei unglaubliche 10nA oder so ;-)

Das weiss ich, auch ich benutze (je nach dem) Mos-Fets.
Mich hat nur die Aussage gestört das man pauschal sagt beim bipolarem 
Schalttransistor muss Kollektorstrom/10 in die Basis fliessen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Jürgen,

>Also, ich schau mir erst einmal den Stromverstärkungsfaktor B an. Min.
>ist B beim BC337 (Datenblatt Siemens) mit 60 angegeben.

Wobei Uce schon 1V beträgt.

>Um sicher in die Sättigung zu steuern nehme ich das 2-3 fache. 6-10 mA
>dürften also reichen.

Da liegen wir doch garnicht so weit auseinander. Ich schrieb:

>Ich würde dafür einen MOSFET verwenden, da dieser im Gegensatz zu einem
>npn-Transistor keinen Steuerstrom benötigt. Das ist ein erheblicher
>Vorteil, weil du bei 200mA LED-Strom sonst mit rund 10...20mA Basistrom
>rechnen müßtest.

Gut, vielleicht war ich ein wenig zu spitzfindig. Der BC337 ist ja ein 
Schalt-Transistor und kommt in der Tat mit recht wenig Basis-Strom aus. 
Anders sieht es da schon bei einem BC546 aus. Da ist der 
Stromverstärkungsfaktor für Uce=5V angegeben und da sollte man ihn im 
Schalterbetrieb wirklich in die Sättigung treiben.

Kai Klaas

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Mit dem Diagramm im Anhang bin ich auf die 3,2mA gekommen.
Dies sind natürlich nicht die Worst-Case Werte, also muss man mit dem 
Strom etwas höher gehen um sicher in der Sättigung zu sein.
20mA sind trotzdem zu viel.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Alexander,

>20mA sind trotzdem zu viel.

Zuviel für was? Wenn du lediglich die LED aufleuchten lassen willst, 
reichen sicherlich auch kleinere Basis-Ströme. Wenn du aber eine 
möglichst niedrige Kollektor Emitter Restspannung haben willst, mußt du 
den Basis-Strom größer wählen.

Kai Klaas

Autor: Mel (Gast)
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Super schon mal vielen Dank für die vielen Antworten:).
Aber wie weiß ich ob ich die Basis richtig ansteuere? Muss ich da 
einfach nur nach der gefordeten Baisispannung schauen und fertig? Denn 
ich könnte ja endweder die vollen 4V an die Basis legen oder z.B. über 
nen Spannungsteiler weniger Spannung an der Basis anliegen lassen

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mel (Gast)

>Aber wie weiß ich ob ich die Basis richtig ansteuere?

Tjaaaa . . .

> Muss ich da
>einfach nur nach der gefordeten Baisispannung schauen und fertig?

Nöö. Die ist konstant mit ca. 0,7V.

> Denn ich könnte ja endweder die vollen 4V an die Basis legen

Das ist keine gute Idee. Besser wäre eine Basiswiderstand.

> oder z.B. über nen Spannungsteiler weniger Spannung an der Basis anliegen 
>lassen

Möglich, hier aber nicht sinnvoll.

MFG
Falk

P S Nimm einen N-Kanal MOSFET, z.B. den IRF830. Der ist für dich als 
Anfänger gut nutzbar. Denn kann man direkt mit 4V ansteuern. Siehe 
MOSFET.

Autor: Jürgen W. (juergen_w) Benutzerseite
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@Mel


Falk Brunner schrieb:
> Nimm einen N-Kanal MOSFET, z.B. den IRF830. Der ist für dich als
> Anfänger gut nutzbar. Denn kann man direkt mit 4V ansteuern. Siehe
> MOSFET.

Natürlich hat Falk recht. Das einfachste ist ein MOSFET.
Jedoch ist es auch möglich einen NPN wie den BC337 für eine so einfache 
Aufgabe wie 200 mA zu schalten, zu benutzen.

Da dein Ausgang 4 Volt liefert, rechnest du nach dem Ohmischen Gesetz 
den Vorwiderstand aus folgendermassen aus.
Von den 4 Volt die Basisspannung 0,7V abziehen, bleiben 3,3 V die am 
Basiswiderstand abfallen. Willst du 6mA in die Basis treiben (R=U/I) 
3,3V / 6mA = 550 OHM.
Diesen Wert kannst du getrost in die Normreihen auf oder abrunden. 470 
Ohm wird genausogut wie 560 Ohm funktionieren.

Grüsse Jürgen

Autor: Mel (Gast)
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Ok vielen Dank ihr habt mir alle sehr weitergeholfen:)

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