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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistorberechnungen


Autor: Klaus M. (Gast)
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Hallo,
ich versuche gerade einige Berechnungen zu einem Transistor 
durchzuführen (BC 337-40).

1. Ich kann im Datenblatt niergendseinen Wert zur maximalen 
Verlustleistung finden (Pv oder Ptot). Weder als Wert noch in den 
Kennlinien. Habe ich den nur übersehen oder ist vllt. gar keiner 
vorhanden?

2. Welcher Wert gilt für UBE. So viel ich weiß 0,7 V für Silizium! Aber 
warum steht im Datenblatt dann 5V?

Vielen Dank schonmal
Gruß Klaus M.

Autor: Bernd Bömer (behbeh)
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Hallo,
Die Spannung ist nicht Basis-Emitter sondern Emitter-Basis, das ist die 
höchste Spannung die umgekehrt an die Basis-Emitterstrecke angelegt 
werden darf. Noch fragen
Bernd

Autor: A. K. (prx)
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Klaus M. schrieb:

> 1. Ich kann im Datenblatt niergendseinen Wert zur maximalen
> Verlustleistung finden (Pv oder Ptot). Weder als Wert noch in den
> Kennlinien. Habe ich den nur übersehen oder ist vllt. gar keiner
> vorhanden?

Titelseite, maximum ratings, Pd.

> 2. Welcher Wert gilt für UBE. So viel ich weiß 0,7 V für Silizium! Aber
> warum steht im Datenblatt dann 5V?

5V gilt rückwärts, also maximale BE-Sperrspannung.

Autor: Klaus M. (Gast)
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Ok! Danke für die Infos.

Demnach würde die maximale Verlustleistung bei einer Umgebungstemperatur 
von 25 C° laut Datenblatt bei 1,5 Watt liegen (wobei mir nicht ganz klar 
was der Unterschied zwischen Ta und Tc ist).

Nun kommt mir das ein bisschen sehr wenig vor, denn wenn man z.B. ein 
paar LEDs oder ähnliches schalten will bei einer Betriebsspannung von 5 
V...:

Pv = Uce * Ic + Ube + Ib = 5V * 0,7A + 0,7V * 0,00032A = 3,5W

Ist das korrekt? Demnach könnte man den maximalen Kollektorstrom des 
Transistors von 800 mA (der Grund für seine Wahl) ja nur nutzen, so 
lange die Kollektor-Emitterspannung unter ~1,8V liegt.

Kann das sein?

MFG
Klaus M.

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Demnach würde die maximale Verlustleistung bei einer Umgebungstemperatur
>von 25 C° laut Datenblatt bei 1,5 Watt liegen...

Mein Datenblatt sagt etwas anderes.

MfG Spess

Autor: A. K. (prx)
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Klaus M. schrieb:

> Demnach würde die maximale Verlustleistung bei einer Umgebungstemperatur
> von 25 C° laut Datenblatt bei 1,5 Watt liegen

Nein.

> (wobei mir nicht ganz klar
> was der Unterschied zwischen Ta und Tc ist).

Ta = T(ambient) = Umgebungstemperatur, also ohne Kühlkörper
Tc = T(case) = Gehäusetemp., also mit Kühlung auf 25°C Gehäusetemp.

Pd bei Tc anzugeben ist für ein solches Gehäuse etwas ungebräuchlich, da 
man es höchst selten mit einem Kühlkörper versieht. Weshalb in den 
meisten Datasheets eines BC337 dieser Wert auch nicht aufgeführt ist. Du 
hast da mit der Wahl des Motorola-Sheets etwas Pech gehabt.

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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Klaus M. schrieb:
> Nun kommt mir das ein bisschen sehr wenig vor, denn wenn man z.B. ein
> paar LEDs oder ähnliches schalten will bei einer Betriebsspannung von 5
> V...:
>
> Pv = Uce * Ic + Ube + Ib = 5V * 0,7A + 0,7V * 0,00032A = 3,5W

Wie kommst du auf Uce = 5V ? Ich hoffe doch sehr, dass bei Schaltbetrieb 
die meiste Spannung an den LEDs und deren Vorwiderstand abfällt und 
nicht am Transistor :)

Autor: Ali.B (Gast)
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Hallo Klaus,

ja es ist absolut üblich, das Transistoren, wie auch jedes andere 
Bauteil, bei der für das Bauteil ungünstigsten Beschaltung in Flammen 
aufgeht. Das beinhaltet auch oder gerade die Kombination der Maximum 
Ratings, die wie der Name deutlich verrät, als maximal zulässige 
Belastung und nicht als idealer Betriebszustand definiert sind.

Desweiteren sind 0.7V zwar der übliche Wert für Silizium, bei 
Transistoren oder auch Dioden sind diese Werte jedoch auch vom gewählten 
Arbeitspunkt oder aber der dynamischen Betriebszustand abhängig.

Und 1.5W gehn nur mit entsprechendem Kühlkörper der durch entsprechende 
Berechnung.

Unabhängig davon vernachlässigst du in deiner Beispielrechnung, dass 
auch eine LED keinen Kurzschluss darstellt und somit etwa 0.7V Spannung 
abfallen. Bei eintsprechendem Strom zerlegt es dann auch noch die Diode. 
;)

Gruß

Autor: Klaus M. (Gast)
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Okay, ich glaube so langsam komme ich der Sache näher.

Da ich den Transistor als Schalter verwende kann ich den Basistrom noch 
etwas erhöhen (Übersteuerung) um "in Sättigung" zu kommen. Dadurch sinkt 
der Widerstand zwischen Kollektor und Basis auf den geringst möglichen 
Wert der möglich ist. In diesem Fall fallen dann noch 0,7 V ab. Das ist 
dann wohl die "berühmte" Sättigungsspannung. Ich hoffe das ist richtig?

Falls das richtig ist komme ich auf eine Verlustleistung von ~0,56W - 
was sich auf jedenfall gut anhört.

Nun noch eine andere Frage: Muss ich für den Basis-Vorwiderstand immer 
0,7V für Ube berechnen (bei Silizium). Ich meine mich nämlich zu 
erinnern in einer Rechnung für einen Transistor BD XXX einmal Ube 1,0 V 
gesehen zu haben?! Kann das sein?


Vielen Dank schonmal

MFG
Klaus M.

Autor: Alexander v. Grafenstein (avogra)
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Schau mal in das Datenblatt auf Seite 3, das Diagramm "Figure 5. On 
Voltages"
Da steht eigentlich alles drin, was du brauchst :)

Autor: HildeK (Gast)
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Klaus M. schrieb:
> In diesem Fall fallen dann noch 0,7 V ab.

Normalerweise sind das bei einem (Kleinleistungs-)Transistor in 
Sättigung real eher so um die 0.2V und weniger. Siehe auch Fig.5 im DB.

Klaus M. schrieb:
> Nun noch eine andere Frage: Muss ich für den Basis-Vorwiderstand immer
> 0,7V für Ube berechnen (bei Silizium). Ich meine mich nämlich zu
> erinnern in einer Rechnung für einen Transistor BD XXX einmal Ube 1,0 V
> gesehen zu haben?! Kann das sein?

Wenn du nicht gerade nur 1.2 oder 1.5V als ON-Signal zur Verfügung hast, 
sondern z.B. 3,3V oder sogar 5V, dann kannst du beruhigt bei 0,7V für 
deine Berechnungen bleiben. Den verbleibenden Fehler hast du durch den 
um Faktor 3...5 zu gering angesetzten Stromverstärkungsfaktor für den 
Sättigungsbetrieb mit erschlagen.
Bei den BDxxx liegt das daran, dass es Leistungstransistoren sind, die 
i.A. eine relativ geringe Stromverstärkung haben und gleichzeitig 
relativ große Kollektorströme können. Da kann dann für den 
Schalterbetrieb der Basisstrom schon mal in den 1-A-Bereich kommen. Und 
bei solchen Strömen haben die BE-Dioden eben eine etwas höhere 
Durchlassspannung.

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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Bei der Berechnung des Basis-Widerstandes empfehle ich eine Betrachtung 
des durch die Basis fließenden Stroms. Die 0,7V Spannungsabfall reichen 
als Näherung. Man sieht dann die Stromverstärkung des Transistors an und 
schätzt den Widerstand für die Basis ab.

Dieser ganze Uralt-Lehr-Kram wie man einen Transistor ansteuert und 
einstellt ist in der aktuellen Digitaltechnik ziemlich überflüssig. Es 
hilft zwar, so ein paar Fakten zu kennen (Stromverstärkung, Sättigung) 
aber man berechnet keine Betriebspunkte mehr.

Autor: Jens G. (jensig)
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>> In diesem Fall fallen dann noch 0,7 V ab.

>Normalerweise sind das bei einem (Kleinleistungs-)Transistor in
>Sättigung real eher so um die 0.2V und weniger. Siehe auch Fig.5 im DB.

Um es noch etwas deutlicher zu machen: die Sättigungsspannung Ucesat 
eines Transistors hat nix mit der Flußspannung eines pn-Übergangs wie 
Ube zu tun. Ucesat kann wesentlich kleiner sein (Zetex hat welche mit 
nur noch ein paar 10mV - z.B. 
http://www.diodes.com/datasheets/ZXTN23015CFH.pdf als feines Beispiel).
Kann aber auch wesentlich größer sein, meistens bei 
Hochvolttransistoren.
Das alles hängt natürlich von Ice und Ib ab. Genau so wie auch die Ube 
je nach Ib schwanken kann bis über 1V (vorrangig bei 
LeistungsTransistoren).

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