Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NPN Transistor richtig Auswählen und widerstände berechnen


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von Maximilian (Gast)


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Hallo,

ich würde Gerne eine Transistor verbauen.


Der Transistor soll bei 10V Eingangsspannung voll durchschalten.

Es soll ein CE Strom von max. ca. 2A fließen.

Die Max. CE Spannung beträgt 15V


Jetzt ist die Frage wie ich die Vorwiederstände berechnen soll, da ich 
mit den Diagrammen nicht so ganz klar komme.

Ich habe mir diesen Transistor raus gesucht:
BD 243 C NPN

http://www.conrad.de/ce/de/product/155415/Transistor-ST-Microelectronics-BD-243-C-NPN-Gehaeuseart-TO-220-IC-6-A-Emitter-Sperrspannung-UCEO-100-V/SHOP_AREA_37318&promotionareaSearchDetail=005

Ist nur die BE Spannung relevant oder auch der BE Strom?

Wenn nur die Spannung relevant ist, müsste ich ja nur des Richtige 
Widerstandsverhältnis von R1 und R2 berechnen so das ca. 2V an BE 
anliegen wenn der Transistor voll durchschaltet?

Vielen Dank :)

von Maximilian (Gast)


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Ganz vergessen zu zeichenn:

Die Massee von dem Widerstand der parallel zu Be geschaltetn ist ist 
auch die Masse des Emitters vom Transistor.

von c. m. (Gast)


Angehängte Dateien:

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von Maximilian (Gast)


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Hab es als Foto angesehen --> JPG ?

von RTFM (Gast)


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von Maximilian (Gast)


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Hab mich schon eingelesen in meinem Elektrofachbuch, wie gesagt ich komm 
mit den Diagrammen nicht so ganz klar die die Hersteller so ins Internet 
stellen.

Die Spannung von BE ist ja die gleiche von R2.

Die frage ist halt, wie sich das mit dem Strom von BE verhält.

von Wilhelm F. (Gast)


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Maximilian schrieb:

> Ist nur die BE Spannung relevant oder auch der BE Strom?

Bipolartransistoren sind eher stromgesteuert. Schau mal, ob du da Werte 
findest, ein Datenblatt beispielsweise. Dann kann man weiter reden.

von Maximilian (Gast)


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von Wilhelm F. (Gast)


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Maximilian schrieb:
> Klar,
> Daenblätter gibts haufenweiße :)
>
> http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/B/D/2/4/BD243C.shtml

Kannst du damit umgehen? Den Parameter DC Current Gain?

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Ganz simpel gesprochen ist dein Transistor erstmal nicht anderes als ein 
Stromverstärker. Hast du einen Strom I an der Basis, entsteht ein Strom 
I*B am Collektor (B ist dein Verstärkungsfaktor).
Wenn ich mich nicht verguckt habe, hat dein Transistor eine DC 
Verstärkung von 15-20.
Heißt: Du willst einen Strom von 2A am Collektor, dann brauchst du einen 
Strom von 2A/B also 2A/15 = 133mA an der Basis und das bei 10V an deinem 
Spannungsteiler.
In der Emitterschaltung fällt an deinem oberen Widerstand eine Spannung 
von ca. 10V-0,7V ab, also 9,3V. Nach dem Ohmschen Gesetz muss der 
Widerstand also 9,3V/133mA = 69Ohm groß sein.
Dazu solltest du aber beachten, dass dein Kollektorstrom in dieser 
Schaltung mit steigender Spannung auf der Linken Seite ansteigt, du hast 
also keinen plötzlichen Einschaltmoment und würdest du die Spannung 
weiter aufdrehen, würde auch der Kollektorstrom weiter ansteigen. Immer 
vorrausgesetzt deine Spannung auf der rechten Seite ist hoch genug um 
diesen Strom durch deinen Lastwiderstand zu erzeugen.

So das war jetzt einmal vorgerechnet wie im Unterricht. Parallel dazu 
solltest du dir tatsächlich mal den Link von RTFM anschauen, denn das 
ist zu Transistoren Grundlagenwissen.

Und nächstes Mal bennen die Bauteile bitte auch mit R1, R2, usw. das 
erleichtert das Erklären

Nur mal so aus Neugier: Wozu brauchst du die Schaltung?

von Maximilian (Gast)


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Hey schon mal vielen dank, aber nach deiner erklärung bräuchte ich den 
Wiederstand parallel zu BE überhaupt nicht?

Da sich sonst die 133mA ja auf BE und auf den Widerstand R2 aufteilen 
würden?


Also der Sinn soll sein:
Ich habe andere Scheinwerfer in mein Auto gebaut, dort müssen die Angel 
eyes mit ca. 14-15 V angesteuert werden laut Hersteller, BMW Schickt 
aber nur eine Getacktete Gleichspannung von 10V für die Angeleyes raus.

Zur Zeit steuer ich mit den 10 V ein Relai an, dass dann meine 15 V 
durchschaltet. Jetzt ist es aber so, dass BMW beim Aufschließen des 
Autos die Angeleys von ganz dunkel immer heller werden lässt, dass nännt 
sich soft start.
Diese Funktion funktioniert jetzt natürlich nicht mit meinem Relai (ich 
schließ auf und nach kurzer Zeit sind die Angeleyes sofort an), drum 
brauche ich einen Transistor.

Ps: Die Scheinwerfer sind natürlich im Straßenverkehr zugelassen

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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> Hey schon mal vielen dank, aber nach deiner erklärung bräuchte ich den
> Wiederstand parallel zu BE überhaupt nicht?
Jap den kannst du weglassen.

> Also der Sinn soll sein:
> Ich habe andere Scheinwerfer in mein Auto gebaut, dort müssen die Angel
> eyes mit ca. 14-15 V angesteuert werden laut Hersteller, BMW Schickt
> aber nur eine Getacktete Gleichspannung von 10V für die Angeleyes raus.
In dem Fall sollte die Schaltung wie von mir beschrieben funktionieren.
Beachte nur, dass der Vorwiderstand an der Basis dann genug Leistung 
abführen kann. Bei einen Strom von 133mA und 9,3V brauchst du mindestens 
einen 1,3W Widerstand, damit der dir nicht abraucht. Jeh mehr der 
abkann, desto länger lebt er bei der Belastung.
Der Widerstand muss übrigens nicht 100% genau 69 Ohm haben. Such dir 
den, der am nächsten dran liegt.

Noch ein kleiner Tipp am Rande:
Damit dein Transistor den Spaß möglichst lange mit macht, solltest du 
ihm zumindest einen kleinen Kühlkörper gönnen.
Schließlich wird er mit eingeschaltetem Licht dauerbelastet.

Gruß Stefan

von Wilhelm F. (Gast)


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Stefan S. schrieb:

> Damit dein Transistor den Spaß möglichst lange mit macht, solltest du
> ihm zumindest einen kleinen Kühlkörper gönnen.

Da ich das Wort "KFz" vernahm, und es dort auch mal von der 
Umgebungstemperatur etwas wärmer sein kann: Hier kann man mal das 
Power-Derating in der Bauteildimensionierung mit betrachten. D.h., bei 
höheren Umgebungstemperaturen müssen Leistungsbauteile, die Wärme 
erzeugen, größer dimensioniert werden, weil sich die Bauteilerwärmung 
mit auf die Umgebungstemperatur addiert. Das nur als Anmerkung, könnte 
ja nicht ganz unwichtig sein.

von Maximilian (Gast)


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Ok Vielen Dank :)

Dann werde ich wohl noch nen Kühlkörper einbauen.


Was ich mich jetzt noch Frage:
Was ist dann der Sinn der Schaltung, die ich gezeichnet habe.

Damals in der Ausbildung zum Elektroniker haben wir soweit ich weiß 
meine Schaltung verwendet, wir sind davon ausgegangen das der germanium 
Transistor bei ca. 0,7 V voll druchschaltet und haben daraus einfach das 
Widerstandsverhältunist von R1 und R2 berechnet. So das an R2 0,7 V 
Anliegen und somit an BE auch 0,7 Volt anliegen.
Ich kann mich bloß nicht mehr daran erinnern, wie wir das mit dem Strom 
gemacht haben. Da je nachdem wie groß r1 oder r2 sind der Strom sich 
durch Be ja verändert.

von Wilhelm F. (Gast)


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Maximilian schrieb:

> Damals in der Ausbildung zum Elektroniker haben wir soweit ich weiß
> meine Schaltung verwendet, wir sind davon ausgegangen das der germanium
> Transistor bei ca. 0,7 V voll druchschaltet und haben daraus einfach das
> Widerstandsverhältunist von R1 und R2 berechnet. So das an R2 0,7 V
> Anliegen und somit an BE auch 0,7 Volt anliegen.
> Ich kann mich bloß nicht mehr daran erinnern, wie wir das mit dem Strom
> gemacht haben. Da je nachdem wie groß r1 oder r2 sind der Strom sich
> durch Be ja verändert.

Das ist die Grundschaltung für einen Wechselspannungsverstärker, wo man 
aus Stabilisierungsgründen einen gut dimensionierten 
Basisspannungsteiler verwendet, dessen Strom etwa 10 mal höher ist als 
der Basisstrom.

von Helmut L. (helmi1)


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Maximilian schrieb:
> Damals in der Ausbildung zum Elektroniker haben wir soweit ich weiß
> meine Schaltung verwendet, wir sind davon ausgegangen das der germanium
> Transistor bei ca. 0,7 V voll druchschaltet und haben daraus einfach das
> Widerstandsverhältunist von R1 und R2 berechnet. So das an R2 0,7 V
> Anliegen und somit an BE auch 0,7 Volt anliegen.

Bei Germanium ist die Spannung ca. 0.3 .. 0.4V
Bei Silizium liehst sie bei Raumtemperaur bei ca. 0.7V

Du must zwei Dinge unterscheiden.

Einmal den Transistor im Linearen Betrieb als Verstärker und
Einmal den Transistor als reinen Schalter.

Bei einer Schalteranwendung wie bei dir hier will man den Transistor 
möglichst voll durchschalten um Verluste zu vermeiden.

Deshalb gilt hier die Regel den Basisstrom ca. 5 .. 10 x so groß zu 
machen wie in der Regel erforderlich ist.
Also man berechnet IB = IC / B
Und dieses IB nimmt man dann mal den Faktor von oben. Das ergibt den 
Strom durch den Basisvorwiderstand. Die Spannung an ihm ergibt sich 
durch die 2 Spannungspegel an seinen beiden Seiten. Der Widerstand über 
die BE Strecke dient in diesem Fall dazu ihn zu sperren wenn die 
Ansteuerung weg fällt.
Der Strom durch diesen Widerstand liegt in der Regel bei 1/10 von IB.

Im lineraen Bereich dienen die beiden Widerstände der einstellung des 
Arbeitspunktes um den Transistor so halb durch zu steuern. Dazu ist dann 
eine ganz andere Dimensionierung erfoderlich die von anderen Kriterien 
ausgeht.

von Ingo (Gast)


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Informiere dich bitte mal über MOSFETs... Mich wundert dass das noch 
keiner Vorgeschlagen hat.

von egal (Gast)


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Maximilian schrieb:
> Hab es als Foto angesehen --> JPG ?

Ja ganz toll. Also nochmal 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Bildformate lesen. Vorher Hirn 
einschalten nicht vergessen. Das hilft dann auch beim Verstehen der 
Transistorschaltung.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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@Ingo:
Ein guter Einwand

Allerdings bräuchtest du da mindestens einen Pulldown-Widerstand am 
Gate, damit der FET nicht durch EM einstrahlung z.B. von der 
Lichtmaschiene durchschaltet, wenn er das nicht soll.
Der Vorteil bei dem FET währe eine schwächere Eigenerwärmung, durch 
einen höheren Leitwert, wenn er durchgeschaltet ist

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