Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Astabiler Multivirbator mit Transistoren - LED Problem


von Max (Gast)



Lesenswert?

Hallo Community,

bin noch recht frisch in dem Gebiet der Elektrotechnik und versuche mich 
an kleinen Standard-Schaltungen. Hierzu habe ich eine Frage zu meiner 
nachgebastelten Schaltung.

Was habe ich gebaut?
Zum einen habe ich mir ein Buch mit Grundschaltungen genommen und die 
Schaltung nachgebaut. Siehe Bild: AM_1k_100k_100_F_547
Ich habe in den Strang bei R1 eine weitere LED in Reihe dazugeschalten.
 - Nun leuchtet diese 2te LED im gekippten Zustand aber nur schwach.. -
Nach einer Simulation der Schaltung sieht alles in Ordnung aus. Beide 
LED´s werden theoretisch mit einem Strom von 8mA abwechselnd durchströmt 
werden.

Dazu habe ich die Frequenz & die Amplitudenlänge berechnet:
Schaltung 1:
Frequenz:
f= 1/(ln⁡(2)*(100kΩ*100µF+100kΩ*100µF))=0,13Hz
Amplitudenlänge:
T= 1/f= 1/0,13Hz=7,6246s

Schaltung 2:
Frequenz:
f= 1/(ln⁡(2)*(47kΩ*10µF+47kΩ*10µF))=1,534Hz
Amplitudenlänge:
T= 1/f= 1/1,534Hz=0,65155s

Ich habe mir auf einer Webseite eine 2te Schaltung dazu angesehen & 
diese nachgebaut. Siehe Bild: 
Astabiler_Multivibrator_-_Eine_unruhige_Schaltung

Nun das gleiche Phänomen.. Die 2te LED leuchtet nur sehr schwach..

Hier 2 Videos dazu, um das ganze zu verdeutlichen:
Astabiler Multivibrator 470Ohm 47kOhm 10µF BC548
http://www.youtube.com/watch?v=R97JSN_6Rpo

Astabiler Multivibrator 1kOhm 100kOhm 100µF BC547
http://www.youtube.com/watch?v=xZ8me8jpX3c

Woran kann das liegen?

Gruß
Max

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


Lesenswert?

> Woran kann das liegen?

An der zweiten LED in einem Strang.
Das geht so nicht.

Wenn Du so unterschiedliche LAsten schalten willst, solltest Du noch 
zwei TRansistoren an R1 und R4 schalten und mir DENEN die Last schalten.

Gruss
Michael

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

OWT

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Max schrieb:

> Zum einen habe ich mir ein Buch mit Grundschaltungen genommen und die
> Schaltung nachgebaut. Siehe Bild:

Stand in dem Buch auch, das man sie mit 9V betreiben soll?
Dann solltest Du das Buch wegwerfen. Obige Schaltung ist nämlich
nur bis zu etwa 6V geeignet.
Gruss
Harald

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


Lesenswert?

> Dann solltest Du das Buch wegwerfen. Obige Schaltung ist nämlich
> nur bis zu etwa 6V geeignet.

Obige Schaltung funktioniert auch bei 12V noch prima.
Die Zeiten des AC172 sind vorbei!

Gruss
Michael

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Michael Roek schrieb:
>> Dann solltest Du das Buch wegwerfen. Obige Schaltung ist nämlich
>> nur bis zu etwa 6V geeignet.
>
> Obige Schaltung funktioniert auch bei 12V noch prima.

Fragt sich nur wie lange. Ich kenn keine aktuellen Transistoren,
die 12V negative Basisspannung vertragen.
Gruss
Harald

von Wilhelm F. (Gast)


Lesenswert?

Diese Multivibratoren waren 1974 auch in meinen Lehrbüchern drin, und 
ich baute damals 1977 Blinker für Freunde, die sich einfach an einer 
blinkenden LED erfreuten, und das war zu dieser Zeit magisch.

Vor einiger Zeit beschäftigte ich mich wieder damit. Es gab einen Thread 
hier, daß man diesen Multivibrator in einen Tot-Zustand bekommen kann, 
wenn man beide Transistorbasen auf Null zwingt. Dann bleibt die 
Schaltung auch bei richtiger Dimensionierung der Bauteile stehen.

In einer Simulation mit LTspice fand ich, daß der Multivibrator bei 
einem zu hoch gewählten B Vorwiderstände auch stehen bleibt. Eine Stufe 
erreicht nicht mehr die Kraft, die andere umzuschalten, und lädt mit der 
wenigen Kraft auch noch den Kondensator. Mit so Transistoren wie BC547 
scheint ein B von ungefähr 50 gut zu sein. Man kann es noch niedriger 
wählen, aber das schadet den Bauteildimensionen, man braucht große 
Kondensatoren.

Ich baue Multivibratoren heute gerne mit CMOS-Gattern, wie 4001 oder 
4011, die auch nicht stehen bleiben können.

von Michael R. (mexman) Benutzerseite


Lesenswert?

> Fragt sich nur wie lange. Ich kenn keine aktuellen Transistoren,
> die 12V negative Basisspannung vertragen.

Bisher 8 Jahre mit 2 x BC337 bei Betrieb -10...+40 Grad und Bleiakku 
(also eher 13V)


Gruss
Michael

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Michael Roek schrieb:

>> Fragt sich nur wie lange. Ich kenn keine aktuellen Transistoren,
>> die 12V negative Basisspannung vertragen.
>
> Bisher 8 Jahre mit 2 x BC337 bei Betrieb -10...+40 Grad und Bleiakku
> (also eher 13V)

Nun, im Datenblatt des BC337 (Philips) steht jedenfalls eindeutig 5V.
Forschungsversuche, wie lange ein Transistor einen Betrieb im
Durchbruch verträgt, habe ich allerdings noch nicht gemacht.
Gruss
Harald

von Wilhelm F. (Gast)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:

> Nun, im Datenblatt des BC337 (Philips) steht jedenfalls eindeutig 5V.
> Forschungsversuche, wie lange ein Transistor einen Betrieb im
> Durchbruch verträgt, habe ich allerdings noch nicht gemacht.

9V vertragen die Multivibratoren mit Standard-Transistoren wie früher 
BC107 und heute eher BC547 aber immer, an einer LED im Lastkreis fallen 
ja auch noch 2V ab. Höher sollte man die Betriebsspannung aber nicht 
wählen.

Aus den Lehrbüchern früher 1974 erkannte ich auch noch nicht, daß die 
Kondensatoren mal plötzlich bei Umladung -7V bekommen, das war auch nie 
beschrieben, ich sah es aber in der LTspice-Simulation.

Na, mit etwas Nachdenken, und wenn es wichtig gewesen wäre, hätte ich 
auch selbst darauf kommen müssen.

von Wusel D. (stefanfrings_de)


Lesenswert?

Du meinst -0,7V oder nicht?

von Helmut S. (helmuts)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

@Stefan
Nein es sind -7V oder noch mehr.

von GroberKlotz (Gast)


Lesenswert?

Na ja, beenden wird doch das Problem und spendieren ganz einfach jeder 
Bais eine nach GND geschaltete Diode z.B. 1N4148 (natürlich Kathode an 
die Basis, Anode an GND) und schon bleibt die negative Spannung an der 
Basis weit unterhalb des erlaubten Grenzwertes.

mfG GroberKlotz

von dolf (Gast)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> Nun, im Datenblatt des BC337 (Philips) steht jedenfalls eindeutig 5V.
> Forschungsversuche, wie lange ein Transistor einen Betrieb im
> Durchbruch verträgt, habe ich allerdings noch nicht gemacht.

so der strom nicht zu hoch wird ewig.
die be diode verhält sich wie ne z diode.
diese betriebsart sorgt aber dafür das die stromverstärkung irreversibel 
geändert wird und zwar absinkt.
das ist mir mal beim experimentieren mit nem transistor array passiert.
eigentlich sind die ja sehr gut gepaart.
nun ja der eine war´s dann nicht mehr.(schwarzes schaf);-)

von Helmut S. (helmuts)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

So könnte man es mit Dioden machen um den Ube Durchbruch zu vermeiden.

von Michael A. (Gast)


Lesenswert?

Helmut S. schrieb:
> @Stefan
> Nein es sind -7V oder noch mehr.

Der Kondensator sieht aber die Spannung zwischen C_T1 und B_T2. Genau in 
dem Moment, wo V(B_T2) > 0.7V wird, kippt die Schaltung wieder - also 
keine ernste Gefahr für die Elkos.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Das Ursprungsprobkem wurde nicht behandelt, vermutlich weil nuemand die 
dämlicherweise orivaten Videos sehen kann. Warum keuchtet die 
symmetrische LED dunkler. Natürlich kann es sein, dass die Unsymmetrie 
entsteht, weil ein Transistor durch die zu hohe negative BasisSpannung 
geschädigt ist, der andere das überlebt hat. Also Schaltung mjt den 
Dioden und neuen Bauteilen noch mal aufbauen, um defekte Bauteile auch 
ohne nachmessen auszutauschen.

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Helmut S. schrieb:
> Nein es sind -7V oder noch mehr.

Dann hast Du Deine Kondensatoren falsch herum eingebaut. Bei mir liegt 
Minus an der Basis.

Helmut S. schrieb:
> So könnte man es mit Dioden machen um den Ube Durchbruch zu vermeiden.

R5, R6, R8 und R7 sind aber nicht nötig. Nur je eine Diode vor der 
Basis.


Gruß

Jobst

von Michael A. (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

MaWin schrieb:
> Das Ursprungsprobkem wurde nicht behandelt

Es schein ja auch noch genug Unklarheit über die Funktionsweise des 
heilen Schaltungsklassikers zu geben.

Hier noch der Spannungsverlauf über C1

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

> R5, R6, R8 und R7 sind aber nicht nötig. Nur je eine Diode vor der
Basis.

R5und R6 verhindern, dass im "Auszustand" immer noch ein paar uA durch 
die LED fließen. Bei den hocheffizienten LEDs reichen die schon um 
zumindest bei Dunkelheit noch ein "glimmen" zu sehen.

R8 und R7 bewirken, dass die Spannung Ube im Aus-Zustand wirklich 0V 
beträgt.

von dolf (Gast)


Lesenswert?

Helmut S. schrieb:
> So könnte man es mit Dioden machen um den Ube Durchbruch zu vermeiden.

was für n aufwand nur um ne led blinken zu lassen.

von Krangel (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Spicegläubige,
der Basis-Emitter-Durchbruch wird doch gar nicht simuliert. Das, was den 
Transistor zerstören könnte, ist doch nicht das Erreichen der 
Durchbruchs-Spannung, sondern das Überschreiten des Durchbruch-Stroms, 
und den kann nur der Kondensator liefern. Wenn das wirklich das Problem 
sein sollte, dann helfen zwei Widerstände in Reihe.
Grüße

von Dieter P. (low_pow)


Lesenswert?

> Hallo Spicegläubige, ..

Es wäre aber ein Widerspruch zu den Angaben in Datenblättern.
Beispiel :

Grenzwerte
2N3055   Emitter-Basis-Spannung UEBO  7V

Kennwerte TG=25°C
2N3055   Emitterreststrom bei UEB = 7V   IEB0 < 5mA

Quelle: ITT Transistoren 1974/75 S 253

Ich würde deshalb als Limit die Spannung sehen, der Strom,
temperaturabhängig ?.

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

> Wenn das wirklich das Problem sein sollte, dann helfen zwei Widerstände in 
Reihe.

Du würdest also auch Gleichrichterdioden im Durchbruch betreiben, 
solange die nicht kaputt gehen? Bestimmt nicht. Warum sollte man das 
dann mit einem Transistor machen.

Das Problem ist doch, dass 100% der Leute die in der Schule den 
astabilen Oszillator lernen die Schaltung nicht wirklich verstehen. Die 
lesen halt was im Buch steht. Von der negativen Spannung an der Basis, 
eventuell gar bis zum Durchbruch, steht da halt nichts, weil die 
Schreiberlinge alle von einander abgeschrieben haben.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Helmut S. schrieb:

> Du würdest also auch Gleichrichterdioden im Durchbruch betreiben,
> solange die nicht kaputt gehen? Bestimmt nicht.

Nun mit Avalanche-Dioden macht man das ja durchaus. Aber schon allein
die Tatsache, das es solche Spezialdioden gibt, zeigt m.E. das man
so etwas mit Normaldioden nicht tun sollte. Ähnliches gilt übrigens
auch für LEDs. Auch die vertragen meist nur wenige Volt Sperrspannung.
Gruss
Harald

von Dieter P. (low_pow)


Lesenswert?

Es gibt auch Schaltungen, wo Durchbrucheffekte an
Halbleitern gezielt genutzt werden ( mit Strombegrenzung ).
Beispiele unter:

http://www.elektronik-labor.de/Notizen/NPNkipp.html

( habs nicht im Simulator probiert.)

Rauschgenerator war auch so etwas.

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

http://www.elektronik-labor.de/Notizen/NPNkipp.html
Die Schaltungen in dem Link sind ja auch für Bastler. Ich dachte die 
Leute hier sollen richtige Elektronikentwicklung lernen. Vielleicht 
sollten wir eine Kennzeichnung einführen: Schaltung für 
Bastler/Student/Ingenieur. :-)

von Krangel (Gast)


Lesenswert?

Hi,
ich glaub hier wird das Rad neu erfunden. Die Basis-Emitterstrecke wird 
doch millionenfach als Zernerdiode verwendet, und Astabile 
Multivirbatoren werden zig. millionenfach mit Spannungen über 6V 
betrieben. Wieso funktionieren die Dinger alle?

von Rudi D. (rulixa)


Lesenswert?

Die Transistoren werden eben in einem Bereich betrieben für den sie 
nicht vorgesehen sind.
Da sie nicht denken, machen sie das mit.

von Max (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich möchte mich wieder zu Wort melden.

Die Einstellung der Videos habe ich nun so geändert, dass diese jeder 
sehen kann, der den Link besitzt.

Astabiler Multivibrator 470Ohm 47kOhm 10µF BC548
http://www.youtube.com/watch?v=R97JSN_6Rpo

Astabiler Multivibrator 1kOhm 100kOhm 100µF BC547
http://www.youtube.com/watch?v=xZ8me8jpX3c

Ich habe mir nicht vorstellen können, dass ich solch eine Diskussion 
auslösen würde. Ich wünschte ich könnte das auch alles verstehen, was 
hier geschrieben wird.

In dem Video sieht man nun das Problem mit der schwach leuchtenden LED.

Ich versuche mich nun daran, die verbesserten Schaltungen aufzubauen.

Gruß
Max

von Krangel (Gast)


Lesenswert?

Hi Max,
du hast kein prinzipielles Problem mit deiner Schaltung. Das Problem 
liegt wahrscheinlich im Zweig 
Betriebsspannung-LED-Kollektorwiderstand-Transistor-Masse.
Schließ mal beide Kollektoren nach Masse kurz, dann müssten beide LEDs 
gleich hell Leuchten.
Ist eine dunkler, dann ist die LED oder der Widerstand defekt.
Sind beide gleich hell, dann die Kontakte des Transistors prüfen.
Grüße

von Max (Gast)



Lesenswert?

Hallo krangel,

danke für deinen Beitrag.

Ich habe deinen Lösungsansatz umgesetzt und bin nun bei einem weiteren 
Problem.

Ich habe die Kollektoren der Transistoren kurzgeschlossen um die LED´s 
einzeln leuchten zu lassen.

Die Widerstände sind in Ordnung.

Nur mit den LED´s gibts Missverständnisse.

Ich habe nun 14 rote 5mm LED´s probiert.
Nur eine leuchtet hell. Alle anderen leuchten schwach.

Ich habe mir nun das Datenblatt von der Firma Kingbright genauer 
angesehen & habe Fragen dazu.

Ich habe mir diese LED bestellt:
http://www.reichelt.de/LEDs-standard-hell/LED-5MM-ST-RT/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=6821;GROUPID=3018;artnr=LED+5MM+ST+RT

In dem Datenblatt gibt es unterschiede zwischen Bright Red (GaP) also 
Galliumphosphid &
High Effiency Red (GaAsP/GaP) ergo Galliumarsenidphosphid

Aus den technischen Daten von reichelt kann man leider nicht rauslesen, 
wechlen Halbleiterwerkstoff das Bauteil besitzt.

Ich vermute, dass ich die Bright Red LED besitze.
Iv steht für den Durchlassstrom?
Dann müsste er also mindestens 20mA betragen, oder verstehe ich das 
falsch?

Dann müsste es daran liegen, dass die LED zuwenig Strom bekommt, 
richtig?

Denn ich vermute stark, dass die 14 LED´s die ich probiert habe nicht 
alle defekt sein werden, obwohl eine nur 6Cent kostet.

Fragen über Fragen :-)

Gruß
Max

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Max schrieb:
> Aus den technischen Daten von reichelt kann man leider nicht rauslesen,
> wechlen Halbleiterwerkstoff das Bauteil besitzt.

Aber sie geben immer die Artikelnummer des Herstellers an: L-53HD und 
das ist lt. DB: BRIGHT RED (GaP) RED DIFFUSED 2-5mcd


Wenn Du alle LEDs in Reihe schaltest (ausserhalb der Kippstufe) und 20mA 
hindurchfliessen lässt, hast Du aufgrund der Reihenschaltung in allen 
LEDs den absolut selben Strom. Leuchet eine davon heller, so ist diese 
einfach 'anders' als die anderen. Mit Kingbright habe ich da schon 
ähnlich komische Erfahrungen machen müssen ...


Gruß

Jobst

von Dieter P. (low_pow)


Lesenswert?

> Helmut S. schrieb:
> Vielleicht sollten wir eine Kennzeichnung einführen: Schaltung für
> Bastler/Student/Ingenieur. :-)

Das Beispiel war wohl schlecht gewählt in diesem Zusammenhang.
Basteln soll auch motivieren, Erfolgserlebnisse bringen.
Die Schaltungen dort will ich allerdings nicht bewerten,
andere Elektronikseiten auch nicht.

Ein Spice-Fachbuch 1990:
AMV mit bipolaren Transistoren hat heute ( 1990 ) keine
praktische Bedeutung mehr.
Die Schaltung war auch nicht zum Nachbau gedacht,
sondern nur dazu, Spice kann auch das simulieren...

Vielleicht bräuchte man einen Knopf für
"Teste Überleben der Simulation in der realen Welt"

von Krangel (Gast)


Lesenswert?

Hi,

Max schrieb:
> obwohl eine nur 6Cent kostet.

da hast du chinesischen Kehricht gekauft, musst also alle LEDs testen. 
Am einfachsten die Koppelkondensatoren heraus nehmen, damit leuchten 
beide LEDs gleichzeitig, und dann zwei gleich helle LEDs aussuchen.

Grüße

von Max (Gast)


Lesenswert?

Hallo!

Hatte gerade ein Erfolgserlebnis ;)
Meine Vermutung war richtig. Der Strom war zu niedrig für die roten 
LED´s.
Habe die 1k Ohm Widerstände nun durch 680Ohm Widerstände ausgetauscht & 
siehe da. Sie blinken beide abwechselnd :)

Vielen Dank für eure Unterstüzung!

MfG
Max

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Max schrieb:
> Meine Vermutung war richtig. Der Strom war zu niedrig für die roten
> LED´s.

Anders herum wird ein Schuh draus. Der Kippstufe ist egal wie hell Deine 
LEDs leuchten. Aber sie sollten bei gleichem Strom gleich hell leuchten.

Und natürlich kann man LEDs dunkel und mit 1kΩ in einer astabilen 
Kippstufe zum blinken bringen!

Allerdings sollte der Strom ausreichen, um die Kondensatoren zu laden.


Gruß

Jobst

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.