Dimensionierung der Transistorschaltung

[Dennis M. (effekt)]

Moin moin,

ich habe eine Platine entwickelt in der ich ein paar Relais über 
Mikrocontrollerausgänge ansteuere. Dazu verwende ich jeweils eine kleine 
Transistorschaltung mit dem BC337 Transistor.

Aufgrund des Relais möchte ich, dass ein Strom Ic von 100mA fließt. Der 
Transistor soll über dem GPIO Pin des µC entweder komplett durchschalten 
oder sperren.

Meine Frage ist, ob ich die Bauteile richtig dimensioniert habe. Damit 
der Transistor durchschaltet, soll er ja im Idealfall in Sättiung 
betrieben werden. Im Datenblatt (siehe Anlage) hab ich gefunden:

Vce,sat (max 700mV) bei Ic,sat = 500mA und Ib,sat = 50mA.

Die maximale Stromverstärkung in Sättigung wäre dann ja:

hfe,sat = Ic,sat / Ib,sat = 10.

Der benötigte Basisstrom:

Ib = Ic / hfe,sat = 100mA / 10mA = 10mA

Der Basiswiderstand:

Rb = (Ub - Ube) / Ib = (3.3V - 0.7V) / 10mA = 260Ohm

Für meine Schaltung habe ich Rb = 270 Ohm verwendet. Funktionieren tut 
alles. Nur bin ich mir nicht sicher, ob die Dimensionierung so korrekt 
ist, möchte mich lieber noch einmal vergewissern, da dies in eine 
Dokumentation kommt, die sich ein Professor durchguckt.

[John D. (Gast)]

Das ist geradezu vorbildlich überlegt. Full ACK.

[Dennis M. (effekt)]

John Drake schrieb:
> Das ist geradezu vorbildlich überlegt. Full ACK.

Cool, vielen Dank. Dann werde ich das jetzt so für die Dokumentation 
übernehmen =)

[F. F. (foldi)]

Eigentlich gar keine Rechenaufgabe, bei genau diesen Werten.

[Klaus R. (klara)]

Dennis Müller schrieb:
> Damit
> der Transistor durchschaltet, soll er ja im Idealfall in Sättiung
> betrieben werden. Im Datenblatt (siehe Anlage) hab ich gefunden:
>
> Vce,sat (max 700mV) bei Ic,sat = 500mA und Ib,sat = 50mA.
>
> Die maximale Stromverstärkung in Sättigung wäre dann ja:
>
> hfe,sat = Ic,sat / Ib,sat = 10.
>
> Der benötigte Basisstrom:
>
> Ib = Ic / hfe,sat = 100mA / 10mA = 10mA
>
Der BC337 hat eine Stromverstärkung von mindestens 100. Also wenn es 
Deiner Quelle nichts ausmacht, dann rechne ruhig mit hfe,sat = 10. 
Ansonsten wäre hfe = 20 auch reichlich wenig.

Hinzu kommt, ein Relais benötigt zum Anziehen den vollen Strom. Zum 
Halten genügt meist auch die Hälfte. Aber das geht hier wohl zu weit.
mfg klaus

[Sébastien M. (sebi211)]

ööh weiss nicht wie du genau auf diese Berechung gekommen bist jedoch 
ist die ein bisschen überdimensioniert. Auch 10mA aus einem GPIO Pin ist 
kritisch falls du auch noch andere Sachen ansteuerst.

Du hast einen bestimmten hfe bei einem bestimmten Kollektorstrom Ic (und 
Frequenz da wir hier aber ein Relais haben glaube ich nicht dass wir uns 
da im MHz Bereich befinden) Nun kannst diesen hfe nehmen und Ib 
berechnen.

Also nach meiner geschätzten Meinung reichen hier vermutlich 2mA.

Gruss Sébi

[Helmut L. (helmi1)]

Sébastien Monn schrieb:
> Also nach meiner geschätzten Meinung reichen hier vermutlich

Das tun sie auch, fuer irgendwas muss der Transistor ja schlieslich gut 
sein.

[F. F. (foldi)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Sébastien Monn schrieb:
>> Also nach meiner geschätzten Meinung reichen hier vermutlich
>
> Das tun sie auch, fuer irgendwas muss der Transistor ja schlieslich gut
> sein.

Vermutlich, aber es ging ja um seine Berechnung und die ist richtig.

Wenn man sich die Zahlen in diesem Fall anschaut, dann sieht man das 
ohne Berechnung.
Da die hFE auch höher sein kann, ist sicher weniger Basisstrom nötig.

Aber wie schon gesagt, der TO wollte wissen, ob seine Berechnungen 
richtig waren.

[Sébastien M. (sebi211)]

F. Fo schrieb:
> Helmut Lenzen schrieb:
>> Sébastien Monn schrieb:
>>> Also nach meiner geschätzten Meinung reichen hier vermutlich
>>
>> Das tun sie auch, fuer irgendwas muss der Transistor ja schlieslich gut
>> sein.
>
> Vermutlich, aber es ging ja um seine Berechnung und die ist richtig.
>
> Wenn man sich die Zahlen in diesem Fall anschaut, dann sieht man das
> ohne Berechnung.
> Da die hFE auch höher sein kann, ist sicher weniger Basisstrom nötig.
>
> Aber wie schon gesagt, der TO wollte wissen, ob seine Berechnungen
> richtig waren.

klar denke aber wäre vielleicht nett zu zeigen dass auch weniger geht. 
vor allem wenn ein kontroller dranhängt

[F. F. (foldi)]

Sébastien Monn schrieb:
> vor allem wenn ein kontroller dranhängt

Klar, auf jeden Fall! 10mA ist ja auch schon was für so einen Pin.

[Helmut L. (helmi1)]

Sonst meint der Prof man waere ein Energieverschwender.

[Sébastien M. (sebi211)]

klar aber unnötig komme aus der branche power supply... da kann mal so 
etwas wichtig sein! besser jetzt lernen als zu spät