Konstantstromquelle aus bipolaren Transistoren

Hab einen Poti als Basiswiderstand genutzt und gleichzeitig den Strom 
von Last-LED zu Collector gemesen.
Selbst bei 5 Ohm ging es nicht auf die gewollten 350mA.

Jens G. schrieb:
> Wenn keine Last angeschlossen ist, kann gar kein Strom fließen ...

Theoretiker?

Axel S. schrieb:
> (Emitter und Kollektor vertauscht). Oder er ist kaputt.

10 mal überprüft und ausgetauscht

> einen zweiten Transistor

Soll wohl nicht so stabil sein wie mit 2 Dioden

Jens G. schrieb:
> Im gezeigten Link sehe ich aber nur einen Transistor. Wieso also zwei
> Transistoren? Darlington?

Nein, einfach nur mit beiden versucht

> Wenn keine Last angeschlossen ist, kann gar kein Strom fließen ...

Natürlich war der Zementwiderstand noch am Emitter

Jens G. schrieb:
> Das ist bei einer KSQ nicht die Last. Wenn also der Kollektor offen ist,
> fließt kein Strom durch C-E.

Ich bitte dich, nimm ein Steckbrett und schließ den Collector direkt an 
5V, füttere die Basis mit nem bisschen Saft, da fließt auch ohne 
Zementwiderstand ein Strom.

Hat einen Grund warum ich ständig Zementwiderstand schreibe und LAST-LED 
und nicht LAST-Zemenwiderstand...

Marian  . schrieb:
> Die Zwei-Transistor-Stromquelle ist viel besser als die
> Zwei-Dioden-Stromquelle. Letztere nimmt man in diskreten Schaltungen
> eigentlich nur, wenn man mehrere Stromquellen braucht, denn dann braucht
> man pro zusätzlicher Stromquelle nur einen Transistor und einen
> Widerstand.

Werde es versuchen

Marian  . schrieb:
> Mit einem FET als Lasttransistor

Aus kosten Gründen bin ich bei den Bipolaren geblieben

Wie hoch ist denn die Vf deiner "Last-LED"?

Falk B. schrieb:
> Wieviel Millionen Stück willst du bauen, dass du aus "Kostengründen"
> eine Bipolartransistor gewählt hast?

Ich bitte um einen Link.

Jens G. schrieb:
> Was ist mit der Basisbeschaltung, was ich vorhin fragte?

Wie gesagt, mit einem Poti "rücksichtlos" ausprobiert, glaube nicht dass 
ein Widerstand unter 5 Ohm noch viel mehr ausmacht.

Anstatt der Dioden bzw. einer LED hab ich es auch mit einem 
Spannungsteiler versucht, selbes Ergebnis. (mit 1.4V und 1.1V)

asdfasd schrieb:
> Wie hoch ist denn die Vf deiner "Last-LED"?

Kasker schrieb:
> Highpower-Last-LED(s) (350mA, 3.2-3.6V)

Jens G. schrieb:
> Gut - dann würden mich schonmal Spannungswerte bei rel. niedrigem
> Basis-R interessieren (Ub, Uc, Ue gegen Masse bei welcher
> Betriebsspannung). Und zwar am besten bei deutlich mehr als 5V, denn bei
> der gewählten Uz führen nur 5V je nach Kennwertstreuung der Teile
> schnell in die Sättigung des T.
> Ach ja - Verlustleistung bei höherer Spannung beachten (Kühlung).

Ich hab es jetzt nochmal mit einem neuen Ansatz versucht, gehen wir von 
einem Spannungsabfall von 3.6 V an jeder LED aus komme ich auf 10.8 V, 
bleiben noch 1.2 V mit denen ich arbeiten kann. 0.7 V verschlingt der 
Transistor, bleiben 0.5 V. Dieser halbiere ich und komme so auf eine 
Spannung von 0.25 V, diese soll am Widerstand R1 anliegen wenn 350 mA 
fließen, so komme ich auf 0.715 Ohm.

An Der Basis des Transistors brauche ich also 0.95 V, dazu nutze ich 
einen LM317 der leider nur bis 1.2 V regeln kann, darum beschalte ich 
ihn für 1.65 V, und setze eine Diode dahinter um meine 0.95 V zu 
erhalten.

Aus dem Datenblatt des Transistors entnehme ich eine minimale 
Verstärkung von 25 (350 mA / 25 = 14 mA).
In der Schaltung nutze ich sogar nur 1.47 Ohm (0.25 V / 1.47 Ohm = 
17mA).

Auf meiner gelöteten Testplatine habe ich nun die Möglichkeit zwischen 
1, 2 und 3 LEDs zu schalten.

Bei 3 LEDs komme ich gerade mal auf 200mA, dafür aber einer Spannung von 
0.25 V am Widerstand R1.

Bei 2 LEDs steigt der Strom immer weiter, sogar über 350 mA, und ich 
messe eine größere Spannung an R1.

Bei 3 aktiven LEDs stimmen die Spannungen ziemlich genau (+/- 0.01V). 
Bei nur 2 aktiven komme ich nicht zum Messen, da der Strom zu schnell 
ansteigt.

Axel S. schrieb:
> Und einen
> BC647 kennt meine Datenblattsammlung gar nicht.

Ich bitte um Entschuldigung, BC637.

Die C-E-Spannung sind 2.2 V, liegt da das Problem?


Jens G. schrieb:
> Wenn Du C direkt an 5V anbindest, dann ist das eben nich ohne Last,
> sondern eben volle Last

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektronische_Last

Lässt sich drüber streiten.

Die Schaltung ist doch Unsinn. Die Diode und die beiden
parallel geschalteten Widerstände weglassen. R1 und die Spannung
die an der Basis des Transistors anliegt bestimmen den
Strom der fließen soll. Und warum sind die LED parallel?
Die gehören in Reihe.

Günter Lenz schrieb:
> Die Schaltung ist doch Unsinn. Die Diode und die beiden
> parallel geschalteten Widerstände weglassen. R1 und die Spannung
> die an der Basis des Transistors anliegt bestimmen den
> Strom der fließen soll. Und warum sind die LED parallel?
> Die gehören in Reihe.

Sind natürlich in Reihe verlötet, mit Schaltern gegen Masse zwischen, 
sodass man die Anzahl von 1-3 variieren kann.

Mit der Diode stelle ich wie beschrieben die Spannung auf 0.95 V ein...

Transistor ohne Basiswiderstand?

Kasker schrieb:
> Jens G. schrieb:
> Bei 2 LEDs steigt der Strom immer weiter, sogar über 350 mA, und ich
> messe eine größere Spannung an R1.

Vielleicht, weil der Transistor sehr heiß wird und die BE-Spannung immer 
mehr sinkt.

Gruß

:-)))

Leute, Leute...

Der führt Euch so am Nasenring durch die Manege, daß es nur so kracht.

Ratzjo Mittelbau schrieb:
> :-)))
>
> Leute, Leute...
>
> Der führt Euch so am Nasenring durch die Manege, daß es nur so kracht.

Erleuchte mich.

Kasker schrieb:
>Transistor ohne Basiswiderstand?

Du hast den Sinn der Schaltung noch nicht richtig verstanden.
Der Emitterwiderstand R1 bewirkt eine Gegenkopplung
und begrenzt dadurch den Basisstrom.

Günter Lenz schrieb:
> Kasker schrieb:
>>Transistor ohne Basiswiderstand?
>
> Du hast den Sinn der Schaltung noch nicht richtig verstanden.
> Der Emitterwiderstand R1 bewirkt eine Gegenkopplung
> und begrenzt dadurch den Basisstrom.

http://www.hobby-bastelecke.de/grundschaltungen/konstantstromquelle1.htm

Hab mich hier dran orintiert, im letzten Abschnitt.

Beim weglassen:

1.65 V am LM317, minus 0.7 V des Transistors sind 0.25 V.
Durch den 0.715 Ohm Widerstand sind das doch über 300mA?

Hmmm, ich habe jetzt mehrfach versucht Deine ulkige Schaltung und die 
kruden Beschreibungen dazu zu verhirnen. Ergebnis: Du hast irgendwie 
einen Transistor und ein paar Widerstände mit Diode und LED verheiratet, 
eine KSQ kann das nicht sein.

Old-Papa

Old-Papa

Kasker schrieb:
> 1.65 V am LM317, minus 0.7 V des Transistors sind 0.25 V.

... und 0.7 V der Diode...

Kasker schrieb:
>Transistor sehr heiß wird

Dann gehört er auf einen Kühlkörper.

Jens G. schrieb:
> Sind eigentlich alle genannten Spannungen "geplante" Spannungen, oder
> auch real gemessen?

Hier sind alle real gemessen.

Da bei einem R1 von 3.2 Ohm nur 160 mA statt 219 mA  geflossen sind hab 
ich es gegen alle Berechnungen mal mit 1.6 Ohm versucht mit denen ich 
auf 270 mA statt 437 mA gekommen bin.

Was mich verwundert ist warum der Transistor bei unterschiedlichen 
Spannung, und schon relativ früh durchschaltet.
UR1 = 0.515V oder sogar nur 0.444 V, obwohl die Spannung an der Basis 
ihre konstanten 1.4 V hat.

Alle getesteten Transistoren waren bisher anfassbar, also nicht all zu 
heiß.

Axel S. schrieb:
> Bullshit.

Ich überprüfe das gerne nochmals...

> Was soll daran "früh durchschalten" sein?

Spät... ich erwarte dass er schon bei 0.7 V schaltet.

Axel S. schrieb:
> Kaum Stromverstärkung (25-fach bei I_C=1A)

Und 100-Fach bei 350 mA, ausreichend für mich.

> wie grottenschlecht die angeblich "bessere"
> Konstantstromquelle mit konstanter Basisspannung ist

Ich versuche meinem Fehler auf die Schliche zukommen, von besser hat 
niemand etwas gesagt. Der Sinn dahinter war eine Konstante zu haben und 
nicht wie bei der LED einen unterschiedlichen Spannungsabfall.
(grade keine passenden Dioden zur Hand)

> Denn U_BE ist
> nicht annähernd konstant 0.7V

Woran richtet U_BE sich dann? Warum steigt sie wenn ich R1 verkleinere?

> Ein simpler
> Vorwiderstand wäre deutlich besser.

Schätze mal Spannungsteiler

Axel S. schrieb:
> Bullshit. In keiner der beiden Schaltungen addieren sich auch nur die
> Spannungsabfälle an LED, Transistor und R1 zur Betriebsspannung.

Sind definitiv real gemessen, aber schwanken, womöglich wegen des 
Breadboards.

Jungs, lasst den Kasper mal machen, er will ja keine Ratschläge, er will 
seine fehlerhaften Beobachtungen nur bestätigt haben.
Ist vergossene Milch...

Old-Papa

Ein Erklärungversuch der Schaltung für LED-Bastler ;-)

1) Die Basis-Emitter-Strecke ist eine Diode.  Deren "Forward-Voltage" 
wird mit Ube bezeichnet.  Bei Kleinsignaltransistoren rechnet man mit 
konstanten 0.7V.  Bei Leistungstransistoren liegt sie gerne höher.  Und 
wirklich konstant ist sie leider auch nicht - Temperatur und 
Kollektor-Emitter-Spannung ändern sie.  Beim BD241 wird sie mit maximal 
1.8V angegeben (deine Messungen liegen bei ungefähr der Hälfte - du 
siehst, der Streubereich ist groß).  Gehen wir bei der folgenden 
Betrachtung aber erstmal von deinen gemessenen 0.9V aus.

2) Wie auch bei LEDs, sobald Ube erreicht wird, fließt der Strom und 
wenn er nicht irgendwie gebremst wird, brennt das Teil durch.  Bei LEDs 
nimmt man gerne Widerstände zum Bremsen, beim Transistor geht das auch: 
entweder einen vor die Diode (also an der Basis) oder hinter die Diode 
(am Emitter) oder beides.

3) In deiner Schaltung haben wir einen Widerstand mit 1.6 Ohm hinter der 
Diode.  Nun kannst du, wie bei LEDs, ausrechnen, welcher Strom fließt: 
Spannung am Widerstand durch Widerstandswert.  Die Spannung am 
Widerstand beträgt Basisspannung Ub=1.4V minus "ForwardVoltage" 
Ube=0.9V.  Das ergibt:(1.4V-0.9V)/1.6Ω = 0.5V/1.6Ω = 0.313A.  [Änder mal 
Ube oder Ub um +/- 0.1V und schau wie stark das den Strom beeinflusst!]

4) Ein normaler Transistor würde bei so einem hohen Strom durch die 
Basis sofort durchbrennen.  Leistungstransistoren schaffen das (der 
BD241 brennt erst bei 1A durch).  *Aber*: so viel Strom brauchen wir gar 
nicht durch die Basis jagen, denn jetzt kommt endlich der Kollektor ins 
Spiel:

5) Sobald ein Strom durch die Basis zum Emitter fließt, fließt ein 
hFE-mal größerer Strom zusätzlich vom Kollektor zum Emitter.  hFE ist 
der Stromverstärkungsfaktor eines Transistors - bei 
Kleinsignaltransistoren liegt der bei mehreren 100, bei 
Leistungstransistoren meist unter 100.  Auch hier wieder, der exakte 
Wert ist breiten Schwankungen unterworfen und von Betriebsbedingungen 
abhängig.

6) Jetzt passiert viel: zusätzlich zum Basisstrom fließt noch der 
Kollektorstrom durch den Widerstand.  Dadurch steigt die Spannung am 
Widerstand an.  Für die Basis-Emitter-Diode sieht das aus, als ob der 
Widerstand plötzlich größer geworden ist.  Der Basisstrom sinkt und 
damit auch der an den Basisstrom gekoppelte Kollektorstrom und das 
solange, bis wieder die 0.313A durch den Widerstand fließen.  Der setzt 
sich jetzt aus Basisstrom und dem hFE-mal höherem Kollektorstrom 
zusammen.  Bei angenommen hFE von 25 wären das 12mA von der Basis und 
300mA vom Kollektor.

7) Der Kollektor ist jetzt also eine Stromsenke, die 300mA durchläßt. 
Die Spannung ist dabei egal - 0.5V werden am Widerstand verbraten, der 
Rest im Transistor, halt genau so viel, dass 300mA fließen.  *Aber*: 
damit ein Strom fließt, muss die Spannung hoch genug sein, dass er 
überhaupt fließen kann!  Wie hoch?

8) Fangen wir unten an: der Emitter liegt auf 0.5V (die Spannung des 
Widerstands), da muss sie eh drüber sein.  Dazu kommt noch ein minimaler 
Spannungsabfall zwischen Kollektor und Emitter - Uce(sat).  Blöderweise 
ist Uce(sat) wieder ziemlich Variabel - ist sehr stark vom Kollektor- 
und Basisstrom abhängig.  Größenordung 0.2V - 2V.  Und voll in die 
Sättigung will man eigentlich auch nicht.  Nehmen wir mal die 1.6V 
deiner rechten Messung.  Macht zusammen mit der Emitterspannung 2.1V die 
mind. am Kollektor anliegen muss, damit die 300mA fließen können.

9) Als nächstes kommen die LEDs, 3 Stück a 3.6V (volle Leistung) = 
10.8V, ergibt 13.1V minimale Versorgungsspannung.  Bei der Spannung kann 
der Transistor nach unten aber nichts mehr regeln (der Strom fällt 
sofort ab) - sollte also um einen passenden Wert höher liegen, z.B. 15V. 
Nach oben hin hast du ordentlich Luft, größer 80V.

10) Konsequenz: bei deinen 1.4V Basisspannung, 1.6Ω Widerstand und 12.3V 
Versorgungspannung sind 3 LEDs zu viel.  Nimm mal 2.

11) *Aber*: dass die Schaltung zu empfindlich ist haben andere schon 
erwähnt.  Die 2-Transistor-Schaltung ist nicht mehr von Ub und Ube des 
Leistungstransistors abhängig - dafür ist der zweite 
(Kleinsignal-)Transistor zuständig.

12) Die Leistung, die am Transistor und am Widerstand verbraten wird, 
solltest du auch mal ausrechen - hilft dir bei der Dimensionierung der 
Bauteile/Kühlkörper.

Old P. schrieb:
> Hmmm, ich habe jetzt mehrfach versucht Deine ulkige Schaltung und die
> kruden Beschreibungen dazu zu verhirnen. Ergebnis: Du hast irgendwie
> einen Transistor und ein paar Widerstände mit Diode und LED verheiratet,
> eine KSQ kann das nicht sein.

Nur weil ich mit dieser Antwort nichts anfangen kann, heißt das nicht...

Old P. schrieb:
> er will ja keine Ratschläge, er will
> seine fehlerhaften Beobachtungen nur bestätigt haben.

F. F. schrieb:
> Vielleicht bringen ja schon deine Stromquellen nicht genug Strom?

2A

Michael K. schrieb:
> Da muss man den Widerstand nur zweimal schief
> anschaun und man hat zwei unterschiedliche Widerstandswerte.

Stimmt, aber um allein dem Breadboard die Schuld zu geben kommt mir das 
Ergebnis zu schlecht vor.

asdfasd schrieb:
> Ein Erklärungversuch der Schaltung für LED-Bastler ;-)

Vielen Dank!
Dann versuche ich es bei 24V mit 5 LEDs, also 6V für UCE und UR1.

Eine Frage hätte ich dennoch, angenommen der jetzige Aufbau würde 
funktionieren, dürfte UCE nicht extrem schwanken, also durch die 
Schaltung bedgint nicht genau UCE(sat) sein? Denn je mehr Strom durch R1 
fließt, um so größer wird die Spannung und nähert sich den 0.7 V des 
Basiswiderstandes an.
> Für die Basis-Emitter-Diode sieht das aus, als ob der
> Widerstand plötzlich größer geworden ist.
Dann fließt doch für einen kurzen Moment ein kleiner Ib, wodurch UCE 
doch steigt?

Norbart schrieb:
Immer noch oldpapa´s Kasper hier, nur an anderem Gerät

Axel S. schrieb:
> Der Trade-Off bei Halbleiterbauelementen
> (Dioden, Transistoren) ist typischerweise daß sie entweder gute Daten im
> Sperrbereich oder gute Daten im Durchlaßbereich haben

Das wundert mich im Prinzip nicht. Aber das habe ich noch in keinem 
Datenblatt gefunden. Außer der Spannungsfestigkeit sind dort alle 
Angaben gleich.

Axel S. schrieb:
> Am ehesten findet man den
> Zusammenhang bei typischen Werten für h_FE oder die Sättigungsspannung.

Ich musste lange suchen und habe den Spg-Einfluss auf hfe, Vcesat und 
Vbeon nur bei Typen gefunden, die sich auch direkt in den Bezeichnungen 
unterscheiden. Im Anhang das einzige Beispiel von Fairchild, wo alles 
angegeben ist.