Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Theoretische Frage zu Transistoren: Auch bei Leckstrom sperren


von Sebastian K. (bigred)


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Hallo,

Ich habe zwei theoretische ANFÄNGER-Fragen zu der angehängten 
Schaltung... sorry schon mal vorweg ;-)

Angenommen, die 5V sind "angeschlossen" und der "connector" liegt frei 
(nichts angeschlossen):

1.) Stimmt meine Annahme, dass der Transistor durchschalten würde, weil 
die Schottky-Diode nicht ganz dicht macht (Leckstrom) und dass daher die 
LED leuchten würde?

2.) Was müsste man tun, damit der Transistor NICHT durchschaltet? Würde 
es reichen, wenn man den Basis-Widerstand größer machen würde?

Mein (theoretisches) Ziel wäre, dass der Transistor nur durchschaltet, 
wenn an dem "connector" 5 Volt anliegen.

Danke schon mal für eure Zeit und Geduld! :-)

von Thomas E. (picalic)


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Sebastian K. schrieb:
> 1.) Stimmt meine Annahme, dass der Transistor durchschalten würde, weil
> die Schottky-Diode nicht ganz dicht macht (Leckstrom) und dass daher die
> LED leuchten würde?

Ja.

Sebastian K. schrieb:
> 2.) Was müsste man tun, damit der Transistor NICHT durchschaltet? Würde
> es reichen, wenn man den Basis-Widerstand größer machen würde?

Nein. Schalte einfach noch einen Widerstand (z.B. 10k) zwischen Basis 
und Emitter.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

Zu1: könnte schon sein, daß sie schwach leuchtet

Zu2: z.b. 1 kOhm zwischen Basis und -Pol schalten. Den genauen Wert 
könnte man ausprobieren.

MfG

von Mani W. (e-doc)


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Thomas E. schrieb:
> Nein. Schalte einfach noch einen Widerstand (z.B. 10k) zwischen Basis
> und Emitter.

The same...

von Michael B. (laberkopp)


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Sebastian K. schrieb:
> 1.) Stimmt meine Annahme, dass der Transistor durchschalten würde, weil
> die Schottky-Diode nicht ganz dicht macht (Leckstrom) und dass daher die
> LED leuchten würde?

Kann schon sein, je nach Temperatur.

> 2.) Was müsste man tun, damit der Transistor NICHT durchschaltet? Würde
> es reichen, wenn man den Basis-Widerstand größer machen würde

Einen Widerstand von der Basis nach Masse legen, der den Leckstrom der 
Diode ableitet ohne daß die Basisspannung zu hoch wird (über 0.5V 
steigt, je nach Temperatur).

von Helmut S. (helmuts)


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Der Transistor verstärkt den Leckstrom der Diode.
Abhilfe: 10kOhm bis 100kOhm Widerstand zwischen Basis und Emitter.

von Thomas E. (picalic)


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Christian S. schrieb:
> Den genauen Wert
> könnte man ausprobieren.

Besser, man denkt, statt zu probieren. Bei 5V und einem 1/11 
Spannungsteiler vor der Basis wird die LED vermutlich kaum zum Leuchten 
zu bewegen sein...

von Possetitjel (Gast)


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Sebastian K. schrieb:

> Ich habe zwei theoretische ANFÄNGER-Fragen zu der
> angehängten Schaltung... sorry schon mal vorweg ;-)

Kein Problem. Jeder hat mal angefangen.

> Angenommen, die 5V sind "angeschlossen" und der
> "connector" liegt frei (nichts angeschlossen):
>
> 1.) Stimmt meine Annahme, dass der Transistor durchschalten
> würde,

Hmm... nein. Transistoren "schalten" nur, wenn sie als
Schalter betrieben (=uebersteuert) werden. Werden sie
nicht uebersteuert, hat man Linearbetrieb.

> weil die Schottky-Diode nicht ganz dicht macht
> (Leckstrom)

Stimmt; sie macht "nicht ganz dicht". Die Datenblaetter
sind etwas schweigsam, aber mit ein paar µA muss man wohl
rechnen.

> und dass daher die LED leuchten würde?

"Leuchten" ist relativ; glimmen wird sie wohl auf jeden
Fall.

> 2.) Was müsste man tun, damit der Transistor NICHT
> durchschaltet? Würde es reichen, wenn man den
> Basis-Widerstand größer machen würde?

Nein, das ist schlecht. Besser einen Widerstand von der
Basis zur Masse. 20kOhm muessten ausreichend sein.

> Mein (theoretisches) Ziel wäre, dass der Transistor nur
> durchschaltet, wenn an dem "connector" 5 Volt anliegen.

Das sollte so funktionieren.

von Lachender Eskimo (Gast)


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Thomas E. schrieb:
> Besser, man denkt, statt zu probieren. Bei 5V und einem 1/11
> Spannungsteiler vor der Basis wird die LED vermutlich kaum zum Leuchten
> zu bewegen sein...

Bei einem roehrenvorheizer klappt sowas.
Der heizt den Transistor vorher auf 150°C.
;-)

von Mani W. (e-doc)


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Thomas E. schrieb:
> Besser, man denkt, statt zu probieren. Bei 5V und einem 1/11
> Spannungsteiler vor der Basis wird die LED vermutlich kaum zum Leuchten
> zu bewegen sein...

Und oft ist es so, dass man denken kann und theoretisch, rechnerisch
alles behirnt hat, die Praxis einen doch dann etwas Anderes lehrt...


z.B.: -2mV/K

oder: moderne, neueste Leds leuchten auch bei 0,xx mA...

Endeffekt: Basisvorwiderstand so belassen, 10 K von Basis gegen Masse
bzw. Emitter...


Nachtrag:

Bezüglich möglicher Brummeinstreuungen würde ich noch 0,1 µ oder mehr
an Basis gegen Emitter schalten...

: Bearbeitet durch User
von Toxic (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Die Datenblaetter
> sind etwas schweigsam, aber mit ein paar µA muss man wohl
> rechnen.

Habe zufaelligerweise eine 1N5819 hier:
Mittels einfachen Ohmmeters(1.5V Messspannung) gemessen ca. 600kOHm in 
Sperrrichtung.
Gemessener Strom in Sperrichtung (4V direkt angelegt) ca.1uA

von Mani W. (e-doc)


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Sebastian K. schrieb:
> Angenommen, die 5V sind "angeschlossen" und der "connector" liegt frei
> (nichts angeschlossen):

Dann wirkt Connector J1 mit der Leiterbahn und dem angeschlossenen Kabel
als Antenne, was sich vom Netzbrumm aufwärts bis zu Schaltnetzteilen
aller Art und in allen möglichen Geräten nachweisen lässt...


Darum der Widerstand samt parallelem Kondensator...

von Mani W. (e-doc)


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Toxic schrieb:
> Habe zufaelligerweise eine 1N5819 hier:
> Mittels einfachen Ohmmeters(1.5V Messspannung) gemessen ca. 600kOHm in
> Sperrrichtung.

Wenn man das dann mit einem BC 548 C paart, dann wäre ein Leuchten je
nach Led sehr möglich...

von Sebastian (Gast)


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Hey super!!!!

Vielen Dank!!!! War ganz überrascht, was da so über Nacht zurück kommt!!

Also der Widerstand von Basis nach Masse scheint die Lösung zu sein 
(jetzt wo ich es lese eigentlich einleuchtend).

Mir ist nach dem schreiben der Frage eingefallen, dass man auch einen 
Optokoppler nehmen könnte, aber ein Transistor und ein Widerstand mehr 
wären günstiger (WÄREN, weil wir immer noch bei der Theorie sind ;-)

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich stoer' die Harmonie ja ungerne, aber ich wuerd' den Zusatzwiderstand 
nicht zwischen Basis und Masse legen, sondern zwischen Anode der 
Schottky und Masse. Die Dimensionierung kann sich dann danach richten, 
mit wieviel Sperrstrom tatsaechlich zu rechnen ist (Obacht, wenn die 
Diode vom Strom der bis grad' noch durch sie durchgeflossen ist, oder 
von "heissen Bauteilen aus ihrer Nachbarschaft" aufgeheizt wurde. Da ist 
der Sperrstrom "etwas" hoeher).

Gruss
WK

von Clemens L. (c_l)


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Sebastian schrieb:
> Mir ist nach dem schreiben der Frage eingefallen, dass man auch einen
> Optokoppler nehmen könnte

Ich weiß zwar nicht, wo genau du den Optokoppler einbauen willst, aber 
auch OKs haben Leckströme (allerdings nicht so schlimm wie Schottkys bei 
hohen Temperaturen).

von Sebastian K. (bigred)


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Mit Optokoppler meinte ich:
Anstatt des Transistors einen Optokoppler nehmen... ich denke mal nicht, 
dass der Leckstrom der Diode ausreicht, um die LED des Optokopplers zu 
"betreiben", wenn der Vorwiderstand hoch genug ist - und damit sperrt er 
ja (nach meinem Laien-Wissen).

von Homo Habilis (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Mit Optokoppler meinte ich:
> Anstatt des Transistors einen Optokoppler nehmen...

Ich muß Clemens´ Frage wiederholen: Du willst die LED eines Optokopplers 
(z.B. eines "Sender"=LED;"Empfänger"=Phototransistor) an die Stelle des 
Transistors setzen?

(Warum nicht statt-dessen-dessen-... Phototransistor dort hin setzen, 
dann mit den 5V Schaltspannung über einen passenden Vorwiderstand auf 
dessen LED gehen, folglich dessen galvanische Trennung auch ausnutzen, 
und sich die Diode mitsamt potentieller Schwierigkeiten sparen?)

Oder wie genau meinst Du das? [Grübel, grübel... 
verschrieben/-tan/-wechselt? Oder fehlt mir wieder mal (äh - nicht ZU 
selten, das) der Durchblick? Bitte um Aufklärung.]

Dergute W. schrieb:
> Zusatzwiderstand nicht zwischen Basis und Masse,
> sondern zwischen Anode der Schottky und Masse.

Aha... den Sperrstrom schlicht "nach GND abzuleiten". Finde ich gut.

von Homo Habilis (Gast)


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Homo Habilis schrieb:
> Clemens´ Frage ---> wiederholen <---

Eher "umformulieren" o. "ergänzen" bzw. "konkretisieren".

von Clemens L. (c_l)


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Sebastian K. schrieb:
> Anstatt des Transistors einen Optokoppler nehmen... ich denke mal nicht,
> dass der Leckstrom der Diode ausreicht, um die LED des Optokopplers zu
> "betreiben", wenn der Vorwiderstand hoch genug ist

Die meisten Optokoppler haben eine viel kleinere Verstärkung als ein 
normaler Transistor. Aber ein OK mit hohem CTR (z.B. 6N139) schaltet 
auch schon bei kleinen Strömen.

Es gibt auch Digital-Optokoppler mit Schmitt-Trigger, die unter einer 
bestimmten Schwelle garantiert nicht schalten (z.B. H11L1).

Letztendlich wäre der Effekt aber auch nicht anders als mit einem 
Basis-Emitter-Widerstand, und mit dem kannst du auch relativ einfach 
festlegen, wieviel Leckstrom abgeleitet wird:

von Lachender Eskimo (Gast)


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> ich wuerd' den Zusatzwiderstand
> nicht zwischen Basis und Masse legen, sondern zwischen Anode der
> Schottky und Masse. Die Dimensionierung kann sich dann danach richten,
> mit wieviel Sperrstrom tatsaechlich zu rechnen ist

20kOhm müssten reichen.
Wenn man 2x 10kOhm in Reihe nimmt, kann man am Verbindungspunkt die 
Basis des Transistors anschliessen.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Lachender Eskimo schrieb:
> Wenn man 2x 10kOhm in Reihe nimmt, kann man am Verbindungspunkt die
> Basis des Transistors anschliessen.

Kann man natuerlich machen. Aber der Basisstrom in Abhaengigkeit vom 
Diodensperrstrom wird bei beiden Varianten stark unterschiedlich sein.

Gruss
WK

von Lachender Eskimo (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Kann man natuerlich machen. Aber der Basisstrom in Abhaengigkeit vom
> Diodensperrstrom wird bei beiden Varianten stark unterschiedlich sein.

Mal angenommen, die Schottky hat 10µA Sperrstrom.
Dann fallen an 20kOhm 200mV ab.
An der Basis also 100mV.
Wenn da kein Röhrenvorheizer zugange war, fliesst da noch kein 
Basisstrom.


Thomas E. schrieb:
> Schalte einfach noch einen Widerstand (z.B. 10k) zwischen Basis
> und Emitter.

Bereits diese erste funktionierende Antwort von Thomas hat ja die 
Doppelfunktion Spannungsteilung für den Transistor UND 
Sperrstromableitung.


Gruss vom Eskimo

von Sebastian K. (bigred)


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Ok... und eine Frage zu beantworten.

Ich dachte, dass die LED des Optokopplers einen "Mindeststrom" braucht, 
um überhaupt anzugehen, d.h. um überhaupt den Phototransistor zu 
"beleuchten" - da habe ich ggf. falsch gedacht. War ja nur eine Idee.

Also die (scheinbar falsche) Idee war, über einen Vorwiderstand die 
Optokopper-LED anzusteuern, da wo vorher die Basis des Transistors war 
und der Phototransistor würde dann anstelle des "normalen" Transistors 
kommen (ich würde den BC also weglassen - in meiner Theorie). Wenn die 
OK-LED allerdings schon bei einem geringen Leckstrom leuchten könnte, 
ist das natürlich nicht die richtige Lösung.

von Lachender Eskimo (Gast)


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> Wenn die
> OK-LED allerdings schon bei einem geringen Leckstrom leuchten könnte,

Tut sie nicht.
Aber warum mit der LED eines Optokopplers eine LED zum leuchten bringen
statt die LED ohne diesen Umweg direkt anzuschliessen?

von Sebastian K. (bigred)


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s.o. (theoretische Frage)

von Mani W. (e-doc)


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Homo Habilis schrieb:
> Aha... den Sperrstrom schlicht "nach GND abzuleiten". Finde ich gut.

Tut es ja auch mit dem zusätzlichen Wderstand zw. B u. E

von Lachender Eskimo (Gast)


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Homo Habilis schrieb:
> Aha... den Sperrstrom schlicht "nach GND abzuleiten". Finde ich gut.

Das macht man übrigens auch so mit Sperrströmen, die in der Natur 
vorkommen:
Blitzableiter.
;-)

von Stephan (Gast)


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Dergute W. schrieb:
> Ich stoer' die Harmonie ja ungerne, aber ich wuerd' den Zusatzwiderstand
> nicht zwischen Basis und Masse legen, sondern zwischen Anode der
> Schottky und Masse.

Würd ich nicht.
Bei angenommenen max. 1mA Sperrstrom und Ube von max. 0.6V muss der 
Widerstand <= 600 Ohm sein. Über der Diode liegen im Sperrfall 4.4 V.
Bei angeschlossenen 5V gut 8mA die verschwendet werden.

Ein Spannungsteiler 5/1 hätte 2400/600 Ohm.
Bei angeschlossenen 5V nur noch 2mA die verschwendet werden.
Zudem wäre die Sperrspannung bei 1mA nur 2V wodurch der Sperrstrom 
wieder sinkt und größere Widerstandswerte möglich wären...

Ich frag mich allerdings was die Schaltung bezwecken soll.
Sieht mir irgendwie nach Ladekontrolleuchte aus.
Da sollte dann auf jeden Fall die LED auch von "Connector" aus versorgt 
werden.
Ob wirklich "geladen / extern versorgt" wird hat mit der Anzeige der LED 
nichts zu tun. Je nach Schaltung bringt alles über 0.7..3.5V die LED zum 
leuchten.

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