Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Transistor Belastung


von Patrick D. (patrick_d819)


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Hallo zusammen,
ich habe einen Attiny45 der mit 5 Volt angesteuert wird, und an 4 
Kanälen je einen BC337-40 ansteuert damit ich 12 Volt Glühlämpchen 
ansteuern kann.
Meine Frage ist nun wieviel mA darf dieses Birnchen maximal ziehen ?
Beim BC337-40 steht bei IC 800mA ist das die maximale Leistung die ich 
an den Transistor hängen darf?
Ich wollte mal was neues versuchen und mit dem Attiny über die 
Transistoren LED´Stripes ansteuern und da kam mir natürlich die Frage 
wieviel Leistung kann ich da schalten.
Gruß
Patrick

von THOR (Gast)


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NPN Transistoren sind für Glühlampen eigentlich eher ungeeignet weil das 
Kaltleiter sind die eine sehr hohe Einschaltstromspitze haben. Gern das 
10-fache des Nennstroms.

Da musst du in deiner Ansteuerung gucken, dass der BJT im 
Einschaltmoment richtig hart gesättigt wird. Also R parallel RC in der 
Basisleitung und RC Zeitkonstante auf so 100ms schätzungsweise.

Aber wenn du die Option hast nen Logic Level Mosfet zu verbauen, dann 
mach das.

von Bastler (Gast)


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>Beim BC337-40 steht bei IC 800mA ist das die maximale Leistung die ich
>an den Transistor hängen darf?

IC 800mA ist ein Strom, Leistung wird mit P (in Watt) angegeben.

von Patrick D. (patrick_d819)


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Danke für Deine Antwort, aber ehrlich gesagt hab ich nichts davon 
verstanden.
Ich habe vor Ewigkeiten mit Hilfe dieses Forums die Schaltung mit dem 
Attiny45 realisiert. Leider finde ich den Beitrag nicht mehr und mein 
damaligen Account gibt es wohl auch nicht mehr.

Hier habe ich nochmal den Schaltplan, und anstelle von den Glühbirnchen 
wollte ich wie gesagt LED Stripes schalten.

Nach diesen Logic Level Mosfet werd ich jetzt mal etwas Recharchieren, 
da ich absolut keinen Ahnung habe was das ist.

Gruß

von Patrick D. (patrick_d819)


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Hi, das P=U*I ist weiß ich.
Wenn ich aber an den Transistor ein LED-Stripe mit einer Leistung von 
2,4 Watt hänge, brauche ich bei 12 Volt einen Strom von 0,2 Ampere.
und die Frage ist nun, wieviel Ampere könnte ich mit dem Transistor 
schalten.

von THOR (Gast)


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Patrick D. schrieb:
> die Frage ist nun, wieviel Ampere könnte ich mit dem Transistor
> schalten.

Steht doch im Datenblatt:

absolute maximum ratings
---
---
Ic = 800mA (auch nicht kurzzeitig)
Ptot = 625mW (im Mittel)

über diese beiden Werte darfst du nicht drüberkommen.

LED ist übrigens unkritisch. Keine hohen Einschaltströme. LED-Stripes 
haben ja auch schon Vorwiderstände verbaut wenn ich mich nicht irre.

von Cyblord -. (cyblord)


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THOR schrieb:
> Patrick D. schrieb:
>> die Frage ist nun, wieviel Ampere könnte ich mit dem Transistor
>> schalten.
>
> Steht doch im Datenblatt:
>
> absolute maximum ratings
> ---
> ---
> Ic = 800mA (auch nicht kurzzeitig)
> Ptot = 625mW (im Mittel)
>
> über diese beiden Werte darfst du nicht drüberkommen.

Ja nur sagen diese auch nichts über den zulässigen Strom im Betrieb aus.
absolute maximum Ratings sind Werte bei denen grade noch nichts kaputt 
geht.

von Patrick D. (patrick_d819)


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Hi,
genau das wollte ich eigentlich wissen mit den 800mA. Ich dachte mir das 
schon fast das es die maximale Belastung ist wollte mich aber nochmal 
versichern das es sich nicht um einen anderen Wert handelt. Danke
Aber ich habe mir das mit dem Mosfet mal angeschaut und wollte wissen ob 
ich das richtig verstanden habe :
Wenn ich bei meinem Plan einen Widerstand und einen Transistor gegen zb 
MOSFET Vishay IRF710PBF 1 N-Kanal 36 W TO-220AB tauschen würde, könnte 
ich quasi eine Last von ca 2 Ampere anhängen ?

von Thomas E. (picalic)


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Der IRF710 ist da völlig ungeeignet - wie kommst Du ausgerechnet auf 
den? Willst Du damit 400V schalten? Oder möchtest Du, daß er im Betrieb 
schön warm wird, weshalb Du lieber einen MOSFET mit ein paar Ohm 
Einschaltwiderstand nimmst?

Suche für Deine Anwendung nach einem N-Kanal MOSFET, der als "Logic 
Level" gekennzeichnet ist (also schon bei niedrigen Spannungen <5V am 
Gate richtig gut leitet, VGSth liegt dann meist unter 2V) und der einen 
möglichst niedrigen Einschaltwiderstand (RDSon) hat - da findet man 
leicht Typen mit wenigen Milliohm.
Wundere Dich nicht, wenn solche Typen dann maximale Ströme von einigen 
-zig Ampere vertragen, das stört aber nicht! D.h. suche Deine FETs 
keinesfalls nach dem "passenden" maximalen Drainstrom aus!

: Bearbeitet durch User
von Ralf G. (ralg)


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Patrick D. schrieb:
> wieviel Ampere könnte ich mit dem Transistor schalten

Das kann man ausrechnen/ überschlagen:
1
RθJA Thermal | Resistance, Junction-to-Ambient          | 200°C/W
-> 1W Verlustleistung bewirkt eine Temperaturerhöhung des Chips um 200°
1
TJ           | Junction Temperature                     | 150 °C
-> zulässige Chiptemperatur = 150°C
1
VCEsat       | Collector-Emitter Saturation Voltage (*) | 0.7V
-> Spannungsabfall C-E
   (*)unter den im DB genannten Bedingungen

Ich würde als Dauerzustand max. 300mW Verlust ansetzen (ergibt ca. 100°C 
Chiptemperatur).
Bei einer µC-freundlichen Ansteuerung mit ~10..15mA steigt VCEsat 
(müsste man mal ein entprechendes Datenblatt mit Diagrammen befragen). 
Mit 1V gerechnet, ergeben sich dann ca. 300mA (als Schalter!).


PS: natürlich ist ein LL-FET besser.

: Bearbeitet durch User
von THOR (Gast)


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Patrick D. schrieb:
> Ich dachte mir das
> schon fast das es die maximale Belastung ist

"absolute maximum ratings". Kannst du vielleicht einfach nur kein 
Englisch?

Ralf G. schrieb:
> Ich würde als Dauerzustand max. 300mW Verlust ansetzen (ergibt ca. 100°C
> Chiptemperatur).

Fair, aber der Transistor führt auch Wärme über die Lötstellen ab. 
200°C/W ist ne eher pessimistische Einschätzung.

Ralf G. schrieb:
> Bei einer µC-freundlichen Ansteuerung mit ~10..15mA steigt VCEsat
> (müsste man mal ein entprechendes Datenblatt mit Diagrammen befragen).

Gibts bei Google.

Ralf G. schrieb:
> Mit 1V gerechnet, ergeben sich dann ca. 300mA (als Schalter!).

Das Datenblatt sagt, dass bei 1V und 300mA die Stromverstärkung 
mindestens 60 ist. Das gibt 5mA Basisstrom die der uC problemlos liefern 
kann.

Aber man kann ja 8mA reinschicken und hat dann mehr so 500mV.

Aber der TE hat von Transistorberechnung keine Ahnung und wird das eh 
nie berechnen können.

Also LL FET.

von Stefan F. (Gast)


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Der maximale Strom hängt sehr stark von der Temperatur und der Kühlung 
ab.

Kurzzeitig für ein paar hundert Millisekunden verträgt der Transistor 
maximal 800mA. Noch kurzzeitiger sicher erheblich mehr.

Langfristig ist es eher eine Frage der Temperatur und da kommst du dann 
praktisch eher auf Werte im Bereich von 300 bis 500mA.

Bei der Voraus-Berechnung kommt erschwerend hinzu, dass die Spannung 
zwischen Kollektor und Emitter je nach Glück mal mehr und mal weniger 
ist. Daher stellt sich die Frage: Wie wichtig ist die langfristige 
Zuverlässigkeit und wie viele Stück wirst du davon bauen?

Wenn es Totsicher sein soll, dann belaste sie nicht über 300mA. Für 
Hobby-Zwecke kannst du sehr warscheinlich bis 500mA gehen. Das ist mein 
Erfahrungswert.

> NPN Transistoren sind für Glühlampen eigentlich eher ungeeignet weil
> das Kaltleiter sind die eine sehr hohe Einschaltstromspitze haben.

Mag sein, geht aber trotzdem. Ich habe damit schon oft und langfristig 
2,4W Fahrrad-Birnen angesteuert. Auch Motoren sind kein Problem. Der 
Nibobee Roboter steuert damit z.B. Motoren an, die beim Anlaufen mehr 
als 1A ziehen.

Es kommt darauf an, dass der Transistor zwischen den Einschalt-Momenten 
genug Zeit zum Abkühlen bekommt. Das lässt sich nur schwer voraus 
berechnen, da es von zu vielen Faktoren abhängt.

von Stefan F. (Gast)


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Ich benutze gerne den MOFET IRLU024N zum Schalten kleiner Lasten. Der 
ist für deinen Fall sicher auch gut geeignet - allerdings leider 
deutlich teurer.

Du könntest notfalls sogar kleine Kupferfahnen anlöten, wenn sie mehr 
Kühlung brauchen.

von Patrick D. (patrick_d819)


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Also wenn ich jetzt alles richtig verstande habe sollte der
MOSFET Infineon Technologies IRL2703PBF 1 N-Kanal 45 W TO-220

eigentlich für meinen Zweck geeignet sein.

U=30 Volt -> ich will ja nur 12 Volt schalten also ok
U(GS)(th) max = 1 Volt -> der Attiny liefert etwa 5 Volt also ok
U(GS)(th) Referenz-Strom max.= 250 µA -> Attiny kann 20mA also ok
I(d) =24 A -> so nen grossen 12V Trafo hab ich gar nicht will max 1 A 
schalten also ok
RDS(on) bei 4,5 Volt 0,06 ohm -> keine Ahnung was mir das sagen soll

von Stefan F. (Gast)


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> Ich benutze gerne den MOSFET...
> Wenn ich jetzt alles richtig verstande habe sollte der MOSFET...

Haha, zwei Dumme ein Gedanke.

Ich denke, der IRL2703PBF ist auch ok, kostet aber viel mehr als der 
IRLU024N.

> RDS(on) bei 4,5 Volt 0,06 ohm -> keine Ahnung was mir das sagen soll

Das heisst, wenn der Transistor mit 4,5V angesteuert wird, hat er einen 
Innenwiderstand von 0,06 Ohm. Zusammen mit dem Strom kannst du die 
Verlustspannung und Verlustleistung ausrechnen.

> U(GS)(th) max = 1 Volt -> der Attiny liefert etwa 5 Volt also ok

Jein. Du musst auch beachten, wie hoch der Ausgangsstrom abhängig von 
der Steuerspannung ist. Leider geben die Datenblätter dazu nur 
"typische" Werte in Form eines Diagramms an.

In 
http://www.infineon.com/dgdl/irl2703pbf.pdf?fileId=5546d462533600a40153565b7e2e2505 
ist es Figure 3. Da siehst du, dass der Transistor bei 5V etwas mehtr 
als 20A schalten kann. Also alles Ok.

Aber stelle Dir mal vor, du würdest den µC an einer Lithium Batterie 
betriueben und die ist mit 3V bald leer. Dann kann der Laststrom nur 
noch 2A betragen - typischerweise wohlgemerkt. Wenn du Pech hast kann es 
auch nur 1A sein. Außerdem ist der RDS(on) Wert bei 3V deutlich höher.

Achte immer auf diese Diagramme und plane ein bisschen Reserve ein.

von Patrick D. (patrick_d819)


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Stefan U. schrieb:
> Haha, zwei Dumme ein Gedanke.

Das sagt mir das ich es zumindest grob Verstanden habe :-)
Auf die Typen bin ich immer gekommen weil ich beim blauen C geschaut 
habe was es so gibt. Und da ich später in der Filiale vorbeifahren will 
damit ich am WE mal bissl rumprobieren kann musste ich schauen was 
verfügbar ist.
Aber ich habe jetzt gesehen das der
MOSFET Infineon Technologies IRLZ24NPBF 1 HEXFET 45 W TO-220

Verfügbar ist und der sollte von den Werten auch passen und kostet nur 
die Hälfte. Ich werde mal testen am Wochenende und schauen ob das alles 
geht.
Für alle die es Interressiert, ich will damit später auf der 
Modelleisenbahn an einem kleinem Stand eine Blinklichtsteuerung umsetzen 
wie es bei der Kirmes gemacht wird und dafür brauche ich 4 Kanäle und 
pro Kanal werde ich 20 bis 25 LED´s hängen haben.(je 5 Parallel und und 
5 in Reihe)
Vielen Dank für eure Hilfe

von Ralf G. (ralg)


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Und 'ne Nummer kleiner geht nicht?
IRLML2502

von Thomas E. (picalic)


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Patrick D. schrieb:
> U(GS)(th) Referenz-Strom max.= 250 µA -> Attiny kann 20mA also ok

Hier hast Du wohl was falsch verstanden: der Referenzstrom ist der 
Strom, den der FET bei angelegter Spannung UGSth für die Last 
durchlässt, nicht der Strom, der ins Gate fließt. Der Gate-Strom ist 
(wenn nicht gerade umgeschaltet wird) praktisch 0.

von Patrick D. (patrick_d819)


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Ralf G. schrieb:
> Und 'ne Nummer kleiner geht nicht?
> IRLML2502

Doch würde auch gehen, aber wie gesagt ist der von mir aufgeschriebene 
Mosfet der einzigste der in unserer Conrad Filiale gerade verfügbar ist, 
und ich da später noch hinfahre (am Wochenende wird das Wetter schlecht, 
da brauch ich was zum basteln )

Thomas E. schrieb:
> Hier hast Du wohl was falsch verstanden: der Referenzstrom ist der
> Strom, den der FET bei angelegter Spannung UGSth für die Last
> durchlässt, nicht der Strom, der ins Gate fließt. Der Gate-Strom ist
> (wenn nicht gerade umgeschaltet wird) praktisch 0.

Danke für die Info
Nur das ich nichts falsch mache, vom Attiny zum Mosfet brauche ich aber 
keinen Widerstand oder sollte da noch was rein ?

von Thomas E. (picalic)


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Patrick D. schrieb:
> Nur das ich nichts falsch mache, vom Attiny zum Mosfet brauche ich aber
> keinen Widerstand oder sollte da noch was rein ?

Wenn's nur statisch ein- oder ausgeschaltet wird, braucht es den 
Widerstand eigentlich nicht, schaden kann da aber ein 47 oder 100 Ohm 
Serienwiderstand auch nicht, und bei PWM-Ansteuerung sollte er 'rein, um 
hohe Strom-Spitzen beim Umschalten zu verhindern und die Schaltflanken 
nicht unnötig steil zu machen (wegen EMV).

von Stefan F. (Gast)


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Ein Pull-Down Widerstand (z.B. 10k Ohm) am Gate wäre allerdings 
sinnvoll, damit der Transistor während des Reset nicht halb leitet und 
(zu) heiß wird.

von Alexander L. (photoniker)


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Mein Wald-und-Wiesen-Mosfet ist der IRLZ34a (Logic Level). Kostet bei 
Reichelt 45 Cent.
Für einfache Sachen tuts der. Bei dem Preis gibts für mich keinen 
Optimierungsbedarf.

von Manfred (Gast)


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THOR schrieb:
> NPN Transistoren sind für Glühlampen eigentlich eher ungeeignet weil das
> Kaltleiter sind die eine sehr hohe Einschaltstromspitze haben. Gern das
> 10-fache des Nennstroms.
Mal gut, dass die Transistoren meist nichts davon wissen und es einfach 
funktioniert!

Patrick schrieb "12 Volt _Glühlämpchen_", in der üblichen Klasse um 
20..50mA gibt es da kein Problem.

Alexander L. schrieb:
> Mein Wald-und-Wiesen-Mosfet ist der IRLZ34a (Logic Level). Kostet bei
> Reichelt 45 Cent.
> Für einfache Sachen tuts der. Bei dem Preis gibts für mich keinen
> Optimierungsbedarf.
Ein BC337 kostet bei Reichelt 4 cent, bei dem Preis gibts für mich 
keinen Optimierungsbedarf.

von Alexander L. (photoniker)


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Der Vergleich hinkt, denn der BC337 ist kein Mosfet.

von Manfred (Gast)


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Alexander L. schrieb:
> Der Vergleich hinkt, denn der BC337 ist kein Mosfet.
Der Unterschied zwischen einem bipolaren und einem Mosfet ist mir 
durchaus vertraut, ich verbaue beide.

Im Eingangspost
Patrick D. schrieb:
> je einen BC337-40 ansteuert
wird nach genau diesem gefragt und für ein paar "Glühlämpchen" macht der 
Sinn.

Dass hier ständig Leute herumkaspern, die einen klasssischen NPN nicht 
kennen und einen Mosfet nicht begreifen, macht mich wütend.

von michael_ (Gast)


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Schlimm nur, dass die immer mehr werden.
Aber nicht aufregen! Sonst kriegst du es nur mit dem Herz.

Ich lächle nur über solche tagelange Diskussinen.

von Alexander L. (photoniker)


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Nun reg dich mal wieder ab. Ich bin mit Germanium PNP groß geworden. Ich 
weiß, was bipolare Transistoren sind.

Vlt hilft dir das weiter:

"und anstelle von den Glühbirnchen wollte ich wie gesagt LED Stripes 
schalten."

LED-Stripes = viele LEDs - und nicht nur 2-3.

Wieviele LEDs werden da bei 12V in reihe und wieviele parallel 
geschaltet sein?
Sind da "normale" 30mA LEDs drin oder welche, die mehr Strom verkraften?
Meine ultrahellen laufen mit 160mA.
5 davon paralles und das Ende der Fahnenstange beim 337 ist erreicht

Mein Hinweis auf den 34n bezog sich nur auf dem genauen Typ eines 
Mosfets, da sich der Fragende auch für Mosfets interessiert hatte. Mehr 
nicht.

Ich habe mit keiner Silbe erwähnt, dass der im konkreten Fall besser als 
ein Kleinleistungs-npn sei.

Es ist durchaus legitim, einen einzigen Typ für verschiedenen 
Belastungsszenarien zu favorisieren. Oder bist du so oberpedantisch und 
wechselst bei einem anderen Straßenbelag immer die Reifen, damit du ja 
immer den absolut optimalsten Rollwiderstand hast??l

Bisschen weniger verbissen geht auch. Wenn man nur will bzw. kann.

: Bearbeitet durch User
von Alexander L. (photoniker)


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michael (Gast):

"Schlimm nur, dass die immer mehr werden.
Aber nicht aufregen! Sonst kriegst du es nur mit dem Herz.

Ich lächle nur über solche tagelange Diskussinen. "

Solche Kommentaren tragen dann dazu bei, dass Threads ins Sinnlose 
abdriften.

Danke!

von Wolfgang (Gast)


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Manfred schrieb:
> Ein BC337 kostet bei Reichelt 4 cent, bei dem Preis gibts für mich
> keinen Optimierungsbedarf.

Da fehlt die Vollkostenrechnung für Strombereiche, in denen beim BC337 
bereits Mehraufwand für Kühlung nötig wird, ein FET aber noch problemlos 
kalt bleibt. It depends ...

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