Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BC337-25 Base 3.3V, Emitter 12V


von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

hätte da mal eine Allgemeine Frage:

Ich habe ein BC337-25 Transistor zuhause. Mit 5V Steuersignal eine 5V 
Leitung zu steuern funktioniert super.

Aber sollte es auch möglich sein, mit 3.3V Base eine 12V Emitter 
Spannung steuern zu können, oder muss Base / Emitter Spannung ziemlich 
gleich sein?

Danke & schönes Wochenende.

: Verschoben durch Moderator
von the day before sunday (Gast)


Lesenswert?


von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Aber sollte es auch möglich sein, mit 3.3V Base eine 12V Emitter
> Spannung steuern zu können, oder muss Base / Emitter Spannung ziemlich
> gleich sein?

Nein, das würde nicht gehen. Um einen Bipolar-Transistor wie einen BC337 
steuern zu können muss die Basis-Emitter-Spannung im Bereich von 0 bis 
ca. 0.7 V einstellbar sein. Legst du an die Basis eines NPN-Transistors 
maximal 3.3 V und hast am Emitter 12V anliegen dann ist die 
Basis-Emitter-Spannung immer noch -8.7 V. Je nach Spannungsfestigkeit 
der Basis-Emitter-Strecke bleibt den Transistor gesperrt oder aber, im 
Worst-Case, wird der Transistor irreversibel beschädigt. Beim BC337 ist 
die, ich glaub typische, Spannungsfestigkeit der Basis-Emitter-Strecke 
mit -5.0 V angegeben (Beachte: Im Datenblatt wird sie meist 
Emitter-Basis-Spannung genannt und ist dementsprechend positiv 
angegeben!). -8.7 V könnten hier schon zur Zerstörung des Transistors 
beitragen.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Bist Du Dir sicher daß Du den Emitter meinst und den nicht mit dem 
Kollektor verwechselst?

Am Kollektor wären 12V ggü. dem Emitter nämlich kein Problem.

von Dumpfbacke (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> schönes Wochenende

An schönen Wochenende kann mann wunderschöne Schaltpläne
in Prosa verfassen und alles ist glasklar.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Dumpfbacke schrieb:
> An schönen Wochenende kann mann wunderschöne Schaltpläne
> in Prosa verfassen und alles ist glasklar.

Schön gesagt. Aber M. Köhler hat ja zurückgeschlagen und jetzt darf 
Thomas den Prosaschaltplan von ihm dekodieren ...

von Jörg R. (solar77)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> Bist Du Dir sicher daß Du den Emitter meinst und den nicht mit dem
> Kollektor verwechselst?

Das vermute ich auch.


@TO

Ist der Aufbau wie auf dem Bild links?
3,3 Volt an der Basis wie im rechten Bild wäre falsch.

Ansonsten, poste bitte selbst einen Schaltplan.

von Thomas (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

meinte natürlich Kollektor.

anbei ein Schaltplan, R2 stellt einn Verbraucher dar.
Sollte das so funktionieren?

lG

von uwe (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht noch einen Widerstand von der
Basis zu GND, damit er auch wirklich sperrt.

von THOR (Gast)


Lesenswert?

uwe schrieb:
> Vielleicht noch einen Widerstand von der
> Basis zu GND, damit er auch wirklich sperrt.

Weil der uC bei low-Pegel noch Strom liefert?

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Hallo,
>
> meinte natürlich Kollektor.
>
> anbei ein Schaltplan, R2 stellt einn Verbraucher dar.
> Sollte das so funktionieren?
>
> lG

Ja, sofern Verbraucher ohmsch. Dimensionierung steht auch im verlinkten 
Artikel.

Bei anderen Verbrauchern (LED ohne Vorwiderstand, Glühlampe, 
Elektromotor, Kondensator) muss noch was drumherum.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Ja, da würde ein 10k Widerstand kommen, habe ich jetzt nur nicht auf dem 
Plan gezeichnet

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Ja, da würde ein 10k Widerstand kommen, habe ich jetzt nur nicht
> auf dem
> Plan gezeichnet

Deine Last hat also um die 30mA? Und ist hauptsächlich ohmsch?

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Sollte das so funktionieren?

Ja, wenn der Vorwiderstand richtig dimensioniert ist.
PS: sieht aus wie auf meinem Bild, das mit der grünen Markierung?

Thomas schrieb:
> Ja, da würde ein 10k Widerstand kommen, habe ich jetzt nur nicht
> auf dem Plan gezeichnet

10K für R1 oder R2?

So eine kleine Schaltung und so kleine Informationen....?


uwe schrieb:
> Vielleicht noch einen Widerstand von der
> Basis zu GND, damit er auch wirklich sperrt.

Das macht man in der Regel bei Mosfets, damit das Gate beim Einschalten 
der Versorgungsannung des uC nicht in der Luft hängt.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Sollte das so funktionieren?
Ja, seit Jahrzehnten übliche Standardschaltung.

uwe schrieb:
> Vielleicht noch einen Widerstand von der
> Basis zu GND, damit er auch wirklich sperrt.
Würde ich machen, wenn der Transistor vom µC getrennt werden kann, weil 
er z.B. auf einer abgesetzten Platine liegt. Fest verbunden ist er 
entbehrlich.

von Thomas (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

danke für alle Infos.

Habe nun einen fertigen Schaltplan gezeichnet, damit alle Infos komplett 
sind.

Geschaltet werden soll ein Relais sowie eine LED, welche zur 
Statusanzeige dient.

Die LED und Relais benötigen insgesamt 0,072A bei 12V.

Berechnung des Basiswiderstands des Transistors (hoffentlich korrekt 
gerechnet :)...):

Ib = 0,072A / 160 (kleiner hFE) = 0,00045A
Rb = (12V - 0,7V) / 0,00045A / 4
Rb = 6277Ohm

Da ich den Transistor aber nur 3,3V und nicht mit 12V ansteuere, habe 
ich einen entsprechend höheren Widerstand:
6277Ohm * 12V / 3,3V = 22800

Ist die Berechnung so korrekt??

von Thomas (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Sorry, anbei eine korrigierte Grafik.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Freilaufdiode fehlt!

siehe Relais mit Logik ansteuern

von Planlos (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Rb = (12V - 0,7V) / 0,00045A / 4

Mööp.

Der High-Level des µC ist nur 3.3V, also rechne den Basisvorwiderstand 
auch für 3.3V aus.

Und dann mach ihn nochmal ein gutes Stück kleiner. Willst ja nix analog 
ansteuern, sondern Schalten. Also: Sättigung.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Sorry, anbei eine korrigierte Grafik.

Was macht R2, außer den Ausgang des uC zu belasten?
Wenn schon ein Pulldown, dann von der Basis des Transistors gegen GND.
10K ist zu klein, und meiner Ansicht nach ist er auch überflüssig.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> 160 (kleiner hFE

Das gilt beim BC337 für 1V Restspannung auf der Kollektor-Emitter 
Strecke!

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Das gilt beim BC337 für 1V Restspannung auf der Kollektor-Emitter
> Strecke!
Vce sind doch laut Datenblatt 0,7V?

Gerd E. schrieb:
> Freilaufdiode fehlt!
Hattr ich auf die schnelle vergessen, aber klar...

Planlos schrieb:
> Der High-Level des µC ist nur 3.3V, also rechne den Basisvorwiderstand
> auch für 3.3V aus.
Laut https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand soll aber 
Ue eingesetzt werden?
Kann mir jemand sagen, wie der richtige Rechenweg in meinem Fall lautet? 
Wäre echt super!

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Das gilt beim BC337 für 1V Restspannung auf der Kollektor-Emitter
> Strecke

Thomas schrieb:
> Rb = (12V - 0,7V) / 0,00045A / 4

Was glaubst du, wozu der Teiler 4 gut ist?
Er muss nur statt 12V den Wert 3,3V einsetzen. Gibt dann 1k4.
Und selbst wenn er nicht da wäre: Das Relais zieht auch bei 1V sicher an 
und den Transistor, der sein min. hfe hat, den lass dir vergolden: ein 
echtes Grenzexemplar!

@Thomas: nimm 1k5 und die Freilaufdiode, das reicht vollkommen.

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Laut https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand soll aber
> Ue eingesetzt werden?
> Kann mir jemand sagen, wie der richtige Rechenweg in meinem Fall lautet?
> Wäre echt super!

U_E (warum der im Artikel auch immer so genannt wurde) ist doch bei dir 
3,3V, steht so direkt in deinem letzten Bild!
Deine Berechnung ist doch sonst richtig! Lass dich nicht durcheinander 
bringen.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

HildeK schrieb:
> @Thomas: nimm 1k5 und die Freilaufdiode, das reicht vollkommen.

Kenn mich aus.

Danke für eure tolle Hilfe!

von the day before sunday (Gast)


Lesenswert?

Welcher uC? Der Pulldown an der Basis kann evtl. im uC gesetzt werden.

von the day before sunday (Gast)


Lesenswert?

Oder apush Pull.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Es handelt sich um einen Arduino mega...
Ja, man kann es über die Software auch lösen, aber bis der Pulldown beim 
hochfahren gesetzt wurde, aber ich am Pin einen undefinierten Zustand.. 
Daher möchte ich einen fixen Pulldown einlöten

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Wenn schon ein Pulldown, dann von der Basis des Transistors gegen GND.

Wieso muss der Pulldown vor dem Transistor sitzen, und nicht wie in 
meiner Grafik, nach dem Microcontroller? Macht das einen Unterschied?

von M. K. (sylaina)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Ja, man kann es über die Software auch lösen, aber bis der Pulldown beim
> hochfahren gesetzt wurde, aber ich am Pin einen undefinierten Zustand..

Ja, aber bis der Pin einen definierten Zustand hat ist das Relais noch 
lange nicht "wach". Das geht Ruck-Zuck und, ich denke, in deinem Fall 
ist das kein Problem. Externer Pull-Down wäre daher auch meiner Meinung 
nach überflüssig.

Thomas schrieb:
> Wieso muss der Pulldown vor dem Transistor sitzen, und nicht wie in
> meiner Grafik, nach dem Microcontroller? Macht das einen Unterschied?

Stichwort: Spannungsteiler und Stromteiler ;)

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Wieso muss der Pulldown vor dem Transistor sitzen, und nicht wie in
> meiner Grafik, nach dem Microcontroller? Macht das einen Unterschied?

Es geht beides. Sitzt er direkt an der Basis, so hast du einen Teiler, 
der die Schwelle für das Umschalten des Transistors etwas höher setzt 
aus Sicht des μC. Wenn z.B an dem Port noch eine LED nach VCC wäre, dann 
erhöht sich der LOW-Pegel am μC-Ausgang bereits und du hast nur noch 
wenig bis keine Luft, damit der Transistor gesperrt bleibt. Oft liegt 
bei CMOS-Ausgängen der maximale LOW-Pegel bereits bei 0.8V, in der 
Praxis ist das aber nur so hoch, wenn der Ausgang auch kräftig Strom 
aufnehmen muss.

the day before sunday schrieb:
> Welcher uC? Der Pulldown an der Basis kann evtl. im uC gesetzt
> werden.

Es wird wohl wenige geben, die einen Pulldown eingebaut haben - mir wäre 
gerade keiner bekannt (was aber nichts heißen muss). Vielleicht nennst 
du mal einen Typ?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

M. K. schrieb:
> Stichwort: Spannungsteiler und Stromteiler ;)

Habe zwar gerade etwas gegoogelt, stehe aber irgendwie auf der Leitung. 
Kann mir eben mal jemand erklären, wo genau der Unterschied liegt?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

HildeK schrieb:
> Es geht beides. Sitzt er direkt an der Basis, so hast du einen Teiler,
> der die Schwelle für das Umschalten des Transistors etwas höher setzt
> aus Sicht des μC. Wenn z.B an dem Port noch eine LED nach VCC wäre, dann
> erhöht sich der LOW-Pegel am μC-Ausgang bereits und du hast nur noch
> wenig bis keine Luft, damit der Transistor gesperrt bleibt. Oft liegt
> bei CMOS-Ausgängen der maximale LOW-Pegel bereits bei 0.8V, in der
> Praxis ist das aber nur so hoch, wenn der Ausgang auch kräftig Strom
> aufnehmen muss.

Ok, danke!

HildeK schrieb:
> Es wird wohl wenige geben, die einen Pulldown eingebaut haben - mir wäre
> gerade keiner bekannt (was aber nichts heißen muss). Vielleicht nennst
> du mal einen Typ?
Sagte ich bereits, ein Arduino Mega 2560, betrieben mit 3.3V

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Sagte ich bereits, ein Arduino Mega 2560, betrieben mit 3.3V

Kurzer Check des Datenblattes vom ATMEGA 2560: Der Prozessor selber hat 
keine schaltbaren Pull-Downs - nur Pull-Ups. Nur an den PAs einen 
Buskeeper. Daher meine Frage nach einem Prozessor, der per Software 
schaltbare Pull-Downs hat.

Ob das Arduino-Board hier was besonderes in Form von SW-schaltbaren 
Pull-Downs drauf hat, kann ich mangels Schaltplan nicht nachvollziehen.

Hinzufügen zu meinem letzten Post will ich noch:
Der Spannungsteile vor einer Basis am Transistor verringert auch den 
Quellwiderstand für die Basis. Wenn du statt 1k Vorwiderstand einen 
1k-1k-Teiler hast, dann ist der resultierende Quellwiderstand nur 500Ω 
statt 1k. Und der Transistor wird erst ab etwas 1.3V überhaupt zu Leiten 
anfangen.
Das kommt z.B. der Schaltgeschwindigkeit zu Gute - was für eine 
Relaisansteuerung eher keine Rolle spielt.

Thomas schrieb:
> Habe zwar gerade etwas gegoogelt, stehe aber irgendwie auf der Leitung.
> Kann mir eben mal jemand erklären, wo genau der Unterschied liegt?

Was fehlt dir noch?

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

Der Pull-Down Widerstand ist ohnehin überflüssig. Im leerlauf würde der 
Transistor eventuell ein kleines bisschen Kollektor-Strom fließen 
lassen, aber gewiss nicht so viel, daß das Relais anzieht.

Die Freilaufdiode ist allerdings nötig! Die LED ist keine Freilaufiode.

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Die Freilaufdiode ist allerdings nötig! Die LED ist keine Freilaufiode.

So nen gewissen Zener-Effekt haben die auch, für ganz wagemutige ;)

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Stefan U. schrieb:
> Die Freilaufdiode ist allerdings nötig! Die LED ist keine Freilaufiode.
Freilaufdiode ist mir klar, fehlt nur blöderweise auf meinem Schaltplan. 
Als Freilaufdiode wird IN4148 verbaut.

Kenn mich soweit mal aus, danke

von the day before sunday (Gast)


Lesenswert?

@HildeK
STM32, MSP, ...

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Wenn schon ein Pulldown, dann von der Basis des Transistors gegen GND.
>
> Wieso muss der Pulldown vor dem Transistor sitzen, und nicht wie in
> meiner Grafik, nach dem Microcontroller? Macht das einen Unterschied?

In Deinem Fall macht das keinen Unterschied. Für den Transistor "sieht" 
es so aus als wären R2 und R3 EIN Widerstand, der die Basis auf GND 
legt.
Normalerweise, siehe Dir mal andere Schaltungen an, kommt der Pulldown 
an die Basis bzw. das Gate. Nur, wie ich und ander schon geschrieben 
haben, halte ich den Pulldown-Widerstand bei einem bipolaren Transistor 
für überflüssig. Bei einem Mosfet sollte er sein, aber mit deutlich 
höherem Wert.

R3 kannst Du, wie schon geschrieben, kleiner machen. 1K bis < 5K würde 
ich versuchen. Uce sollte max. um die 1 Volt betragen, wenn das Relais 
angezogen ist.

Die Led betreibst Du irgendwo im Bereich um die 15 mA, viel zu viel für 
moderne Leds. Die dient doch nur zur Kontrolle.


HildeK schrieb:
> Das Relais zieht auch bei 1V sicher an...

Du meinst vermutlich Uce, denn das Relais selbst wird nicht bei 1 Volt 
anziehen?


HildeK schrieb:
> Der Spannungsteile vor einer Basis am Transistor verringert auch den
> Quellwiderstand für die Basis.

Aus der Sicht des uC gibt es keinen Spannungsteiler aus R2 und R3, wenn 
ich die aktulle Schaltung des TO betrachte.

R3 bildet für den uC einfach nur eine zusätzliche Last. Der uC 
"versorgt" R3 und liefert über R2 den Basisstrom für den Transistor.

von Thomas (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

anbei die hoffentlich letzte Version :) ...

Habe bei der LED nun einen 5k6 Widerstand, sie strahlt zwar nun nicht 
mehr hell, aber noch sehr gut erkennbar.

led   -> 0,002A
relais  -> 0,055A
---------------------
     0,057A

Entsprechend habe ich beim Transistor nun einen 1k8 Widerstand 
eingesetzt.

Passt nun so oder?

Danke nochmal!

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> ...Habe bei der LED nun einen 5k6 Widerstand, sie strahlt zwar nun nicht
> mehr hell, aber noch sehr gut erkennbar.
>
> led   -> 0,002A
> relais  -> 0,055A
> ---------------------
>      0,057A
>
> Entsprechend habe ich beim Transistor nun einen 1k8 Widerstand
> eingesetzt.
>
> Passt nun so oder?

Ja, sieht soweit gut aus. Wie groß ist die Spannung Uce wenn das Relais 
angezogen ist?

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Ja, sieht soweit gut aus. Wie groß ist die Spannung Uce wenn das Relais
> angezogen ist?

Wenn ich Messgerät auf Kollektor und Emitter messe, zeigt es 0,08V an.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ja, sieht soweit gut aus. Wie groß ist die Spannung Uce wenn das Relais
>> angezogen ist?
>
> Wenn ich Messgerät auf Kollektor und Emitter messe, zeigt es 0,08V an.

Sicher? 80 mV, das kommt mir schon sehr wenig vor? Das Datenblatt weißt 
keinen Min-Wert für Ucesat aus, und davon sind wir bei dem kleinen 
Basisstrom noch weit entfernt. Aber, ok.

: Bearbeitet durch User
von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Sicher? 80 mV, das kommt mir schon sehr wenig vor? Das Datenblatt weißt
> keinen Min-Wert für Ucesat aus, und davon sind wir bei dem kleinen
> Basisstrom noch weit entfernt. Aber, ok.

Im geschlossenen Zustand (Basis ohne Strom) liegen bei Uce 10,9V an 
(Spannungsquelle liefert 12V).

Messgerät habe ich eine Spitze auf Kollektor, die andere auf Emitter 
gehalten, ist doch korrekt oder?

von batman (Gast)


Lesenswert?

Sollten 12V Uce0 sein. Bei 1,1V überm Relais zieht das schon was um die 
5mA.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

batman schrieb:
> Sollten 12V Uce0 sein. Bei 1,1V überm Relais zieht das schon was
> um die 5mA.

Ja, 1,1 Volt am Relais ist zufiel.

Wie hoch ist Ube?

Poste mal Bild(er) vom Aufbau.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Uce sind plötzlich 12V und Ube 0V, ohne etwas geändert zu haben ?

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Uce sind plötzlich 12V und Ube 0V, ohne etwas geändert zu haben ?

Dann hast Du irgendwo einen Wackler. Breadboard?

von THOR (Gast)


Lesenswert?

Und mal am Multimeter drehen, meins zeigt komische Sachen an wenn der 
Messbereicheinsteller nicht genau mittig steht.

von Stefan F. (Gast)


Lesenswert?

> Sicher? 80 mV, das kommt mir schon sehr wenig vor.

Das ist normal bei so geringen Strömen.
Die maximal-Angabe im Datenblat ist immer sehr hoch angesetzt.

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Dann hast Du irgendwo einen Wackler. Breadboard?

Das glaub ich auch... Manchmal hat beim Uce meistens plötzlich die LED 
kurz geläuchtet, tritt jetzt nicht mehr auf und Uce passt :]...

von Thomas (Gast)


Lesenswert?

Thomas schrieb:
> Manchmal hat beim Uce meistens plötzlich die....
... Beim Uce messen..

von HildeK (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> HildeK schrieb:
>> Das Relais zieht auch bei 1V sicher an...
>
> Du meinst vermutlich Uce, denn das Relais selbst wird nicht bei 1 Volt
> anziehen?

Ja, bez. es fehlt einfach eine 1: es zieht auch bei 11V an. Danke für 
die Korrektur.

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.