Hallo, ich bin auf eine etwas untypische NPN Transistor-Schaltung gestoßen bei der am Kollektor eine LED als Last hängt und am Emitter der Lastwiderstand. Warum splittet man die "Last"? Ich habe das mal simuliert und funktionieren würde es wohl!? http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.634267539816555+43+2+50%0A172+192+240+160+240+0+6+3.3+3.3+3.3+0+0.5+Base+Voltage%0Aw+352+224+352+192+1%0A172+352+144+352+112+0+6+5+5+5+0+0.5+Collector+Voltage%0Ag+352+304+352+320+0%0At+304+240+352+240+0+1+-0.3214078578672517+0.6796475819676764+100%0Aw+240+240+304+240+1%0Ar+240+240+192+240+0+1000%0Ar+240+240+240+304+0+10000%0Aw+240+304+352+304+0%0Ar+352+256+352+304+0+80%0A162+352+144+352+192+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0A Über Erläuterungen dankbar, Maik
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Das ist ein Emitterwiderstand. Er macht eine Gegenkopplung. Sobald sich der Strom durch den Transistor erhöht wächst der Spannungsabfall am Widerstand und damit auch die Spannung am Emitter. Bei gegebener Spannung an der Basis wird Ube niedriger, also steuert der Transistor eher wieder zu. Damit wird die Verstärkung der Schaltung niedriger aber linearer und hängt nicht mehr so stark von der Temperatur ab. Siehe auch: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0204134.htm
Maik14 schrieb: > Warum splittet man die "Last"? der Transistor stellt in dieser Beschaltung eine einfache Konstantstromquelle dar. Die 80 Ohm legen - im Zusammenspiel mit der Eingangsspannung - ungefähr den gewünschten Strom fest. Die Basisspannung minus ~0,7V (für die BE-Strecke) dividiert durch 80Ohm ergeben den Strom, der durch die LED fließt.
Das ist eine Konstantstromquelle. Der T dreht sich selber den Basisstrom ab, wenn am Emitter die Spannung zu weit steigt. Der Strom ist dann: I = (UB-UBE) / 80E UB muss unter Berücksichtigung des Basisstroms berechnet werden - belasteter Spannungsteiler. Das ist Quatsch, so wie das da ist. Besser löst man das, indem man die 3V3 direkt an die Basis klemmt. In dem Fall brauchts keinen Basiswiderstand.
Hallo danke schonmal für die sehr hilfreichen Antworten Achim S. schrieb: > der Transistor stellt in dieser Beschaltung eine einfache > Konstantstromquelle dar. Die 80 Ohm legen - im Zusammenspiel mit der > Eingangsspannung - ungefähr den gewünschten Strom fest. Die > Basisspannung minus ~0,7V (für die BE-Strecke) dividiert durch 80Ohm > ergeben den Strom, der durch die LED fließt. Ich glaube das ist genau der Punkt ich habe mal ein wenig mit der Vorwärtsspannung der Diode rumgespielt und sowohl für 1,9 als auch 3,1V fließen immer ca. 25mA. Allerdings scheint die Schaltung die "Formel zur Berechnung des Querstroms Iq" https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1506301.htm zu verletzen!? Passt das dann trotzdem?
Maik14 schrieb: > Ich glaube das ist genau der Punkt ich habe mal ein wenig mit der > Vorwärtsspannung der Diode rumgespielt und sowohl für 1,9 als auch 3,1V > fließen immer ca. 25mA. bei 3,1V Spannungsabfall sollte es aber schon sehr eng werden mit der Konstantstromfunktion. Wenn die Kollektorspannung (5V-3,1V=1,9V) deutlich unter die Basisspannung kommt (in deiner Schaltung knapp 3V), dann läuft der Transistor in Sättigung. Dann ist es mit der Regelung auf einen konstanten Strom durch die LED vorbei. Aber solange der npn nicht sättigt, stellt sich immer näherungsweise der gewünschte Strom ein. Maik14 schrieb: > Allerdings scheint die Schaltung die "Formel zur Berechnung des > Querstroms Iq" > https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/1506301.htm zu > verletzen!? Die Belastung des Spannungsteilers führt dazu, dass die Basisspannung etwas absinkt. Deshalb fließen in deiner Simu auch nur 25mA und nicht der etwas größere Stromwert, der sich durch stures Durchrechnen meiner Formel oben ergeben würde. Wenn die 25mA in Ordnung gehen, dann geht auch das Verletzen der Iq-Formel in Ordnung. Du könntest den 10kOhm Widerstand auch ganz weglassen. Dann gäbe es gar kein Iq mehr, die Schaltung würde aber trotzdem (mit einem ähnlichen Strom) funktionieren. Die Formel aus dem Elektronikkompendium bezieht sich auf das Einstellen eines Arbeitspunkts für einen linearen Verstärker per Spannungsteiler. Das sind andere Anforderungen, als du sie für deine Konstantstromquelle vorliegen hast.
Achim S. schrieb: > bei 3,1V Spannungsabfall sollte es aber schon sehr eng werden mit der > Konstantstromfunktion. Wenn die Kollektorspannung (5V-3,1V=1,9V) > deutlich unter die Basisspannung kommt (in deiner Schaltung knapp 3V), > dann läuft der Transistor in Sättigung. Wie groß muss den U_bc sein, damit ein Transistor nicht in Sättigung geht nur größer als 0 oder ist das ein typabhängiger Wert (ich habe dazu jetzt in den Datenblättern nichts gefunden)? Also würde folgendes passen: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.634267539816555+43+2+50%0A172+192+240+160+240+0+6+3.3+3.3+3.3+0+0.5+Base+Voltage%0Aw+352+224+352+192+1%0A172+352+144+352+112+0+6+5+5+5+0+0.5+Collector+Voltage%0Ag+352+304+352+320+0%0At+304+240+352+240+0+1+-0.3214078578672517+0.6796475819676764+100%0Aw+240+240+304+240+1%0Ar+240+240+192+240+0+1000%0Ar+240+240+240+304+0+10000%0Aw+240+304+352+304+0%0Ar+352+256+352+304+0+80%0A162+352+144+352+192+1+2.1024259+1+0+0+0.01%0A
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Oh, das war noch der alte Link, hier der richtige mit angepasstem Spannungsteiler: http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.634267539816555+43+2+50%0A172+192+240+160+240+0+6+3.3+3.3+3.3+0+0.5+Base+Voltage%0Aw+352+224+352+192+3%0A172+352+144+352+112+0+6+5+5+5+0+0.5+Collector+Voltage%0Ag+352+304+352+320+0%0At+304+240+352+240+0+1+0.03626612921680161+0.6706480513321951+100%0Aw+240+240+304+240+3%0Ar+240+240+192+240+0+1000%0Ar+240+240+240+304+0+2200%0Aw+240+304+352+304+1%0Ar+352+256+352+304+0+80%0A162+352+144+352+192+1+3.1+1+0+0+0.02%0A
Maik14 schrieb: > Oh, das war noch der alte Link, hier der richtige mit angepasstem > Spannungsteiler: > http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?cct=$+1+0.000005+10.634267539816555+43+2+50%0A172+192+240+160+240+0+6+3.3+3.3+3.3+0+0.5+Base+Voltage%0Aw+352+224+352+192+3%0A172+352+144+352+112+0+6+5+5+5+0+0.5+Collector+Voltage%0Ag+352+304+352+320+0%0At+304+240+352+240+0+1+0.03626612921680161+0.6706480513321951+100%0Aw+240+240+304+240+3%0Ar+240+240+192+240+0+1000%0Ar+240+240+240+304+0+2200%0Aw+240+304+352+304+1%0Ar+352+256+352+304+0+80%0A162+352+144+352+192+1+3.1+1+0+0+0.02%0A Warum, zum Henker, glaubst du einen Spannungsteiler zu benötigen? Klemm die 3V3 direkt an die Basis, und fertig. Den Strom kannst du über deinen "80" Widerstand am Emitter einstellen. Umso höher die Spannung an der Basis, umso geringer die Variation des Stromes über die Temperatur. Ein Basiswiderstand ist hier unnötig!
Hmm schrieb: > Besser löst man das, indem man die 3V3 direkt an die Basis klemmt. In > dem Fall brauchts keinen Basiswiderstand. Das macht den Emitterwiderstand zum SPOF und daher ist die Lösung nicht generell besser. Bei Consumer-Ramsch ist das billiger, ja.
Maik14 schrieb: > Wie groß muss den U_bc sein, damit ein Transistor nicht in Sättigung > geht nur größer als 0 oder ist das ein typabhängiger Wert (ich habe dazu > jetzt in den Datenblättern nichts gefunden)? Sättigungsgrenze ist wenn Ube = Uce ist, also Ubc größer als 0V, ja. Das ist ne Definition, kein irgendwie physikalisch begründeter Wert.
Ochnee schrieb: > Warum, zum Henker, glaubst du einen Spannungsteiler zu > benötigen? Weil - Kruzitürken nocheinmal! - ein vergrößerter Emitter- widerstand auch einen vergrößerten Spannungsabfall an RE zur Folge hat. Entsprechend weniger steht dann als Flussspannung für die LED bzw. als Regelreserve für den Transistor zu Verfügung. > Klemm die 3V3 direkt an die Basis, und fertig. Nun ja, vorher rechnen ist besser als hinterher ärgern.
Maik14 schrieb: > Achim S. schrieb: >> bei 3,1V Spannungsabfall sollte es aber schon sehr >> eng werden mit der Konstantstromfunktion. Wenn die >> Kollektorspannung (5V-3,1V=1,9V) deutlich unter die >> Basisspannung kommt (in deiner Schaltung knapp 3V), >> dann läuft der Transistor in Sättigung. > > Wie groß muss den U_bc sein, damit ein Transistor nicht > in Sättigung geht nur größer als 0 oder ist das ein > typabhängiger Wert Das ist typ- und arbeitspunktabhängig. -- Andersherum ist die Aussage einfacher: So lange U_cb größer als Null (=positiv) ist, ist der Transistor noch nicht in der Sättigung. > (ich habe dazu jetzt in den Datenblättern nichts > gefunden)? Einen ungefähren Anhaltspunkt bietet Uce_sat. Kennlinien Uce_sat = f(Ic) findet man in guten Datenblättern.
Die Widerstände an der Basis verleihen der Schaltung Eigenschaften, die möglicherweise wünschenswert sind oder vielleicht sogar mit Absicht herbeigeführt wurden. Bei Ausfall der 5V Spannung oder der Last im Kollektorkreis fliesst so kein unnötig hoher Strom, auch wenn die 3.3V niederohmig zur Verfügung stehen. Wenn die Steuerleitung hochohmig ist, machen sich Einstreuungen weniger sörend bemerkbar. Wenn bei der Ansteuerung LOW nicht genau 0V ist, bleibt der Transistor trotzdem gesperrt. Die grössere verfügbare Spannung für die Last und die grössere Regelreserve wurden schon richtigerweise genannt. Wenn man über das Drumherum dieser Schaltung nichts weiss, weil sie aus dem Zusammenhang gelöst präsentiert wurde und keine Rahmenbedingungen beschrieben wurden, kann nicht garantiert werden, dass es besonders klug ist, den Eingang direkt an der Basis anzuschliessen.
Bei 3,3V an der Basis bleibt die weiße LED schlicht aus. Mit einer roten gings. Das Bild ist halt bissie blöd angemalt.
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