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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Transistor als Inverter


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Autor: kleiner (Gast)
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hallo,

ich habe wieder eine Frage zu einem Transistor, die ihr sicher mit 
Leichtigkeit beantworten könnt.

Und zwar wird in meiner Übung ein Transistor als invertierter Schalter 
verwendet. Wenn der Taster nicht gedrückt wird, leuchtet die rote LED. 
Wenn der Taster gedrückt wird, leuchtet die rote nicht mehr, sondern die 
grüne. Ich verstehe nicht wie hier der Strom fließt, warum die rote LED 
erlischt, und habe daher meine Gedanken skizziert.

Im ersten Bild (schalter_offen) ist der Taster unbetätigt und die rote 
Leuchtet. Also muss der Strom so fließen wie meine gelbe Linie.

In Bild zwei (geschlossen) wird der Taster betätigt, rot geht aus und 
grün geht an. Warum? Ich sehe nicht den Grund, wieso die rote ausgeht. 
Der "äußere" Stromkreis wird doch vom Taster gar nicht berührt? Und die 
innere Bahn wird lediglich zusätzlich genutzt? Meiner Meinung nach 
fließt der Strom überall. Daher stelle ich mir den Stromkreis bei 
gedrücktem Taster so wie in gelb dargestellt vor.

Könnt ihr mir den Vorgang korrekt erkären? Danke und sorry für die 
blöden Fragen.

Autor: J. S. (Gast)
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Der Transistor überbrückt die Led

Autor: Kolja L. (kolja82)
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Der Widerstand über den Transistor ist geringer als der Widerstand über 
der LED.
Daher fließt einfach nicht genügend Strom durch die LED um sie zum 
leuchten zu bringen.

Autor: kleiner (Gast)
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Kolja L. schrieb:
> Der Widerstand über den Transistor ist geringer als der Widerstand
> über
> der LED.
> Daher fließt einfach nicht genügend Strom durch die LED um sie zum
> leuchten zu bringen.

Aber die Widerstände sind doch beide 1000 Ohm?

Autor: Thorben (Gast)
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Der Transistor schließt die LED kurz

Autor: F. F. (foldi)
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Mal dir einfach einen Schalter, statt Transistor dort hin und schon 
verstehst du ganz genau was dort passiert.

Autor: Frank B. (frank501)
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Wenn der Schalter offen ist, leuchtet die grüne LED nicht.
Zusätzlich wird die Basis des Transistors auf Minus gezogen, wodurch die 
CE-Strecke nicht leitet und die rote LED leuchten kann.

Ist der Schalter geschlossen, fliest strom durch die grüne LED. Außerdem 
liegt die Basis über die 100K an Plus, somit fließt ein Strom von B nach 
E.
Dadurch leitet die CE-Strecke und schließt die rote LED einfach kurz.

Autor: Günter Lenz (Gast)
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Du kannst die rote LED auch einfach mal mit ein stückchen
Draht kurzschließen, dann wirst du sehen, daß sie dann auch
ausgeht.

Autor: Hirnschaden, H. (Firma: Happy Computing MDK Inc.) (hirnschaden)
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Ainen gudden!

kleiner schrieb:
> ich habe wieder eine Frage zu einem Transistor, die ihr sicher mit
> Leichtigkeit beantworten könnt.

Du hast noch nie diverse Spannungsteilervarianten durchgerechnet. 🐴

Dwianea
hirnschaden

Autor: Chocoholic (Gast)
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@kleiner: Ich habe da so einen Verdacht, warum Du die Erklärungen
noch nicht nachvollziehen kannst.

Leicht entsteht aus einem kleinem Fehler und/oder falscher Formulierung
etwas für den Threadersteller verwirrendes und/oder unverständliches.

Kolja L. schrieb:
> Der Widerstand über den Transistor ist geringer als der
> Widerstand über der LED.

@kleiner las hier wohle:

"Der Widerstand über deM Transistor..." etc.

Er verstand also die R als Übeltäter. Das wiederum ist verständlich.

@Kolja: Du redetest von Widerstand, während Du (bei LED wie auch
Transistor) den Spannungsfall im "EIN"-Zustand meintest (oder das
zumindest solltest). Und noch dazu formuliertest Du das Ganze
(teils!) auch so, als hättest Du dies, oder ähnliches, geschrieben.
(Zumindest beim Transistor. Oder wieso sonst "der" LED?)

Es sollte klar sein, wieso das hierzu führen konnte:

kleiner schrieb:
> Aber die Widerstände sind doch beide 1000 Ohm?

Kleine Ursache, große Wirkung.

Doch zurück zu weiteren Versuchen einer Erklärung.
(Folgender Text enthält Vereinfachungen.)

@kleiner - über LED wie auch Transistor besteht im leitenden Zustand
ein Spannungsfall - der aber heißt bei beiden nicht gleich, und zwar
aus guten Gründen:

LEDs haben eine Vorwärtsspannung = "V_f" - wie normale Dioden auch.

V_f ist der Spannungswert, der im leitenden Zustand über einer Diode
(auch einer Leucht-Diode) zu messen ist.

Oder umgekehrt: Der Spannungswert, der mindestens an die Diode angelegt
werden muß, damit diese überhaupt einen Stromfluß zuläßt.

Diese V_f ist LED- bzw. Dioden-spezifisch, und man kann sie 
(vereinfacht)
als konstant, und unabhängig vom fließenden Strom ansehen.

(Natürlich begrenzt in Wirklichkeit die zulässige max. Verlustleistung
von LED / Diode den realen Strom, und die V_f ist auch nicht wirklich
völlig konstant... vorerst / hier --> egal.)

Bei LEDs ist diese V_f i. A. etwas höher als bei "normalen" PN-Dioden.

Noch geringer ist die "V_CE" (Wert der Spannung, der im leitenden (*)
Zustand zwischen C und E zu messen ist - & ebenfalls Bauteil-spezifisch)
des Standard-Transistors BC547.

((*) - Hier eigentlich: Im durchgeschalteten Zustand. Denn im
Allgemeinen gilt ein Transistor, der leitet, nicht automatisch als
durchgeschaltet ... bei der Aufgabe aber geht es ja nur darum.)

In Deiner Schaltung liegt nun die LED parallel zur CE-Strecke des
Transistors. Sobald der Transistor einschaltet, wählt der Strom
"den leichteren Weg" - das ist in diesem Fall die CE-Strecke.

Und weil die Spannung der Parallelschaltung dann ja gezwungenermaßen
V_CE beträgt (welche - wie gesagt - kleiner ist als die V_f der LED),
fließt durch die LED dabei gar_kein Strom mehr.

(Deswegen schrieben meine Vorredner, der Transistör schlösse die LED
kurz, sobald er durchgeschaltet sei. Genau so ist es, so wird das im
"Fachjargon" bezeichnet.)

Ich hoffe, Du blickst nun etwas besser durch.


VG, Choco

Autor: Jörg R. (solar77)
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Chocoholic schrieb:
> Leicht entsteht aus einem kleinem Fehler und/oder falscher Formulierung
> etwas für den Threadersteller verwirrendes und/oder unverständliches.
>
> Kolja L. schrieb:
>> Der Widerstand über den Transistor ist geringer als der
>> Widerstand über der LED.
>
> @kleiner las hier wohle:
>
> "Der Widerstand über deM Transistor..." etc.
>
> Er verstand also die R als Übeltäter. Das wiederum ist verständlich

Und jeder andere weiß was Kolja L. meint.


Chocoholic schrieb:
> Deswegen schrieben meine Vorredner, der Transistör schlösse die LED
> kurz,

Nur denkt der TO jetzt das es nicht Transistor heißt - sondern 
Transistör🤔
...wenn man deiner Logik folgt....

Abgesehen davon verwirren deine anderen Ausführungen den TO nun 
vollends.

: Bearbeitet durch User
Autor: Karl B. (gustav)
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Welches Buch benutzt der TO?
Der "Zastrow" ist es wohl nicht...der hat noch 'nen Lösungsteil.
Seite 283, Aufgabe 8
Lösung: "...Die Leuchtdiode zeigt den Sperrzustand an..."

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
Autor: S. B. (piezokristall)
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> (Deswegen schrieben meine Vorredner, der Transistör schlösse die LED
> kurz, sobald er durchgeschaltet sei. Genau so ist es, so wird das im
> "Fachjargon" bezeichnet.)
strenggenommen ist das auch noch falsch formuliert.
Bei Vollaussteuerung des Transistors hat Du einen Null Ohm Widerstand 
über der CE Strecke, der wie ein geschlossener Schalter wirkt und die 
LED brückt bzw. nur die LED kurzschließt bzw. besser formuliert 
überbrückt.
Kurschluß wäre, wenn es keinen Kollektorwiderstand gäbe (da ist aber 
noch der Vorwiderstand der LED, der als solcher wirkt).
Stell Dir den Transistor als Wasserhahn vor und LED als Schaufelrad, 
dann wird es vielleicht bildlich klarer.

Autor: Jörg R. (solar77)
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S. B. schrieb:
> Bei Vollaussteuerung des Transistors hat Du einen Null Ohm Widerstand
> über der CE Strecke, der wie ein geschlossener Schalter wirkt

Ein Mosfet kommt in den Bereich einiger Milliohm. Ein BC547 kommt bei 
weitem nicht in diesen Bereich.

Autor: S. B. (piezokristall)
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> Ein Mosfet kommt in den Bereich einiger Milliohm. Ein BC547 kommt bei
> weitem nicht in diesen Bereich.
richtig, aber ich gehe von einem Ideal-Modell aus - sonst wird die 
Erklärung für einen Anfänger unmöglich.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Chocoholic schrieb:
> Leicht entsteht aus einem kleinem Fehler und/oder falscher Formulierung
> etwas für den Threadersteller verwirrendes und/oder unverständliches.
>
> Kolja L. schrieb:
>> Der Widerstand über den Transistor ist geringer als der
>> Widerstand über der LED.
>
> @kleiner las hier wohle:
>
> "Der Widerstand über deM Transistor..." etc.

Das braucht Ihr gar nicht mit (-1) zu bewerten, es stimmt nämlich! Viele 
Missverständnisse treten aufgrund mangelhaften sprachlichen Ausdrucks 
auf, so wie auch hier.

"Der Widerstand über den Transistor ist geringer als..."
Warum nicht einfach mal den Genitiv verwenden, wenn er angebracht ist?!
"Der Widerstand DES TransistorS ist geringer als..."

(Wobei es fachlich etwas knifflig ist, bei einem nichtlinearen Bauteil 
von Widerstand zu reden, das mag an dieser Stelle aber eine sinnvolle 
didaktische Reduktion sein...)

Autor: M.A. S. (mse2)
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Karl B. schrieb:
> Welches Buch benutzt der TO?

Das würde mich auch interessieren.

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