Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Basiswiderstand eines Transistors berechnen


von Ingo B. (Gast)


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Hallo Zusammen,

Ich bezeichne mich als Elektroniklaien, liebe aber die Bastelei und die 
Herausforderung immer wieder ein neues Ziel in diesem Bereich zu 
erreichen.
Leider habe ich niemanden den ich mal um Rat fragen kann.

Ich beschäftige mich aktuell mit der Berechnung von Basiswiderständen 
für Transistoren.

In der Beschreibung
https://www.mikrocontroller.net/articles/Relais_mit_Logik_ansteuern

wird folgendes erklärt:

Schaltstrom 500[mA]
Transistortyp BC337
Steuerspannung 3,3[V]
Basiswiderstand  Bauteilwert R2=270Ω

Ich habe das mal nachgerechnet, um zu verstehen wie so eine Berechnung 
funktioniert

Es gibt ja Beschreibungen in denen der Basisstrom mit 3 multipliziert 
wird und auch einige wo 0,7V von der Steuerspannung abgezogen werden.

Ich habe das alles mal bei der Berechnung berücksichtig.

Frage: Warum hat man den Wert für Hef=160 verwendet?

Ich gehe zumindest davon aus, weil meinem Ergebniss mit 277Ohm an der 
Vorgabe von 270Ohm am nächsten dran ist.
Es sei denn ich habe mich verrechnet.

von Martin S. (sirnails)


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Der Verstärkungsfaktor sagt dir, wieviel Strom in die Basis fließen 
muss, um den erwarteten Strom durch den Kollektor fließen zu lassen.

Der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter sind 0,7 V (NPN). Mit 
welcher Spannung Du deine Basis ansteuerst, weißt du selbst. Von dieser 
Spannung ziehst du die 0,7V ab und teilst sie durch den Basisstrom.

Dann kennst Du deinen Rb.

von Joachim B. (jar)


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Ingo B. schrieb:
> Frage: Warum hat man den Wert für Hef=160 verwendet?

weil das bei EINEM Hersteller die schlechteste Verstärkung ist (Annahme 
den könnte man ja bekommen).

Da es ja verschiedene Hersteller gibt variiert das.

Ingo B. schrieb:
> Es gibt ja Beschreibungen in denen der Basisstrom mit 3 multipliziert
> wird

Faustformel von 3-10 (3 sollte reichen wenn man doch nicht den 
schlechtesten hfe bekommt)

Ingo B. schrieb:
> und auch einige wo 0,7V von der Steuerspannung abgezogen werden.

ist ja logisch, an der Basis Emitter Strecke ist ja eine Si Diode mit 
ca. 0,7V also ist für den R nur 3,3V - 0,7V / Ib(asis) zu rechnen.

Ich komme auf 282 Ohm, vermutlich anderes Datenblatt.

von Ingo B. (Gast)


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Danke für die Info

Ingo B. schrieb:
> Frage: Warum hat man den Wert für Hef=160 verwendet?



https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

Hier wird z.B. der Faktor 3 für den Ib nicht erwähnt

Da soll noch einer durchblicken ;-)

Interessant war dort die Info mit Vce(sat), also Ic/Ib rechnen

Wenn ich ein Relais ansteuer und dabei einen Strom von 20mA messe, ist 
dann dann mein Ic? Gilt Ic auch bei einer Relaisspule?

von bla (Gast)


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Hi.
hfe steht im Datenblatt jedes Transistors.
Der ist von Typ zu Typ unterschiedlich.
Also, Datenblatt schauen !

von (prx) A. K. (prx)


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Da wäre dann noch sowas wie Sättigung, die man bei Transistoren als 
Schalter eher im Auge haben sollte, als den Wert der Stromverstärkung 
aus dem Datasheet.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

von Ingo B. (Gast)


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Ingo B. schrieb:
> wenn ich ein Relais ansteuer und dabei einen Strom von 20mA messe

von mir gerade schlecht erklärt/gefragt

ich meinte, wenn ich ein Netzteil habe und das Relais dort direkt 
anschließe, messe ich einen Strom von 20mA,

so war es gemeint

von Ingo B. (Gast)


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bla schrieb:
> Hi.
> hfe steht im Datenblatt jedes Transistors.
> Der ist von Typ zu Typ unterschiedlich.
> Also, Datenblatt schauen !

Ja, nur wenn es mehrere Werte gibt, welchen nehme ich dann, wirkt sich 
ja schon auf Rb aus, siehe mein Rechenbeispiel (Bils oben)

von HildeK (Gast)


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Ingo B. schrieb:
> Ja, nur wenn es mehrere Werte gibt, welchen nehme ich dann, wirkt sich
> ja schon auf Rb aus, siehe mein Rechenbeispiel (Bils oben)

Mehrere Wert heißt, es ist ein Minimum, ein Maximum, ev. ein typischer 
Wert und dann noch unterschiedliche Werte für die Verstärkungsklassen 
(BC337-16, -25, -40) angegeben. Du musst den kleinsten nehmen, dann 
funktionieren in deiner Schaltung auch die schlechtesten Exemplare.
Muss man beim Basisstrom sparsam sein, kann man auch mal messen, bei 
welchem (kleineren) Basisstrom der Transistor noch ausreichend 
durchschaltet. Das gilt dann aber nur für dieses eine Exemplar; der 
nächste aus der Tüte muss nicht mehr gehen! Auch bei Ts vom selben 
Hersteller.
Professionell nimmt man die Grenzen mit Zuschlag und je nach Schaltung 
muss man auch den oberen Grenzwert betrachten.

von Ingo B. (Gast)


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Danke HildeK für die ausführliche Info

HildeK schrieb:
> Transistor noch ausreichend
> durchschaltet.

wie mess ich das denn?
Equipment ist vorhanden

soweit ich das jetzt verstanden habe, ist das mit der entscheidende 
Faktor !?

Noch ne Frage:

z.B. will ich z.B. Ic 50mA schalten, nehm ich dann einen T für 50mA oder 
schadet es auch nicht einen für 2A zu nehmen, z.B. SD1207?

von (prx) A. K. (prx)


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Einen Transistor zu verwenden, der an seiner Stromgrenze operiert, ist 
quasi eine Garantie für schlechte Daten.

von Joachim B. (jar)


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Ingo B. schrieb:
> Noch ne Frage:
>
> z.B. will ich z.B. Ic 50mA schalten, nehm ich dann

du musst ALLES beachten

du hast nur 3,3V zum steuern, davon gehen bei NPN entweder 0,7 oder 1,4V 
ab Darlington.
Jeder Transistor hat seine Stromverstärkung, manchmal runter bis nur 
2-fach, reicht dann der Strom zum Steuern aus deinem µC noch?

Die Fragen musst du alle vorher beantworten nicht nur

Ingo B. schrieb:
> will ich z.B. Ic 50mA schalten

was folgt dann daraus alles?

: Bearbeitet durch User
von Ingo B. (Gast)


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A. K. schrieb:
> Einen Transistor zu verwenden, der an seiner Stromgrenze operiert, ist
> quasi eine Garantie für schlechte Daten.

könntest du mir das bitte etwas ausführlicher und leicht verständlich 
erklären, was du damit meinst.
Danke

von HildeK (Gast)


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Ingo B. schrieb:
> wie mess ich das denn?

In Ein-Zustand die Restspannung zwischen C und E. Sollte nicht mehr sein 
als ein paar hundert mV, auch abhängig, was du schalten willst und wie 
viel Drop die Last noch verträgt. Ist es zuviel, fehlt es der Last und 
heizt den Transistor auf.

Bei dem recht hohen geschalteten Strom von 500mA würde ich einen 
LL-MOSFET bevorzugen.

von (prx) A. K. (prx)


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Ingo B. schrieb:
> könntest du mir das bitte etwas ausführlicher und leicht verständlich
> erklären, was du damit meinst.

2 Bilder sagen mehr als 1000 Worte. Aus einem Datasheet vom Telefunken 
BC337. Heute neigt man leider dazu, bei solchem Schüttkram die Kurven 
wegzulassen.

: Bearbeitet durch User
von Ingo B. (Gast)


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Super, danke für den Hinweis!

Ich möchte ein Relais schalten, das direkt mit Vcc 12V gemessen 20mA 
zieht.

Ub = 2,7V (3,5V - 0,7V)
Ic = vermutlich 20mA
BC548
Vce(sat) IC/IB = 20

Ib = 20/20 = 1mA

Rb = Ub/Ib = 2,7V/ 0,001A = 2,7kOhm

von Egon D. (Gast)


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Ingo B. schrieb:

> https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
>
> Hier wird z.B. der Faktor 3 für den Ib nicht erwähnt

ADHS?


> Da soll noch einer durchblicken ;-)

Lies im Artikel "Basiswiderstand" den Abschnitt "Beispiele:"

  "hfe ist 100 (Datenblatt), gerechnet wird jedoch mit [...]
   hfe/3.3 = 30."

Da ist der Faktor 3...

von Hp M. (nachtmix)


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Ingo B. schrieb:
> Frage: Warum hat man den Wert für Hef=160 verwendet?

h_fe!

Weil das der niedrigste für einen BC337−25 im Datenblatt genannte Wert 
bei I_c = 100mA genannte Wert ist.

Als Schalter verwendete Transistoren übersteuert man regelmäßig, damit 
Uce und die daraus resultierende Verlustleistung P = Ic * Uce möglichst 
niedrig ausfällt.

von Ingo B. (Gast)


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Ub = 2,8V natürlich

schon spät geworden ;-)))

von HildeK (Gast)


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Ingo B. schrieb:
> Ich möchte ein Relais schalten, das direkt mit Vcc 12V gemessen 20mA
> zieht.

Gerade beim Schalten von Relais mit höheren Arbeitsspannungen ist das 
weniger kritisch. 20mA ist wenig und die Relais ziehen meist schon bei 
70-80% ihrer Nennspannung sicher an: das steht im DB des Relais.
Da könnte man sich sogar 500mV oder 1V "Verlust" am Transistor leisten 
und bei den 20mA sind es auch nur 10 oder 20mW Verlustleistung. Da kann 
man beruhigt auch mit dem Faktor 1 rechnen. Aber 1mA für die Basis 
liefert jeder digitale Baustein, so dass man das auch nehmen kann - ohne 
groß die Grenzen ausloten zu müssen.
Wenn es bei anderen Anwendungen auf eine möglichst kleine 
CE-Restspannung ankommt, wählt man auch mal Faktor 10.
Du siehst: hier gibt es Spielraum, nichts ist exakt bis auf die 3. 
Stelle nach dem Komma.

von Ingo B. (Gast)


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Ich habe versucht das Realis zu schalten.

Hängt nur eine LED dran funktioniert es,
kommt der DC-DC-Wandler , der mir aus 12V 20V machen soll,
(der braucht dafür 120mA)
klakkert das Realis 8-10 mal und zieht dann an.

Habe div. Vorwiderstände probiert und auch einige Transistoren die ich 
so liegen hatte.

Jetzt habe ich mich entschieden ohne Relais zu arbeiten und den 
Transitor drekt als Schalter zu nutzen.
120mA ist ja nicht so viel, aber auch da bin ich gescheitert.

Verwendet hatte ich einen SD1207, der soll ja 2A können.
Oder ist der dann "zu groß" dafür.
Mit nem BC548 gings auch nicht.

2N2222 hab ich auch noch hier.

Grundsätzlich geht es mir nicht darum 5 cent zu sparen, nur 
funktionieren soll es,
und ich möchte nicht 3x die Woche bei Reichelt bestellen, da bin ich 
dann bezüglich der Versandkosten doch zu geizig.

Ich suche noch eine Internetseite, wo man das "Lesen" eines Datenblattes 
erklärt bekommt, das wäre toll. Ich will ja möglichst selber meine Ideen 
umsetzten können und nicht an "Kleinigkeiten" scheitern.

bevor ich hier mal Frage, habe ich schon selber Stunden probiert ...

Bei Bauteilen ist mir das egal ob die 50Cent oder 1€ kosten, ich 
produziere ja nicht Serien sondern nur mal eine Schaltung und da darf 
dann gerne auch das "Beste" rein was man zu normalen Preisen bekommt.
Ich kann glücklicher Weise auf einen großen Bestand an Bauteilen 
zugreifen, aber es ist auch nicht immer alles da, und einiges ist halt 
auch nicht mehr
"state of the art",
für mich zum probieren, basteln, verstehen und kaputt machen reicht´s 
aber ;-)))

von bleiente (Gast)


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https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/index.htm

Auch andere Einstiegsliteratur suchen - ausgiebig.
(Das ist klüger, als das derzeitige Tohuwabohu an Fragen.)

Bevor Du nicht Dinge wie das Ohmsche Gesetz (danach noch Kirchhoffs 
Maschenregeln) und einzelner Bauteile Grundfunktion halbwegs raffst,
brauchst Du an eigene Schaltungsentwicklung (und scheint der einzelne
Fall erst mal noch so simpel zu sein... scheint) nicht zu denken.

von Ingo B. (redflenker)


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Egon D. schrieb:
> ADHS?

Frechheit !

bleiente schrieb:
> Bevor Du nicht Dinge wie das Ohmsche Gesetz ... halbwegs raffst

noch so ein Allwissender der anstatt hilfreiche Unterstützung anbiete, 
seine Lebenszeit mit unnötigen und herablassenden Kommentaren vergeudet 
und sich die Arroganz herausnimmt über andere User zu urteilen!

Geht gar nicht ...

von Manfred (Gast)


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Ingo B. schrieb:
> noch so ein Allwissender der anstatt hilfreiche Unterstützung anbiete,

Es fehlen Grundlagen und für eine ordentliche Schreibweise reicht es 
auch nicht - aber einfach mal pöbeln. Weiter so!

von MaWin (Gast)


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> Frage: Warum hat man den Wert für
> Hef=160 verwendet

Weil die Kinder überoptimistisch sind. Zwar wird noch mit dem Faktor 3 
korrekturgerechnet und richtigerweise 0.7V abgezogen, aber 'funktioniert 
meistens' heisst halt auch 'funktioniert nicht immer'.

> Wenn ich ein Relais ansteuer und
> dabei einen Strom von 20mA messe,
> ist dann dann mein Ic? Gilt Ic
> auch bei einer Relaisspule

Ja.

Ingo B. schrieb:
> Ich habe versucht das Realis zu schalten.
>
> Hängt nur eine LED dran funktioniert es,
> kommt der DC-DC-Wandler , der mir aus 12V 20V machen soll,
> (der braucht dafür 120mA)
> klakkert das Realis 8-10 mal und zieht dann an.

Merkwürdig, welcher DC/DC Wandler, davon wurde vorher nicht geredet. 
Hängt der an den Kontakten des Relais ? Woher bekommt der seine 
Versorgungsspannung, dieselben 3.5V die der 74HC00 bekommt ?

Warum gibts dazu keinen Schaltplan ?

Dein Problem ist vermutlich der DC/DC Wandler, denn der hat einen 
Kondensator am Eingang und dein Relais schaltet diesen leeren 
Kondensator an deine 3.5V, die daraufhin zusammenbrechen, weil sie 
selbst keinen ordentlichen, also mindestens 10x so grossen Kondensator 
zum Stützen besitzen.

Derselbe Grund warum ein IC, der an seinem Ausgang nur eine kleine 
(Kabel-)Kapazität umladen soll, an seiner Versorgungsspannung einen 
100nF Abblockkondensator besitzen soll.

Lösung 1: BC337 mit 270 Ohm an Relais, DC/DC von Relaiskontakt an 3.5V 
schalten lassen und diese in das Rdlais fliessenden 3.5V mit 470uF gegen 
Masse stützen.

Lösung 2: 2N2222 schaltet direkt die 120mA Nenneingangsstrom des DC/DC 
Wandlers (wenn dessen Masse am Ausgang nicht mit Masse am Eingang 
verbunden ist) bekommt seinen Basisstrom aber nur über 1200 oder gar 
2200 Ohm. Effekt: der lässt zum Aufladen des Kondensators so wenig Strom 
durch, dass die 3.5V nicht zusammenbrechen.

von Karl K. (karl2go)


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Ingo B. schrieb:
> Hängt nur eine LED dran funktioniert es,
> kommt der DC-DC-Wandler , der mir aus 12V 20V machen soll,
> (der braucht dafür 120mA)
> klakkert das Realis 8-10 mal und zieht dann an.

Klingt danach, dass der DC-DC einen hohen Einschaltstrom hat, der die 
12V runterzieht, dabei fällt das Relais ab, 12V steigt wieder... bis der 
Kondensator im DC-DC ausreichend geladen ist und die 12V stabil bleiben.

Wo kommen die 12V her?

Strombegrenzung für den DC-DC, Pufferelko vor dem Relais, Relais mit 
Diode entkoppeln.

Ach und ganz wichtig, wenn Du nicht öfter tote Transistoren sehen 
willst: Freilaufdiode über dem Relais.

von Jörg R. (solar77)


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MaWin schrieb:
> Merkwürdig, welcher DC/DC Wandler, davon wurde vorher nicht geredet.
> Hängt der an den Kontakten des Relais ? Woher bekommt der seine
> Versorgungsspannung, dieselben 3.5V die der 74HC00 bekommt ?
>
> Warum gibts dazu keinen Schaltplan ?

Gibt es doch;-) Der TO hat das Problem mit dem Transistor und 
Basiswiderstand nur ausgelagert. In dem anderen Thread wurde darauf 
hingewiesen weshalb kein Mosfet verwendet wird. Oder ein DC/DC Wandler 
mit Shutdown. Dann bräuchte der Wandler gar nicht geschaltet werden.

Beitrag "Re: Fehler beim Reset in eine NE555 Schaltung"

https://www.mikrocontroller.net/attachment/442986/Verbraucher_anschliessen.png

Viel Spaß beim lesen...

Beitrag "Fehler beim Reset in eine NE555 Schaltung"

von Karl B. (gustav)


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MaWin schrieb:
> Lösung 1: BC337 mit 270 Ohm an Relais, DC/DC von Relaiskontakt an 3.5V
> schalten lassen und diese in das Rdlais fliessenden 3.5V mit 470uF gegen
> Masse stützen.

Hi,
so in etwa (zu faul zum Umzeichnen jetzt.). R/C-Kombination im Lastkreis 
sollte gegen Klackern helfen.

Was wird verlangt?
Übliche µC-Ausgangsport-Beschaltung?
Da müsste man wissen Lowpegel/ Highpegel, Vcc. 3,3V, 5V...
etc.
Lastkreis Vcc usw. usf.
(Mosfet wurde oben ja schon ausgeschlossen.)

https://www.elv.de/elektronikwissen/basiswiderstand.html

File gibts nicht mehr (umsonst). uuups.:-(

Um einer eventuellen Diskussion vorzubeugen,
ja, R3 kann entfallen.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Ingo B. (redflenker)


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Hallo Zusammen,

ich freue mich sehr, dass ihr mir so viel Unterstützung zukommen lasst.
DANKE!

Ich stelle wieder einmal fest, dass meine Aussagen einfach nicht präzise 
genug sind und euch zu berechtigtem Unverständnis führt.

Lese ich eure Fragen, wird mir erst klar, dass das was ICH geschrieben 
habe mehrdeutig ist bzw. doch sehr starken Interpretationsspielraum 
bietet.

Sorry dafür, es ist echt schwer meine Fragen so präzise zu stellen !

Danke für die vielen Anregungen und Tipps bzw. Lösungen.

Wer noch den Schaltplan sucht, den habe ich am 25.01.2020 14:45 
gepostet.

MaWin schrieb:
> Lösung 2: 2N2222 schaltet direkt die 120mA Nenneingangsstrom des DC/DC
> Wandlers (wenn dessen Masse am Ausgang nicht mit Masse am Eingang
> verbunden ist) bekommt seinen Basisstrom aber nur über 1200 oder gar
> 2200 Ohm. Effekt: der lässt zum Aufladen des Kondensators so wenig Strom
> durch, dass die 3.5V nicht zusammenbrechen.

Das wäre meine bevorzugte Lösung.

Frage:
MaWin schrieb:
wenn dessen Masse am Ausgang nicht mit Masse am Eingang verbunden ist

Ich habe beide Massen zusammengelegt, könnte das der Fehler sein?

Jörg R. schrieb:
> ein DC/DC Wandler
> mit Shutdown. Dann bräuchte der Wandler gar nicht geschaltet werden.

Was meinst du damit?
Die ganze Schaltung im anderen Thread hat nur die Aufgabe, dass dieser 
DC-DC-Wandler (er soll 12V zu 20V Wandeln) eingeschaltet werden kann, 
wenn gewünscht, sprich, nachdem das Rechtecksignal nicht mehr da ist.
Sorry für alle die jetzt nicht wissen, worum es in der "Schaltung im 
anderen Thread" geht.
Ist aber für hier meine ich nicht so wichtig.

Kurze Erklärung:
Warum ich diesen neuen Thread eröffnet habe.
Weil das für mich ein anderes Thema ist und ich der Meinung war, dass es 
ja nicht mehr so schwer sein kann, mittels Relais bzw. Transistor den 
DC-DC-Wandler zu steuern.
Da es scheinbar doch nicht sooo einfach ist, habe ich mich mit der 
Thematik Basiswiderstand beschäftigt und festgestellt, dass es auch hier 
die ein oder andere Hürde zu überspringen gilt.

Danke Danke Danke,
ich kann mich nur wiederholen, wirklich sehr lehrreich was ihr hier mit 
mir veranstaltet!!!

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