Hallo,
ich möchte mit einem RPi eine Last schalten 25mA benötigt.
Im Datenblatt (2N2222A) sehe ich eine hFE = 75 für Ic = 10mA und eine
hFE von 100 für Ic = 100mA. Da ich nur 25mA schalten will, wähle ich die
75.
Ib = Ic/hFE = 0.13mA
Da ich den Transistor als Schalter nehmen will, übersteure ich ihn um
Faktor 3.
--> Ib = 0.39mA
Daraus ergäbe sich ein Basisvorwiderstand (Schalten mit 3.3V) von:
R=U/I=(3.3V-0.7V)/0.39mA = 6.7kOhm.
Ich hoffe, das stimmt bis hierhin. Jetzt meine eigentliche Frage:
Damit während des Resets meines Controllers die Basis nicht in der Luft
hängt, würde ich noch einen Widerstand gegen GND schalten.
Hier
(https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand#Offene_Basis_bei_Reset)
steht, dass man 100kOhm nehmen könnte.
Meine Überlegungen dazu: An der Basis habe ich 0.7V. Es fallen an dem
Widerstand also 0.7V ab. Der Strom durch den Widerstand wäre also
I = U/R=0.7V/1kOhm= 7µA
Nehmen wir an, ich wöllte exakt die 0.13mA an der Basis, dann müssten
durch meinen Basisvorwiderstand insgesamt
0.39mA + 7µA = 0.397mA
fließen. Damit würde sich mein Basisvorwiderstand von 6.7kOhm auf:
R=U/I=(3.3V-0.7V)/0.397mA=6,5kOhm ändern.
FRAGE 1:
In der Praxis macht das wahrscheinlich keinen Unterschied, aber stimmen
meine Berechnungen?
Mein Basisvorwiderstand wäre also 6,5kOhm und mein "pull down" zwischen
Basis und GND wäre 100kOhm.
FRAGE 2:
Passen die 100kOhm oder sollte man höher gehen?
Huch, ich sehe gerade, dass ich mich am Anfang verrechnet habe.
25mA/75=0.33mA nicht 0.13mA.
Ignoriert das bitte und nehmt die 0.13mA als richtig an. Mir geht es
um's Prinzip.
jakob schrieb:> Damit während des Resets meines Controllers die Basis nicht in der Luft> hängt, würde ich noch einen Widerstand gegen GND schalten.
So richtig schlimm wäre das nicht, weil ein BJT durch Strom gesteuert
wird, nicht durch Spannung.
Ich würde das gern nochmal pushen...
Da ich x-mal gepostet habe, was doch ziemlich durcheinander ist, hier
nochmal die Zusammenfassung mit meiner Frage:
Ich möchte zwischen Basis und GND einen Widerstand schalten, damit die
Basis nicht in der Luft hängt. Es sollen 100kOhm verwendet werden.
Stimmt die folgende Berechnung?
--------------
0,7V Spannungsabfall am 100kOhm Widerstand
Ibpulldown=U/R=0,7V/100kOhm=7µA
Mit dem Transistor sollen 25mA sollen geschaltet werden:
Ib = Ic/hFE = 25mA/75=0.33mA
--> Transistor in Sättigung betreiben:
Ibsättigung = 3*0.33mA = 1mA
Igesamt = Ibsättigung + Ibpulldown = 1mA + 7µA = 1,007mA
R_basisvorw=U/I=(3.3V-0.7V)/1,007mA=2,58kOhm
R_pulldown=100kOhm
jakob schrieb:> Stimmt die folgende Berechnung?
Ich brauche ja nur paar Tage zu warten, bis du dich selbst widerlegst :P
Sollte jedoch so stimmen.
jakob schrieb:> Igesamt = Ibsättigung + Ibpulldown = 1mA + 7µA = 1,007mA
Die 7μA machen das Kraut auch ned fett.
Mach's einfach so.
Die 0,7V weisen übrigens auch einen Temperaturgang auf.
mfg mf
Also eigentlich brauchst du gar keinen Pulldown an der Basis. Wenn der
Pin des Controllers im Reset hochohmig ist, dann kann kein Strom
herausfließen und der Transistor kann nicht schalten.
Einen Pulldown Widerstand braucht man bei FETs, weil diese einen sehr
hohen Eingangswiderstand haben und durch Spannung gesteuert werden.
jakob schrieb:> Ich würde das gern nochmal pushen...
Du betrachtest und rechnest das schon korrekt.
Meine Anmerkungen dazu:
- zwei oder drei Stellen nach dem Komma sind hier wirklich übertrieben,
zwei signifikante Stellen reichen gut aus.
- schon wenn man sieht, dass der Pulldown weniger als ein Hundertstel
des Basisstroms benötigt, betrachtet man das einfach nicht mehr: es geht
in den anderen Ungenauigkeiten unter (dein für 25mA angenommenes hFE -
das streut sowieso von Transistor zu Transistor, der
Übersteuerungsfaktor ist ja auch nicht in Stein gemeißelt - ob der jetzt
2.8, 3 oder 5 ist, da ist ein weiter Bereich möglich, u.a.)
- schon bei dem Ergebnis, dass du 2.58k (also: 2.6k :-)) benötigst,
deckt die Rundung auf den nächst kleineren verfügbaren Wert (2.4k oder
2.2k) die paar µA zu. Selbst 2k7 wären noch ein richtiges Ergebnis ...
Ich will damit sagen, dass man erst mal einen entfernten Blick auf das
Ganze wirft und dann erkennt, was nachgerechnet werden muss und wo man
mal grob schätzt oder sogar ignoriert.
Zum Pulldown selber: ich finde ihn richtig und mache selber so was auch
hin.
Allerdings eher etwas niederohmiger - so, dass etwa 10% des Basisstroms
durch ihn fließen. Und dann würde ich deine Rechnung auch mal
durchführen und nicht nur überschlagen :-).
Auch wenn gelegentlich richtigerweise gesagt wird, dass der Transistor
durch Strom gesteuert wird und deshalb der PD nicht notwendig sei:
Irgendwelche kräftigen Störfelder, die in einer Leitung eine Spannung
induzieren, werden dadurch auch eine Strom verursachen.
jakob schrieb:> Mir geht es um's Prinzip.
Deswegen mag ich das nicht so stehen lassen:
Alex D. schrieb:> Wenn der Pin des Controllers im Reset hochohmig ist, dann kann> kein Strom herausfließen und der Transistor kann nicht schalten.
Tut er aber. Die Natur ist grausam, besonders, wenn es um Strom geht.
Bei jedem Tristate-Ausgang sollte gefälligst auch der Leckstrom
spezifiziert sein, z.B. 1 uA. Das ist schon mal die gleiche
Größenordnung wie die angenommenen 7 uA. Und was passiert wohl, wenn der
Transistor ein besonders gutes Exemplar mit hoher Stromverstärkung ist,
der nur 500 uA schalten soll?
Bei hohen Temperaturen werden Leckströme größer und der Transistor
braucht nur noch 0.4 Volt bis er anfängt zu leiten.
In solchen Schaltungen gehört zwischen Basis und Emitter immer ein
Widerstand, und 100 k finde ich schon ziemlich viel. Manche Leute
schalten noch ein kleines C parallel, gegen hochfrequente Einkopplungen.
Wenn ihr mir nicht glauben wollt, beherzigt bitte, was HildeK schreibt.
Ob der Pull-Down Widerstand nötig ist, kommt darauf an, was du schalten
willst.
Bei einem Relais brauchst du ihn sicher nicht.
Wenn dahinter aber eine Schaltugn hängt, die schon auf sehr geringe
Ströme reagiert, dann schon. Dann sollte man auch an elektromagnetische
Wellen denken, für die sind 100kΩ nämlich selten ein Hindernis.
Bauform B. schrieb:> Wenn ihr mir nicht glauben wollt, ...
... dann glaubt mir ;-))
Ja, auch ich unterstütze den Einbau einen Ableitwiderstandes
vollständig!
Zusätzlich zu dem Leckstrom eines Tristate-Ausgang kommt ja auch noch
der Kollektor-Basis-Sperrstrom.
Wenn das Ausgangssignal unkritisch ist, kann man sich die große
Investition in einen zusätzlichen Widerstand natürlich sparen ;-)
