Announcement: there is an English version of this forum on Hallo, ich habe eine ganz grundlegene Frage zur Elektronik: es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Der Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom, sodass man keinen Vorwiderstand an der LED braucht? Vielen Dank im Voraus
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Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Natürlich kannst du das machen, aber natürlich musst du dann auch mit den Folgen leben. Simon G. schrieb: > Der > Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom, sodass man keinen Vorwiderstand > an der LED braucht? Der Basisstrom Ib "regelt" gar nichts, der Kollektorstrom Ic ist lediglich etwa proportional zum Basisstrom. Allerdings ist das Verhältnis Ic/Ib nicht besonders genau bekannt und außerdem stark temperaturabhängig. Da auch Ube in die gleiche Richtung temperaturabhängig ist wie die Stromverstärkung, ergibt sich eine noch verstärkte Stromzunahme mit der Temperatur. Der LED-Strom wird also nicht genau vorherbestimmbar und auch nicht konstant sein.
Simon G. schrieb: > Der Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom Da wird nix geregelt. Probiers mal aus und halte Kältespray und Föhn bereit.
Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Ja. Praktisch weißt du aber vor dem Kauf nicht, welchen Verstärkungsfaktor der Transistor haben wird. Also ist auch unklar, wie hell die LED dann leuchten wird.
Simon G. schrieb: > Der Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom, sodass man keinen > Vorwiderstand an der LED braucht? Er steuert ihn und das auch noch mit großen Toleranzen und Temperaturabhängigkeit der Verstärkung. Vernünftige Schaltungen werden so aufgebaut, dass sie von Bauteiltoleranzen unabhängig mit allen Bauteilen des gleichen oder ähnlichen Typs funktionieren.
Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? p.s. Wesentlich stabiler arbeitet die Schaltung, wenn der Widerstand in der Emitterleitung des Transistor liegt.
Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Aber sowas von theoretisch. Stefan ⛄ F. schrieb: > Also ist auch unklar, wie > hell die LED dann leuchten wird. ...und wie lange. :)
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Sicher reicht ein Widerstand (siehe Wolfgang). Der Strom durch den Widerstand ist recht stabil. Lediglich der Basisstrom verändert sich je nach Verstärkungsfaktor des Transistors.
Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand Wenn die Schaltung nur bei Raumtemperatur betrieben wuerde und am Transistor weniger als 5% der zulaessigen Verlustleistung abfallen, waere das moeglich. Passende Widerstaende sind zuverlassiger und guenstiger.
Simon G. schrieb: > es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur > einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Der > Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom, sodass man keinen Vorwiderstand > an der LED braucht? Ja, aber der Stromverstärkungsfaktor ist nicht besonders genau definiert, schwankt locker um 1:2 selbst bei Stromverstärkungsgruppierung Transistoren (BC547A, BC547B, BC547C) und auch dann nur bei bekannten Rahmenbedingungen (immer ähnliche Spannung und Strom) Du könntest also einen Transistor nehmen und den für ihn passenden Basiswiderstand ausmessen. Dann wird der Strom bei Spannungsschwankungen immer noch schwanken, aber zwischen 10mA und 30mA, oder zwischen 120mA und 350mA wird er sich eingrenzen lassen also eine LED die leuchtet aber nicht kaputt geht. Geht der Transistor kaputt, darfst du nicht einfach einen neuen mit derselben Typennummer einbauen, sondern musst den Basiswiderstand erneut ausmessen. Da ist es schlauer, Stromregler wie BCR430U oder CN5711 aus https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8 einzusetzen
Okay, vielen Dank an alle. Ich hab gedacht, die Verstärkung wäre ziemlich stabil, weil wir Aufgaben mit konstantem Stromverstärkungsfaktor in der Hochschule gerechnet haben. Jetzt bin ich schlauer :)
Simon G. schrieb: > Okay, vielen Dank an alle. Ich hab gedacht, die Verstärkung > wäre ziemlich stabil, weil wir Aufgaben mit konstantem > Stromverstärkungsfaktor in der Hochschule gerechnet haben. Es gehört zu den unbegreiflichen Mysterien des Lebens, dass alle Welt mit der STROMVERSTÄRKUNG rechnet, die stark typ-, exemplar- und temperaturabhängig ist, während die STEILHEIT, die fast universell für alle Bipolartransistoren gilt, ein Schattendasein in der Lehre fristet. > Jetzt bin ich schlauer :) Ich aber sage Dir: Lies den Tietze/Schenk.
MaWin schrieb: > Simon G. schrieb: >> es ist theoretisch ja möglich, eine LED über einen Transistor und nur >> einen Widerstand, den Basiswiderstand des Transistors, anzusteuern? Der >> Basisstrom regelt ja den Kollektorstrom, sodass man keinen Vorwiderstand >> an der LED braucht? > > Ja, aber der Stromverstärkungsfaktor ist nicht besonders genau > definiert, schwankt locker um 1:2 ... Das kompensiert die einfach Schaltung von oben. Hier drei wahllos herausgegriffene Transistoren aus drei Verstärkungsgruppen:
1 | U = 12 V |
2 | |
3 | IC[mA] IB[µ] |
4 | BC547A 8 47 |
5 | BC547B 8 27 |
6 | BC547C 8 18 |
Es kommt auf den Einsatz der Schaltung an. Z. B. an einem µC, der lediglich Ströme von ein paar 100 µA liefert.
Egon D. schrieb: > Ich aber sage Dir: Lies den Tietze/Schenk. Oder für die Praxis oft besser noch Horowitz/Hill ...
TZMan schrieb: > Das kompensiert die einfach Schaltung von oben. Die Unsinnsschaltung von dir kompensiert gar nichts, sondern funktioniert wie ein einfacher Vorwiderstand. So lange die Betriebsspannung konstant ist, bleibt es auch der LED Strom. Natürlich gibt es sinnvoll stromregelnde Schaltungen auch für schwankende Betriebsspannung (Akku direkt an LED, uC an Spannungsregler), aber die baut man anders.
1 | 9..40V |
2 | | |
3 | LED |
4 | | |
5 | uC-Ausgang(0V/5V) --|< NPN wie BC547 |
6 | |E |
7 | 220 Ohm für 20mA |
8 | | |
9 | GND |
MaWin schrieb: > TZMan schrieb: >> Das kompensiert die einfach Schaltung von oben. > > Die Unsinnsschaltung von dir kompensiert gar nichts, sondern > funktioniert wie ein einfacher Vorwiderstand. Genau. Der Transistor kann für das selbe Ergebnis einfach durch eine Diode ersetzt werden. Nötig ist das nicht, man kann ihn auch einfach weglassen, der Unterschied ist minimal. TZMan schrieb: > Es kommt auf den Einsatz der Schaltung an. Z. B. an einem µC, der > lediglich Ströme von ein paar 100 µA liefert. Ja, wenn du die Basis mit dem µC ansteuerst. Dann ist der Strom tatsächlich nur abhängig von der Spannung an der Basis und man braucht nur sehr wenig Basisstrom. Aber die Verbindung zwischen B und C am Transistor ist Quatsch. MaWin schrieb: > aber die baut man anders. Üblicherweise und sinnvollerweise ja. Man könnte sie auch so bauen, wie TZMan postete, aber eben mit Ansteuerung der Basis vom µC und solange der HIGH-Pegel groß genug ist für die eingesetzte LED.
Egon D. schrieb: > Es gehört zu den unbegreiflichen Mysterien des Lebens, dass > alle Welt mit der STROMVERSTÄRKUNG rechnet, die stark typ-, > exemplar- und temperaturabhängig ist, während die STEILHEIT, > die fast universell für alle Bipolartransistoren gilt, ein > Schattendasein in der Lehre fristet. Meine Erfahrung dazu ist, daß es den Leuten schwerfällt mit einer differentiellen Größe zu denken, die vom momentanen Arbeitspunkt anhängt. Es reicht meist nur für die als konstant angenommene "Stromverstärkung". Vermutlich ist das auch einer der Gründe für den Glaubenskrieg im Parallelthread über Stromsteuerung/Spannungssteuerung.
MaWin schrieb: > TZMan schrieb: >> Das kompensiert die einfach Schaltung von oben. > > Die Unsinnsschaltung von dir kompensiert gar nichts, ... Doch, das tut sie. Sie kompensiert z. B. die unterschiedlichen Verstärkungen. Versuche einfach meinen Beitrag vollständig durchzulesen und zu verstehen. Der Beitrag zeigt die Kompensation der Verstärkungen und zeigt eine Einsatzmöglichkeit. Deine Einlassungen sind nur unbrauchbares Gerede. @ HildeK Mitdenken ist angesagt. Wenn man meinen Beitrag durchliest und versteht, dann sollte es für den geneigten Leser klar sein, dass die Basis des Transistors angesteuert wird und die obige Schaltung der Verdeutlichung von Basisstrom und dem Strom durch die LED verdeutlicht. Abschließend: Das Problem in diesem und vielen anderen Threads ist, dass Beiträge nicht durchgelesen werden und in der Regel nur - nicht zielführende . Meinungen geäußert werden und das von den immer gleichen "Fachleuten".
TZMan schrieb: > dass die Basis des Transistors angesteuert wird und die obige Schaltung > der Verdeutlichung von Basisstrom und dem Strom durch die LED > verdeutlicht. Richtig. Die Basis sollte dann mit der höchst möglichen Spannung angesteuert werden, genau so wie du es gezeichnet hast. In diesem Fall VCC mit 12 Volt. HildeK schrieb: > Aber die Verbindung zwischen B und C am Transistor ist Quatsch. Im Prinzip ist der ganze Transistor, so wie er hier eingesetzt wird, Quatsch. Aber für die Verdeutlichung gut geeignet, weil man ihn jetzt direkt mit einem 12 Volt Digitalsignal ohne Basisvorwiderstand ansteuern könnte. Man könnte ihn sogar direkt über ein Spannungsteilerpoti ansteuern um stufenlos die Helligkeit der LED einzustellen. Aber das nur am Rande.
Man könnte theoretisch auch gleich die Kollektorschaltung zeigen, anstatt seitenlangem theoretischen Gedöns.
Ach Du grüne Neune schrieb: > Im Prinzip ist der ganze Transistor, so wie er hier eingesetzt wird, > Quatsch. Aber für die Verdeutlichung gut geeignet, weil man ihn jetzt > direkt mit einem 12 Volt Digitalsignal ohne Basisvorwiderstand ansteuern > könnte. > > Man könnte ihn sogar direkt über ein Spannungsteilerpoti ansteuern um > stufenlos die Helligkeit der LED einzustellen. Aber das nur am Rande. Ja, aber richtig macht man es so, wie MaWin es gezeichnet hat. - Da kannst du genauso mit dem Poti den Strom einstellen. - Da kannst du mit 3.3V ansteuern und auch mit 5V, den üblichen Logikpegeln. - an 12V sind dann auch 2 oder 3 LEDs in Reihe betreibbar, je nach LED-Typ und Logikspannung. Man muss nur den Emitterwiderstand entsprechend dem gewünschten LED-Strom richtig wählen.
TZMan schrieb: > Doch, das tut sie. Sie kompensiert z. B. die unterschiedlichen > Verstärkungen Da der Transistor in deiner Schaltung überflüssig ist, ist auch seine Verstärkung irrelevant, genau. Bliss ist deine Schaltung nicht mehr, als eine LED mit Vorwiderstand und überflüssigen Transistor. Sie dient nicht der Stromregelung durch die LED. Wenn überhaupt, kommt der Widerstand an dem Emitter und die LED an den Kollektor und die Basis an eine nicht schwankende Spannung.
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Welchen Sinn macht es eine LED ohne Widerstand zu betreiben? Der einzige, der mir einfällt ist bei schwankender Betriebsspannung bzw. um eine Batterie ganz aus zu lutschen. Also kommt nur eine Konstant Stromquelle in Frage. Dazu kann man z.B. einen FET benutzen, dessen 0 Strom bei ca. 20 mA beträgt. Eine andere einfache Möglichkeit einen z.B. 7805 Spannungsregler mit einem Widerstand belasten entsprechend dem gewünschten Strom (20mA) und die LED in Reihe zur Eingangsspannung. Größerer Aufwand bringt mit 2 Transistoren die klassische Konstantstromquelle.
bena schrieb: > Welchen Sinn macht ... Dein Beitrag hier? Die Zeiten, wo kleine LEDs mit 20mA betrieben werden mussten, sind lange vorbei. Einen 7805 als Stromregler - selten so einen Unfug gelesen. Wenn es denn unbedingt sein soll, LM317 - aber nicht für eine kleine LED. > GrößereN Aufwand bringt mit 2 Transistoren die klassische Konstantstromquelle. Es gibt bessere Schaltungen, einen Transistor, zwei Widerstände und eine Diode. Die Zweitransistorgebilde haben einen recht geringen Arbeitsbereich. Also: Eine LED kommt im Regelfall an der Kollektor eines NPN, Vorwiderstand dran und fertig.
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