Hallo! Ich möchte eine Konstantstromquelle einbauen und der Hersteller schlägt vor diese mit einem vorgespannten Transistor zu schalten. (Unten links) Kann mir jemand erklären welchen Zweck die Widerstände haben? Lg A.B
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Basisstrombegrenzung und sichere Sperrung falls In/Out offen (hochohmig) ist. Das sind absolute Grundlagen. Mit denen solltest du dich befassen wenn du den ersten Transistor in die Hand nimmst.
Ja, das habe ich mir schon gedacht. Aber die beiden Widerstände bilden auch ein Spannungsteiler mit einem Verhältnis von 2.1 Ist das auch von belang?
A. B. schrieb: > Kann mir jemand erklären welchen Zweck die Widerstände haben? 'Vorgespannt' kenne ich in dem Zusammenhang nicht. Aber die Widerstände sind doch ganz üblich: ein Basisvorwiderstand und optional, je nach Art der steuernden Quelle (z.B. dessen LOW-Pegel) auch der R zwischen B und E. Wahrscheinlich soll das das Ersatzbild eines Digitaltransitors darstellen. Da sind diese Widerstände eh eingebaut. Der Transistor ist eh nur notwendig, wenn du die Stromquelle ein- und ausschalten willst. Falls man das von einem µC aus steuern will und VCC auch für die µC-Versorgung verwendet wird, dann braucht man den Transistor ebenfalls nicht.
Rext und sein Parallelwiderstand bestimmen den Strom der Konstantstromquelle.
0,7 ist der Spannungsabfall an der Diode (die zweite Diode kompensiert den Spannungsabfall an der Basis-Emitter-Strecker)
A. B. schrieb: > Ja, das habe ich mir schon gedacht. Aber die beiden Widerstände bilden > auch ein Spannungsteiler mit einem Verhältnis von 2.1 > > Ist das auch von belang? Nenne halt mal ein paar mehr Details: VCC, wer steuert an, mit welchen Pegeln, welche Widerstandswerte sind genannt usw.
A. B. schrieb: > Ja, das habe ich mir schon gedacht. Aber die beiden Widerstände > bilden auch ein Spannungsteiler mit einem Verhältnis von 2.1 > Ist das auch von belang? Wesentlich ist der Strom, der an der Basis des Transistors, aufgebracht werden muss, damit der Transistor sicher durch gesteuert wird.
A. B. schrieb: > Kann mir jemand erklären welchen Zweck die Widerstände haben? Damit der Transistor nicht kaputt geht, und bei offenem Eingang sicher abgeschaltet ist.
> 'Vorgespannt' kenne ich in dem Zusammenhang nicht. Mouser listet diese art der Transistoren,. also mit eingebauten Widerständen, unter diesem Begriff: https://www.mouser.de/c/semiconductors/discrete-semiconductors/transistors/bipolar-transistors-pre-biased/ Daher dachte ich, die Dinger heißen so :D Die Versorgungsspannung ist 24V und wenn der uC auf 5V schaltet dann fließt ja immer noch ein Strom und die LEDs werden nicht ausgehen (meine Annahme) daher der Transistor.
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A. B. schrieb: > Aber die beiden Widerstände bilden auch ein Spannungsteiler mit einem > Verhältnis von 2.1 > Ist das auch von belang? Das ist eine übliche Transistorbeschaltung. Die Widerstandswerte hängen davon ab, womit der Transistor angesteuert wird und was er zu schalten hat. Da gabs eine Diskussion zur Innenbeschaltung der ULN-Treiber. Im Beitrag "ULN2803 Widerstand" kannst du die Überlegungen zu solchen Widerständen und deren Werten mal nachvollziehen. A. B. schrieb: > einem vorgespannten Transistor Hast du dir den Begriff selber ausgedacht? Denn technisch gesehen ist da nicht irgendwie "vorgespannt".
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A. B. schrieb: > Aber die beiden Widerstände bilden > auch ein Spannungsteiler mit einem Verhältnis von 2.1 Das wäre nur der Fall, wenn beide Widerstände den gleichen Wert haben. Kann sein, muss nicht. Allerdings: ab ca. 0,7V aufwärts leitet die B-E Strecke des Transistors, so dass die Spannung (am unteren Widerstand) nur minimal darüber ansteigen kann.
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A. B. schrieb: > Mouser listet diese art der Transistoren,. also mit eingebauten > Widerständen, unter diesem Begriff: > > https://www.mouser.de/c/semiconductors/discrete-semiconductors/transistors/bipolar-transistors-pre-biased/ > > Daher dachte ich, die Dinger heißen so :D Nach DeepL Translate kann man das auch als "Vorwiderstand" übersetzen: https://www.deepl.com/translator#en/de/Biasing%20Resistor Das würde den hiesigen Sprachgebrauch besser treffen...
Pre-Bias = vorgespannt Das kannte ich so auch noch nicht. Ich kannte solche Transistoren bisher als "mit integrierten Widerständen".
Steve van de Grens schrieb: > Pre-Bias = vorgespannt > Das kannte ich so auch noch nicht. Ich kannte solche Transistoren bisher > als "mit integrierten Widerständen". Pre-Bias würde ich verstehen wenn der Widerstand nicht zwischen Basis-Emitter sondern zwischen Basis-Kollektor sitzt. Dann ist die Basis mit einem Strom "Pre-biased".
A. B. schrieb: > Daher dachte ich, die Dinger heißen so :D Das bei Mouser ist einfach eine falsch und unglücklich gewählte Übersetzung. Denn "Bias" kann zwar als "Vorspannung" übersetzt werden, "biasing" aber auch als "beeinflussen" oder "beeinflussend": - https://www.deepl.com/translator#en/de/bias - https://www.deepl.com/translator#en/de/biasing Und dann sind wir schon ganz nah dran, denn "Beeinflussen" tut das "bias resistor network" den Transistor tatsächlich: - https://toshiba.semicon-storage.com/eu/semiconductor/knowledge/faq/mosfet_common/what-is-a-bias-resistor-built-in-transistor.html Die Definition von "Bias" ist sowieso eine sehr Weitläufige: - https://de.wikipedia.org/wiki/Bias Dabei ist dann Bias in der Elektronik eine "konstante Größe, die einem Nutzsignal überlagert wird". Und diese "Überlagerung" ist eben ein "Herunterteilen" statt eines zusätzlichen "Vorspannens".
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A. B. schrieb: >> 'Vorgespannt' kenne ich in dem Zusammenhang nicht. > > Mouser listet diese art der Transistoren,. also mit eingebauten > Widerständen, unter diesem Begriff Naja, man kann den Begriff 'Built-In Biasing Resistors' der in einem Datenblatt steht, auch mit 'eingebaute (Vor-)Widerstände' übersetzen. Das trifft es besser. Sagt man dazu 'Digitaltransistor' (der Begriff taucht bei Mouser auch auf), dann wissen deutlich mehr Leute, was gemeint ist :-). Die Dinger gibt es, um für viele üblichen Anwendungen in der Digitaltechnik externe Widerstände und damit Layoutplatz und Bestückungsaufwand zu sparen. Rechnet sich dann bei großen Stückzahlen. Das lässt sich funktionsgleich mit jedem Standardtransistor nachbauen; du brauchst deshalb keine Bestellung anleiern.
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OK danke schonmal Leute! Eine letzte Frage: Der Hersteller empfiehlt diesen Transistor: https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2302131030_Nexperia-PDTC124XU-115_C426851.pdf Funktioniert es damit am 5V I/O vom uC? Ich denke schon, wollte nur mal auf Nummer sicher gehen. Lg A.B
A. B. schrieb: > Die Versorgungsspannung ist 24V und wenn der uC auf 5V schaltet dann > fließt ja immer noch ein Strom und die LEDs werden nicht ausgehen (meine > Annahme) daher der Transistor. Ja, so ist das in dem Falle auch. Und da das ein bipolarer Transistor ist (npn bzw. pnp), mit einer pn-Strecke zw. B und E, hat man da ein Dioden-Verhalten. Also exponentiell mit der Ube steigender Strom "bis ins Unendliche". Daher der eine R. Der andere R gegen Masse macht daraus noch einen Spannungsteiler, was immer ganz gut ist, wenn der L-Pegel (welcher ja nicht unbedingt genau 0V ist) der Quelle für den Transistor immer noch zu hoch ist. Ansonsten eigentlich nicht nötig, bzw. nur in spezielleren Fällen.
A. B. schrieb: > Eine letzte Frage: > > Der Hersteller empfiehlt diesen Transistor: > > https://datasheet.lcsc.com/lcsc/2302131030_Nexperia-PDTC124XU-115_C426851.pdf > > Funktioniert es damit am 5V I/O vom uC? > > Ich denke schon, wollte nur mal auf Nummer sicher gehen. Eigentlich kannste an der Stelle jeden Kleinleistungs-T nehmen. Er muß eben npn sein, die paar mA oder µA in C und Basis, die durch die Schaltungsumgebung vorgegeben werden, und Vcc lässig vertragen. Da Deine Wahl ein Digital-T ist, drauf achten, daß bei 5V-Ansteuerung auch wirklich auch wirklich voll durchgeschaltet werden kann, bzw. der nötige Strom für die Ansteuerung des oberen T aufgebracht werden kann (hängt von Dimensionierung der oberen R bzw. auch Last ab - wir wissen ja nicht, um welche Ströme es hier so geht ...
A. B. schrieb: > Funktioniert es damit am 5V I/O vom uC? Im Prinzip ja, aber du hast nicht gesagt, welche Konstantstromquelle du einsetzen willst. Da steht im Datenblatt, welchen Steuerstrom benötigt wird. Den muss dein Transistor (auch unbekannt) eben können, wobei es sehr aber wahrscheinlich ist, dass es kleine Ströme sind. Es wäre generell sinnvoll, alle verwendeten Bauteile schon im Eröffnungsbeitrag zu benennen. Außerdem: so ein Digitaltransistor ist genau dafür gedacht, dass er direkt von 5V oder auch 3.3V angesteuert werden kann. Und wie schon mehrfach gesagt, du kannst jeden normalen NPN nehmen (BC547 o.ä.) und die Widerstände extern anbringen.
A. B. schrieb: >> 'Vorgespannt' kenne ich in dem Zusammenhang nicht. > > Mouser listet diese art der Transistoren,. also mit eingebauten > Widerständen, unter diesem Begriff: > > https://www.mouser.de/c/semiconductors/discrete-semiconductors/transistors/bipolar-transistors-pre-biased/ > > Daher dachte ich, die Dinger heißen so :D > Und Nexperia listet sie unter RET auf: https://www.nexperia.com/products/bipolar-transistors/resistor-equipped-transistors-rets/
Klaus H. schrieb: > Das lässt sich funktionsgleich mit jedem Standardtransistor nachbauen; > du brauchst deshalb keine Bestellung anleiern. Insbesondere weil die RET bzw. digitaltransistoren eine sehr grosse Streubreite der integrierten Widerstände (+/- 30%) haben: Für Einzelstücke lohnt es eher das diskret mit Standardtransistoren aufzubauen.
A. B. schrieb: > Der Hersteller empfiehlt diesen Transistor: Der hat laut DB
1 | min typ max |
2 | R1 bias resistor 1 (input) 15.4 22 28.6 kΩ |
3 | R2/R1 bias resistor ratio 1.7 2.1 2.6 |
Andrew T. schrieb: > Insbesondere weil die RET bzw. digitaltransistoren eine sehr grosse > Streubreite der integrierten Widerstände (+/- 30%) haben ... sollte man da ggfs. genau nachrechnen. Im schlimmsten Fall beginnt der Transistor also bei 0,6V*2,6 = 1,6V am Eingang zu leiten. Passt soweit. Und es fließen schlimmstenfalls bei 5V aus dem µC-Pin bis zu (5V-0,7V)/15,4 kΩ + 0,7V/(15,4 kΩ/2,6) = 400µA. Dürfte auch jeder µC Ausgang "hinreichend" schaffen. Wo man allerdings aufpassen muss ist die Übersteuerung des Transistors als Schalter (und das ist ja der eignetliche Zweck dieser digitalen Transistoren): wenn man bei einem Basisstrom von mindestens (5V-0,7V)/28,6 kΩ - 0,7V/(28,6 kΩ/2,6) = 90µA die Fig. 2 im Datenblatt anschaut, dann passt das wegen Ic/Ib=20 mit der niedrigen Ucesat sicher nur bis 90µA*20 = 18mA Kollektorstrom. Auch wenn der Transistor an sich bis zu 100mA spezifiziert ist... Kurz: da mag zwar "digital" dranstehen, das Ding ist und bleibt aber ein analoger Transistor mit allen Freiheitsgraden.
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Lothar M. schrieb: > das Ding ist und bleibt aber ein > analoger Transistor mit allen Freiheitsgraden. Eben nicht mit allen Freiheitsgraden! Man kann doch die Widerstände nicht den Bedürfnissen anpassen ...
Hmm, richtig, schlechte Wortwahl. Streiche "Freiheitsgrade", setze "Eigenarten, Unzulänglichkeiten und Toleranzen".
Lothar M. schrieb: > Der hat laut DB min typ max > R1 bias resistor 1 (input) 15.4 22 28.6 kΩ > R2/R1 bias resistor ratio 1.7 2.1 2.6 > ... > Wo man allerdings aufpassen muss, ist die Übersteuerung des Transistors > als Schalter (und das ist ja der eignetliche Zweck dieser digitalen > Transistoren): wenn man bei einem Basisstrom von mindestens > (5V-0,7V)/28,6 kΩ - 0,7V/(28,6 kΩ/2,6) = 90µA (5V-0,7V)/28,6 kΩ - 0,7V/(28,6 kΩ * 1,7) = 140µA Denn R2/R1 = 1,7 und somit ist R2 = R1 * 1,7 = 28,6 kΩ * 1,7. > wenn man bei einem Basisstrom von mindestens > (5V-0,7V)/28,6 kΩ - 0,7V/(28,6 kΩ/2,6) = 90µA die Fig. 2 im Datenblatt > anschaut, dann passt das wegen Ic/Ib=20 mit der niedrigen Ucesat sicher > nur bis 90µA*20 = 18mA Kollektorstrom. Sogar nur 90µA*20 = 1,8 mA Kollektorstrom! Wenn man sich Fig. 3 anschaut, kommt man wohl mit einer Steuerspannung von 5V bis max 30 mA Kollektorstrom bei Ucesat = 0,3V. Aber so richtig sicher spezifiziert ist das nicht.
Alexander S. schrieb: > (5V-0,7V)/28,6 kΩ - 0,7V/(28,6 kΩ * 1,7) = 140µA Richtig, der R2 ist ja hochohmiger als der R1 und der niederohmigste R2 (also der, der am meisten Basisstrom vom höchstohmigen R1 nach Masse "abzweigt") ist dann 48 kΩ. > Sogar nur 90µA*20 = 1,8 mA Kollektorstrom! Stimmt, Zehnerpotenz verrutscht. Und korrekterweise auch deine 140µA statt 90µA. Allerdings brauchen wir hier in der Anwendung keine vollständige Durchsteuerung/Sättigung des Transistors, sodass es hier auch bei höheren Kollektorströmen noch gut geht und wir mit hfe=100 rechnen können.
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