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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Basisstrom berechnen


Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo zusammen,

mir steht da gerade jemand auf'm Schlauch...

Folgendes: Ich habe einen npn Bipolartransistor mit Basisvorwiderstand 
und dahinter einen Widerstand nach Masse, beide 10k. Dieses Konstrukt 
hängt nun an einem normalen µC I/O Pin.
Frage: Wie berechne ich nun den tatsächlichen Basisstrom bei einem Pin 
Highpegel, in meinem Fall 3.3V ??

Ist wahrscheinlich simpel, aber ich drehe mich da im Kreis...

Danke!

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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>mir steht da gerade jemand auf'm Schlauch...
>Ist wahrscheinlich simpel, aber ich drehe mich da im Kreis...

Mit der Nummer solltest du im Zirkus auftreten... ;-)

Im Datenblatt des Transisitors wird du eine Angabe zu 
Gleichstrom-Verstärkung finden. Die heisst entweder "B" oder "HFE". Eine 
Einheit hat sie nicht. Sie stellt das Verhältnis zwischen Kollektor- zum 
BasisStrom dar (B=IC/IB).
Da du den Transistor als Schalter betreiben willst, solltest du den 
Basisstrom 5-10 so groß wählen wie berechnet ("überteuern"!).

Autor: Stefan (Gast)
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Ohmsches Gesetz: U = R * I

3,3 V / 10 kOhm = 0,33 mA

Aber du willst eigentlich was anderes:

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

Es fehlen Angaben zur Versorgungsspannung des Verbrauchers (Widerstand 
nach Masse?) um den zu schaltenden Strom durch den Transistor zu 
berechnen, zum Bipolartransistor (hFE laut Datenblatt), min. Strom am 
Output-Pin des µC (Datenblatt).

Hätte man diese Angaben, könnte man den Basiswiderstand berechnen.

Autor: Thorsten (Gast)
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Hallo und danke schonmal.

So bestimme/berechne ich den benötigten Basisstrom, das ist mir klar.

Und wenn ich nur einen Basisvorwiderstand habe, kann ich den 
tatsächlichen Basisstrom auch berechnen z.B. (3,3V-0,6V)/10k = xx mA...

Aber wie berechne ich den tatsächlichen Basisstrom mit oben genannten 
Widerstandsnetzwerk davor?

Autor: --- (Gast)
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glaub dem Klugscheisser kein Wort.
Du führst den IO-Pin über 10kOhm zur Basis, dann den Emitter über 10kOhm 
nach Masse? Abgesehen davon, dass mir nicht einleuchtet, was das soll, 
ist dann
IB=(3.3V-UBE)/20kOhm=130uA da du UBE=0.7V annehmen kannst.

Autor: Thomas B. (yahp) Benutzerseite
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> ("überteuern"!).

Auch nicht schlecht ;-)


Wo ist der zweite Widerstand, also der gegen Masse? Für die Berechnung 
des tatsächlichen Basisstromes brauchst du U_BE, sollte es im Datenblatt 
gegen I_C aufgetragen geben. So wie ich das verstehe hast du dann eine 
Parallelschaltung eines Widerstandes und der Basis-Emitter-Strecke gegen 
Masse?

Autor: Thorsten (Gast)
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Um das Netzwerk nochmals zu verdeutlichen:


                         |
                         |
3,3V _           iB | /
 ---|   |-------------|/
     ---     |        |\
            - -         \
            |  |         |
            |  |         |
            |  |         |
             --          |
              |          |
              |          |
             __        __

Nennt sich übrigens "Bias Resistor Network".

Beide Rs 10k. Eingangsspannung 3,3V
Frage: Wie hoch ist iB?

Autor: johnny.m (Gast)
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@Rahul:
> "überteuern"!
Gilt die neue MwSt. auch für Transistor-Basisströme?

@Thorsten:
Im Bereich kleiner Ströme haben Bipolar-Transistoren i.d.R. eine 
Basis-Emitter-Spannung von 0,5-0,7 V. Gehen wir mal von 0,7 V aus. Dann 
fließen über den Widerstand nach Masse 70 µA. Der Strom aus dem µC-Pin 
ist dann (3,3 V - 0,7 V) / 10 kOhm = 260 µA. Der Strom, der durch die 
Basis fließt, wäre dann 260 µA - 70 µA =  190 µA. Sind natürlich alles 
nur Annahmen und Näherungen. Die Größenordnung sollte ungefähr stimmen. 
Den Widerstand nach Masse kann man sich aber eigentlich meist sparen. 
Dann wären es 260 µA Basisstrom.

Autor: johnny.m (Gast)
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@---
> IB=(3.3V-UBE)/20kOhm=130uA da du UBE=0.7V annehmen kannst.
Ich glaub, da hat einer was übersehen. Die Spannung am unteren R ist 
begrenzt durch den pn-Übergang Basis-Emitter. Ganz so einfach isses dann 
doch nicht...

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Wie sieht die Schaltung aus: ein Spannungsteiler nach Masse mit 2 * 10 
kOhm und daran die Basis? Der Gesamtstrom durch den oberen Widerstand 
wie schon genannt teilt sich auf in den Basisstrom und den Strom durch 
die unteren 10k. Letzterer beträgt 0,6V/10k, damit ist der Basisstrom 
doch die Differenz.

Oder habe ich die Schaltung falsch verstanden?

Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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>glaub dem Klugscheisser kein Wort.
Dir aber auch nicht.
>IB=(3.3V-UBE)/20kOhm=130uA da du UBE=0.7V annehmen kannst.

Son Quatsch!
Schon mal was von belasteten Spannungsteilern gelesen/gehört?

Das ist einer!

Spannung über dem unteren Widerstand ist UBE.
Die Spannung über dem "oberen" ist (3,3V-UBE).
Der Strom, der über den oberen Widerstand fliesst ist demnach 
(3,3V-UBE)/10k = (3,3V-0,7V)/10k = 260µA
Damit über dem unteren Widerstand 0,7V abfallen kann, muß da also ein 
bestimmter Strom fliessen: I = U/R: 0,7V/10k = 70µA
Demnach gibt das einen Basisstrom von 260µA-70µA = 190µA.


Autor: fieser, klugscheissender Rahul (Gast)
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Wenigstens komme ich aufs gleiche Ergebnis.

Ja, auch Basisströme werden besteuert und damit teuerer.
Sowas kann man aber verhindern, wenn man mit o.g. Nummer im Zirkus 
auftritt... ;-)

Autor: johnny.m (Gast)
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@Rahul:
Da sind wir ja mal einer Meinung! Der hat doch glatt vergessen, die 
Mehrwertsteuer draufzuschlagen. Tja, wer im Glashaus sitzt...

Autor: Tim (Gast)
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Und wenn ich deine 190 uA mit der Knotenregel von johnny vergleiche sind 
wir alle wieder froh.

Autor: Thorsten (Gast)
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ok, danke Euch für die Antworten!
Ist im Endeffekt gar nicht schwer, nur konsequent Maschen- und 
Knotenregel anwenden...

In den Zirkus brauche ich dann wohl nich mehr ;-)

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