Transistor: Emitter-Base-Voltage

[Goblin]

Hallo!

Ich möchte ein paar LEDs (insgesamt ca. 1A) über einen Controller steuern (alle an einem Pin) und als Treiber einen BD535H verwenden. Die LEDs sollen mit 14V laufen, der Pin am µc bringt natürlich nur 5V. Nun steht im DB des Transistors dass die Emitter-Base-Voltage nur 5V beträgt. Wenn ich den mit 5V schalte und am Emitter dabei 14V rauskommen (idealisiert jetzt), dann hab ich ne Emitter-Base-Voltage von 9V. Macht das der Transistor trotzdem mit? Ist die EB-Voltage nun ein Maximalwert oder der Wert ab dem der Transistor überhaupt funktioniert?

[kalledom]

Hallo Goblin,
der BD535 ist ein NPN-Transistor, bei dem der Emitter im Schaltbetrieb an GND angeschlossen wird. Die Basis kommt über ca. 220 Ohm ... 1k an den Ausgang des µC und die LED's über einen geeigneten Vorwiderstand zwischen Collektor und +14V.
Bei größerem Strom benötigst Du einen Darlington-Transistor, weil der Strom des µC-Pins nur max 20mA liefern kann und das auch nicht gleichzeitig an mehreren Pins.
Wenn Du einen Transistor mit geringer Stromverstärkung (B / hFE) von z.B. 50 hast dürfen maximal 20mA * (50 / 4) = 20mA * 12,5 = 250mA geschaltet werden.
1/4 von hFE, damit der Transistor 'sauber' durchschaltet und weit genug weg aus dem Regelbereich ist (wenig Spannungsabfall an Collektor - Emitter).
Die Emitter-Basis-Spannung ist nur dann interessant, wenn die Basis negativer werden kann, als der Emitter; über -5V an der Basis geht es ins Jenseits.
Ab 0,6V Basis-Emitter-Spannung fließt ein Basisstrom und die Collektor-Emitterstrecke beginnt zu leiten.
Bei 0,7...0,75V dürfte der Transistor 'sauber durchgeschaltet' sein.
Wenn Du 5V an die Basis anschließt und somit über 0,8V Basis-Emitter-Spannung kommst, dürfte sich der Transistor ebenfalls ins Jenseits begeben.
Also, die 0,7V Basis-Emitter-Spannung nicht mit den 5V...???V Emitter-Basis-Spannung verwechseln.

[Goblin]

Würde sich ein BC547B als Darlington-Transistor eignen? Dann müsste die Schaltung also so aussehen? :

http://img433.imageshack.us/img433/4949/schaltungmb8.jpg

[Mosi]

Hi Goblin,

ein Transistor ist zuviel, du kannst den Prozessor direkt an R2 anschliessen.
wenn du extrem geringe Steuerströme hast, dann ist deine Schaltung nur bedingt geeignet, R2 sollte dann komplett entfallen, dafür in die Kollektorleitung von T2 eingefügt werden. Aber wie gesagt, für Prozessoranwendungen reicht T2, R2, R1 völlig aus!

Gruß, Rene

[magnetix48]

@Mosi: du hast übersehen, dass 1 A geschaltet werden soll, nicht nur eine LED

Die Schaltung würde sich sehr vereinfachen, wenn statt des BD535 ein Logiclevel FET verwendet würde, Nur R1, R3 und der FET!

Gruß
Detlef

[Mosi]

ok, bei 1A wirds mit einem einzelnen Transistor eng...Würde mit ausgesuchten Exemplaren aber gehen.
Trotzdem ist die obere Schaltung so kaum zu gebrauchen, zum vollständigen Durchschalten des T1 braucht man durch die Hintereinanderschaltung von 3 Emitterfolgern nebst dem Spannungsabfall über R2 schon ziemlich hohe Spannungen. R2 müsste deshalb in die Kollektorleitung von T2. Aber auch dann rührt sich erst ab ca. 2,1V Eingangsspannung etwas.
Logic-Level-FET ist natürlich klar die beste Lösung, ersatzweise ein Darlington für T1 (z.B. BD676).

[Goblin]

@mosi: du meinst ich kann mit dem BC547 1A (sagen wir eher 600mA) schalten? Ist eh PWM mit maximal 1/10 Tastverhältnis...

[shaun]

Wofür zum Geier drei Emitterfolger? Die Schaltung würde wie gezeichnet durchaus funktionieren, wenn die Widerstandswerte stimmen. Optimal ist sie natürlich nicht, da passt der Darlington schon eher. BTW: wie schnell wird die PWM? Auch biploare Transistoren sperren nicht beliebig schnell...

[Mosi]

BC547 ist klar überfordert, auch bei PWM würde ich das nicht machen.
Was spricht gegen einen FET oder einen Leistungs - Darlington? Kosten auch nur Pfennige.

Gruß, Rene

[Goblin]

Was spricht gegen einen FET oder einen Leistungs - Darlington? Kosten auch nur Pfennige.


Ich müsste sie extra bestellen.


BTW: wie schnell wird die PWM? Auch biploare Transistoren sperren nicht beliebig schnell...


Laut Specs der LEDs sollte ich sie maximal 0,1 ms an haben bei einem Tastverhältnis von 1:10. Also recht langsam.

[Anatec]

Der BD535 kann lt. Datenblatt gut 1A bei einem min. ß von 25 schalten. 1A / 25 = 40mA (Basisstrom)
Damit ist ein µC mit einem max. Ausgangsstrom von 20mA überfordert. Ein BCxxx NPN als Darlingtontreiber kann das Manco beseitigen. Die Stromverstärkungsfaktoren der beiden Transistoren multiplizieren sich und da auch der schlechteste BC über 100 liegt, kann der Basiswiderstand in den kOhm Bereich verschoben werden. Ein BC547 kann max 100mA Ic liefern. Damit kann er den BD im ungünstigsten Fall bis zu 2,5A treiben. Der BD selber könnte bis 8A, allerdings müßte dann der BC gegen einenTyp mit höherem max Ic getauscht werden. Bei einem Ic von 1A am BD535 muß dieser schon gekühlt werden. (ca. 1W Verlustleistung). Die Berechnung der Vorwiderstände für die Leuchdioden setze ich mal als bekannt voraus. Sicher kann man einen "fertigen" Darlington Transistor verwenden, Solch eine Zusammenschaltung gibt die Bastelkiste oft eher her, als extra einen Typ zu bestellen. Zu guter Letzt, die Schaltzeiten der NPN Si Transistoren liegen im MHz Bereich. Wer Wert auf exakte Rechtecke legt, sollte die Grenzfrequenz seines Transistors 5 bis 10 mal höher als die höchste auftretende Frequenz wählen. (BD535 min. 3MHz, abhängig vom max IC. BC's liegen über 100MHz). Auch wenn der Leistungstransistor die Flanken für die LED verschleift, wird nicht viel passieren, da normale LED auf Grund ihrer großen Eigenkapazität von Hause aus nicht besonders schnell sind.

http://www.ha-electronic.de/LED.jpg

73 Gerd H

[shaun]

Als Funker ist die Aussage, dass die SCHALTzeiten dieser Transistoren im MHz-Bereich liegen etwas gewagt, meinst Du nicht? Wenn Du das Ding in die Sättigung treibst und dann einfach nur den Basisstrom wegnimmst möchte ich mal die Abschaltzeit sehen... Für die vom Fragesteller geforderten 1000Hz mit 10% Tastverhältnis kein Problem, aber sobald es in den MHz-Bereich geht, dürften die Schaltzeiten im Bereich der Pulsbreite liegen.

[Anatec]

Für die vom Fragesteller geforderten 1000Hz mit 10% Tastverhältnis kein Problem,
So wollte ich es auch verstanden wissen :-)
Hätte der Fragesteller mit hohem Speed argumentiert, würde ich natürlich mindestens noch den Parallel-C zum Basiswiderstand einzeichnen oder einen Leistungs HF Transistor in ECL Technik beschreiben.

73 Gerd H

[shaun]

Was anderes hatte ich auch nicht wirklich erwartet. Mit ECL schlage ich mich gerade herum, das ist für eine LED-PWM vielleicht eine Nummer zu hoch gegriffen.

[Hubert.G]

Ich weiss nicht warum die großen Ströme. Wieviele LEDs sind es denn? An 14V kann man bis zu 7 LED in Serie schalten und mit einem BC547 dann auch noch 8 mal parallel das sind wenn man nur 6 LEDs rechnet immerhin noch 48 LEDs, und das ganz ohne Leistungstransistor und für PWM geeignet und 100mA Reserve.

[Anatec]

@Hubert.G,
Ich vermute mal, Goblin möchte irgendwas IR mäßig basteln. Die kurzen Impulse und die hohen Ströme lassen den Schluß zu, zumal er was von Milisekunden (Herstellervorgabe) schreibt. IR Sendedioden können im Impulsbetrieb ne Menge ab, das geht fix über 100mA, wechens der "Sendeleistung...Reichweite". Mal sehen ob ich richtig geraten habe :-)

73 Gerd H

[Hubert.G]

Darum wäre eine genaue Angabe nicht schecht, dann bräuchte man nicht Vermuten und Raten.
Ich habe schon Schaltungen gesehen in denen 20 Led parallel an 12V geschaltet waren.
So ein BC547 kann übrigens 300mA Dauerstrom und 500mA Spitze, bei entsprechendem Basisstrom.

Auch 73 Hubert

[Anatec]

@Hubert.G,

So ein BC547 kann übrigens 300mA Dauerstrom und 500mA Spitze, bei entsprechendem Basisstrom
Ich habe meine Weisheiten daher :-$ ???????
http://www.ha-electronic.de/BC547.jpg

73 Gerd H