Transistor : Spannungverlust ?? Basiswiderstand??

[YaNnIk]

Hi Leute..

Ich habe mal zwei ganz simple Fragen.. (Warscheinlich haltet ihr die Fragen für total bescheuert, aber ich habe keine Antwort gefunden)

1.Gibt es beim Transistor über die Kollektor-Ermitter Strecke auch einen Spannungsverlust von 0,7V wie bei einer Diode?? Ich bin mir da nicht ganz sicher.. Oder entsteht dieser Verlust in der Basis-Ermitter Strecke??

2. Ich habe im Netzt mindestens 50 verschiedene Anleitungen gefunden um den Basiswiderstand für einen Transistor zu berechechnen und zwischen 4kOhm 10kOhm war irgendwie alles dabei...
Könnt ihr mir mal eine einfache Formel nennen, wie ich das vernünftig ausrechnen kann???


Danke im Vorraus

Mfg Yannik

[PICture]

Hallo YaNnIK!

1. Bei einem bipolarem Transistor ist der Spannungsabfall auf der Kollektor-Emitter Strecke eigentlich nur vom Transistor Typ und seiner Beschaltung abhängig und kann bis zu einigen mV klein sein. Die Basis-Emitter strecke kann dagegen immer als Diode betrachtet werden, die zum Leiten um 0,7 V braucht.

2. Der Bassisstrom/Widerstand ist von der Anwendung des Transistors (Analog als Verstärker bzw. Digital als Schalter) abhängig und es gibt verschiedene Kriterien um ihn auszurechnen. Ich kenne leider keine einfache Formel die für alle Fälle anwendbar wäre.

MfG

[YaNnIk]

Die Basis soll am Atmega 16 hängen und das ganze soll einfach nur als Schalter arbeiten um höhere Lasten zu schalten..

Anbei noch ein Beispiel-Schaltplan.


Achso, was mir grade einfällt.. Beim BC547 gibt es Typ A, B und C.. Wo liegen die unterschiede, oder ist das für so eine isimple Schaltung egal??

[PICture]

Bei Anwendungs eines Transistors als Schalter, wie in deinem Fall, ist die tatsächliche mit Buschstaben A,B bzw. C kodierte Stromverstärkung ß = Ic / Ib unwichtig.

Für Berechnung des Basiswiderstandes (R1) wichtig ist nur s.g. ßmin, also laut Datenblatt der kleinstmöglicher Wert, der den Transistor im schlimmstem Fall voll durchschalten (sättigen) soll, damit der Spannungsabfall auf der Kollektor-Emitter Strecke minimal ist.

Praktisch bei üblichen Sättigungsfaktor 10 und gleichen Steuer- und Versorgungsspannungen z.B. um 5V, ist die Rechnung simpel R1 = ßmin * R2, wenn man den Spannungsabfall auf der LED vernachlässigt.

Falls mit so ausgerechnetem R1 der Bassisstrom aus der Steuerquelle zu gross wäre muss man den R1 erhöhen, den Sättigungsfaktor bis minimal 2 ernidriegen und den grösseren Spannungsabfall auf der Kollektor-Emitter Strecke des Transistors in Kauf nehmen oder zusätzliche Stufe verwenden.

MfG

[YaNnIk]

Also ich habe jetzt mal mit einer (einfacheren) Formel gerechnet..

Es handelt sich in diesem Fall um den Transistor BC 639..
Der Kollektor Ermitter Strom beträt 400mA

Die Formel, die ich gefunden habe lautet :

Ib = Ic/20

Rb = 3,8/Ib

Das macht dann in meinem Fall 190Ohm... Aber dieser Wert erscheint mir recht klein.. Sonst sind Basiswiderstände ja immer im kOhm bereich?!?!


Kann ich mit dieser Formel rechnen, oder ist die murks ??


Kann der Basisstrom eigentlich zu groß, ergo der Basiwiderstand zu klein, sein??? Geht der Transistor dann kaputt, oder ist das egal??

[PICture]

Der Wert scheint dir angeblich wegen fehlender Erfahrung klein zu sein. Wenn du z.B. 1kOhm als Bassiswiderstand nimmst, wird es bei einem µC bei 5 V am Ausgangpin ein Strom um I = U / R = 5 mA fliessen und der max. zulässigen Strom sicher nicht überschritten wird (wenn man sogar die Basis-Emitter Spannung um 0.7 V vernachlässigt).

Vom Transistor ausgehend darf der Basisstrom nicht grösser als im DB des Transistors angegebenen max. Wert sein. Wenn die beiden Grenzwerte passen, dann ist der Widerstand i.O.

Über die mir unbekannte und nicht verständliche Formel möchte ich mich nicht äussern... :)

MfG

[YaNnIk]

Mal so ganz frech gefragt : Könntest du mir mal mit der dir bekannten Formel ausrechnen, was du fürn Widerstand verwenden würdest???

BC 639
Ic = 400mA

Wäre super, dann hätte ich mal einen Vergleich mit einer professionellen Formel... (Ich komm mit der von dir beschriebenen nocht nicht so wirklich klar..)

[Jakob L.]

Ein Transistor ist nicht unbedingt linear. Ich würde in diesem Fall nicht mit der Stromverstärkung des Transistors rechnen und statt dessen direkt das passende Diagramm im Datenblatt ansehen.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BC639_BCP56_BCX56.pdf

In Figure 11 (auf Seite 10) kann man die Abhängigkeit der Spannung UCE von dem Kollektorstrom für einen bestimmten Basisstrom ablesen. Wenn man bei einem Kollektorstrom von 0.4A einen nicht zu hohen Spannungsabfall haben will, dann muss man einen Basisstrom von mindestens ca. 10 mA erreichen (das ist die 2. Kurve von unten in dem Diagramm). Wenn man als Steuerspannung 5V von einem Mikrocontroller hat und zwischen Basis und Emitter des Transistors eine Spannung von 0.7V abfällt, dann braucht man einen Widerstand von maximal (5V-0.7V) / 0.01A = 430 Ohm. Den Wert sollte man zur Sicherheit (Exemplarstreuung des Transistors) eventuell noch etwas reduzieren (z.B. auf 330 Ohm aus der E12 Reihe).

[PICture]

Hallo!

@ YaNnIk

O.K. Ich werde es so wie immer machen. Zuerst schaue ich ins DB des BC639 bei http://www.datasheetcatalog.com/ , z.B. von SIEMENS.

Aus den Tabellen habe ich dann folgendes:

Ic = 1 A, also für 400 mA ausreichend
Ib = 100 mA für Endprüfung
DC Current gain für Ic = 500 mA min 25 also ßmin = 25 ohne Sättigung

Aus den nachfolgenden Kennlinien kann man folgendes entnehmen:

Ptot = f (TA; TC) für Umgebungs = Gehäusetemperatur 25 °C (ohne Kühlkörper) -> Ptot = 800 mW
Ic = f (VBE) für Ic = 400 mA -> VBE = ca. 0,83 V
VCEsat = f (Ic) für Ic = 400 mA -> VCEsat = ca. 0,16 V

Zuerst rechne ich Ptot = Ic * VCEsat = 64 mW, also deutlich unter der Grenze von 800 mW

Der Basisstrom bei ßmin = 25 ist Ib = Ic / ßmin = 0,4 A / 25 = 16 mA. Das ist fur den µC sicher noch zulässig.

Angenommen eine Versorgungsspannung VCC = 5V ist der Ausgangspannung gleich, kann man den Basiswiderstand als Rb = (VCC - VBE) / Ib berechnen, was Rb = 259,375 Ohm ergibt. Damit der Transistor sicher durchschaltet, nimmt man nächsten kleineren Wert aus der Reihe, also 240 Ohm.

Am Ende wird der tatsächlicher Strom vom µC bei dem Rb überprüft: I = (VCC - VBE) / Rb = 17,375 mA

Zur Sicherheit könnte man noch die Ic und VCEsat nachmessen und den Ptot ausrechnen oder mit einem Finger überprüfen, ob der Transistor nicht warm wird.

MfG

[YaNnIk]

Ich erlaube mir mal diesen ganzen (aus meiner Sich) überflüssigen Kram wegzulassen und direkt ans eingemachte zu gehn ^^

Also Deine Formel zusammengefasst :

Ib = Ic / Hfe min.

Rb = (VCC - Vbe) / Ib


So gefällt mir das schon besser ^^


Dann bedanke ich mich hier mal höflich für deine Hilfe und ab jetzt werde ich mit dieser Formel weiterarbeiten :D



EDIT : Also wäre dann beim BC547 A der min. Hfe bei 90 ?? Sehe ich das richtig??

Also wäre bei dem BC 547 A und Ic = 20mA folgende rechnung :

Ib = 0,02 / 90 = 1/4500

Rb = 4,1 / (1/4500) = 18450

Also dann einen Widerstand mit so ca. 18,2kOhm, oder??

[PICture]

Vielleicht gefällt dir es noch besser so :

Rb = VCC / Ib,

weil die Vbe = ca. 0,7 V kann man trostlos weg lassen, wenn nicht sehr genau seien muss. :)

MfG

[YaNnIk]

So einfach muss es nun auch wieder nicht sein ^^ Weil dann kommt man ja auf einen größeren Widerstand, was vielleicht fatal wäre..

[PICture]

Ich würde das Rb für den BC 547 A und Ic = 20mA anders rechnen: Rb neu = Rb alt * ßmin neu / ßmin alt, also Rb neu = 259,375 * 90 / 25 = 933,75 Ohm -> 910 Ohm. Da der Strom aber 20 mal kleiner ist, wird der Rb 20 mal grösser also Rb = 20 * Rb neu = 20 * 910 Ohm = 18,2 kOhm. Wir sind also ganz zufällig auf gleichen Wert gekommen... :)

MfG

[YaNnIk]

. Wir sind also ganz zufällig auf gleichen Wert gekommen... :)

Ich bleib bei der anderen Formel von dir ^^ Was du da jetzt geschrieben hast mit alt und neu, das check ich garnicht xD

[PICture]

Hallo YaNnIk!

Aber natürlich, ich wollte dir nur zeigen, dass für jedes Problem verschiedene, genauso gute Lösungen gibt und man kann immer die wählen, die man mag. :)

Kurze Erklärung: ein neues Rb wird so viel mal grösser, wieviel mal grösser der Hfe min ist und so viel mal grösser, wieviel mal kleiner der Kollektorstrom ist. Die beiden Multiplizierer werden einfach miteinander multipliziert um neuen Basiswiderstand zu kriegen.

Weil ich zu faul war ins DB des BC 547 A zu gucken und das ganze neu zu rechnen, habe ich das für den BC639 ausgerechneter Wert von Rb einfach mal Hfe min des BC547A / Hfe min des BC639 und mal Ic des BC639 / Ic des BC547A multipliziert und Rb neu = 90 / 25 * 400 / 20 * Rb alt = 3,6 * 20 * 259,375 Ohm = 18, 675 kOhm bekommen.

MfG