Frage zu Schaltplan mit Transistor

[Bruchpilot90]

Hallo Leute!

ich hab heute ziemlich viel rumgegoogelt und hier im Forum (bzw. in den Artikeln) gelesen und würde mich sehr freuen, wenn mir jemand vielleicht kurz sagen könnte, ob ich bei meinem Schaltplan und meinen Berechnungen jetzt alles richtig gemacht habe. Ich finde nämlich vorallem das Lesen in den Datenblättern noch sehr verwirrend und weiß nie genau, ob ich jetzt das richtige raussuche. Deshalb hab ich im Anhang auch mal noch n Ausschnitt aus dem DB von meinem Transistor (BC337-40) angehängt, in dem ich die Werte, die ich genommen hab, eingekreist hab. =)

Zur Berechnung des Basiswiderstandes hab ich hier im Forum folgende Formel gefunden:

Ib = Ic / Hfe min.

Rb = (VCC - Vbe) / Ib

Die 4 LEDs im Schaltplan sind blaue 3mm LEDs. Im Internet habe ich gelesen, dass man bei blauen LEDs wohl von U=3,1V und I=20mA ausgehen kann. Ist das richtig?

Da also am Vorwiderstand 1,9V abfallen müssen, komme ich mit R = U / I = 1,9V / 0,08A auf ungefähr 24Ohm als Vorwiderstand für die LEDs. Müsste soweit passen, oder?

Fehlt also noch der Basisvorwiderstand. Ic ist hier ja dann 0,08A und Hfe min habe ich aus dem Datenblatt jetzt die 250 genommen. Stimmt das?
Mit der Formel von oben komme ich dann auf Ib = Ic / Hfe = 80mA / 250 = 0,32mA

Für Vbe hab ich jetzt aus dem Datenblatt die 1,2V genommen.. damit komme ich dann auf Rb = (Vcc - Vbe) / Ib = 3,8V / 0,0032A = 1187,5Ohm. Also würde ich hier einen 1,1k Widerstand nehmen.

Wär echt super, wenn ihr mir kurz sagen könntet, wo ich vielleicht was falsch gemacht hab, oder ob das tatsächlich so passen sollte.. =)

Achso, die Basis soll natürlich dann an einen AVR angeschlossen werden. Ist im Schaltplan jetzt noch nicht eingezeichnet. =)

Gruß Simon

[PICture]

Hallo Bruchpilot90!

Das einzige, was ich beanstanden kann, ist das Paralellschalten der 4 LED's mit gemeinsamen Vorwiderstand. Optimal wären 4 einzelne Vorwiderstände für jede LED, weil sonst die Stromverteilung ungewiss ist. ;)

Als Praktiker würde ich den Transistor als unbekannt betrachten und zuerst ein Widerstand um 1k nehmen. Sollte nach ca. 30 Minuten der Transistor mit der Hand sich als warm fühlen, werde ich den Widerstand verkleinern probieren, den max. Basisstrom jedoch aus DB nicht überschreiten.

MfG

[Hubert.G]

Grundsätzlich ist alles richtig, aber...
Aus einem AVR sollte man nicht mehr als 20mA an einem Pin herausziehen.
Die max. Werte sind im Datenblatt unter Electrical Characteristics.
Leds schaltet man so nicht parallel.
Eine davon hat einen geringfügig anderen Wert, zieht etwas mehr Strom, wird etwas wärmer, zieht noch mehr Strom, usw., dann eine kaputt, die restlichen haben dann mehr Strom........
Also für jede Led bei Parallelschaltung einen eigenen Widerstand.

[ranke]

Die 20mA/3,1 V für die LEDs könnten richtig sein (schöner wäre es, man hätte ein Datenblatt).
Was man unbedingt machen sollte: jeder LED ihren eigenen Vorwiderstand verpassen. Grund: die 3,1 V sind nicht sehr genau, bei jeder LED etwas anders und ausserdem mit starkem negativen Temperaturkoeffizient. Das heisst in der Praxis, das sich bei Deiner Schaltung die Ströme ungleich über die LEDs verteilen, die, die am meisten Strom zieht wird am wärmsten und bekommt dadurch noch mehr Strom und geht recht bald kaputt. Für die verbliebenen Drei ist der Vorwiderstand zu klein, also stirbt bald der Rest auch schnell.

Also: jede bekommt ca. 100 Ohm (gerechnet: 95 Ohm) verpasst.
Transistor: Ich beziehe mich auf das von Conrad D verlinkte Datenblatt:
http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/155900-da-01-en-BC337_25.pdf
Wir rechnen mit einem Kollektorstrom von ca. 80 mA. Figur 4 zeigt uns, dass wir einen Basisstrom von etwa 2 mA (bei Kollektorstrom = 100 mA) brauchen, damit die Restspannung zwischen C und E < 0,1 V wird. Es schadet nichts, wenn man auf 5 mA geht (die Streuungen bei den Halbleitern sind viel größer als die feinen Diagrammlinien im Datenblatt glauben machen wollen). Ich rechne bei Si-Transistoren generell mit ca. 0,6 bis 0,7 V für die Basis-Emitterspannung, die im Datenblatt aufgeführten 1,2 V erscheinen eher unrealistisch (ist auch ein Maximalwert). Basiswiderstand an (5V-0,7V)/5mA=860 Ohm. Gewählt wird irgendetwas im Bereich von 680 Ohm bis 1 kOhm, die Fig. 4 zeigt ja, dass sich da am Ausgang nicht viel tut. Es kommt also etwas ähnliches raus wie bei der von Dir gewählten Rechenmethode.


edit: naja, da war ich mal wieder bloß der drittschnellste.

[Bruchpilot90]

Hallo ihr beiden!

vielen dank für eure schnelle Antwort und die tolle Hilfe!

Ok, dann werde ich auf jeden Fall jeder LED einen eigenen Widerstand der entsprechenden Größe verpassen. Kling einleuchtend, was ihr sagt. Hab ich bisher so nicht gewusst.. =)



Grundsätzlich ist alles richtig, aber...
Aus einem AVR sollte man nicht mehr als 20mA an einem Pin herausziehen.
Die max. Werte sind im Datenblatt unter Electrical Characteristics.
Hmm, das verstehe ich jetzt leider nicht so ganz. Klar, dass man einen Pin mit max. 20mA belasten sollte weiß ich. Deswegen brauch ich ja den Transistor. Aber wieso meinst du denn, dass ich dennoch mehr aus dem AVR herausziehe? Nach meiner Rechnung oben komme ich doch mit Ib auf 0,32mA. Also ja eigentlich weeiiit unter 20.. :-k
wär dir sehr dankbar, wenn du das nochmal genauer erläutern könntest. meinen avr verbrutzeln ist schließlich das letzte, was ich will xD

Gruß und n schönen Abend noch,
Simon


Edit: Hallo Ranke, auch dir noch vielen dank für deine antwort und vorallem die ausführliche Beschreibung, wie man bei der Berechnung noch vorgehen kann. Ich denke also, mit einem etwas kleineren Widerstand fahre ich wohl besser. Kann ich ja dann aber am besten einfach noch ein bisschen rumprobieren. Zumindest die grobe Richtung stimmt schonmal und ich mach mir nichts kaputt.. =)

[Hubert.G]

Das mit dem Strom war ein Lesefehler von mir, deine Rechnung ist schon korrekt.

[Besserwessi]

Bei der Berechnung des Basiswiderstand sind Fehler drin, auch wenn der Wert nachher etwa hinkommt:
Vbe wird mehr bei etwa 0,7 V, nicht 1,2 V liegen. Die 1.2 V sind eher ein Extremwert, bvor was kaputt geht. Wesentlich ist dieser Fehler aber ohnehin nicht. 0.32 mA sind 0.00032 A , das ist immerhin ein Faktor 10 daneben. Es ist aber trotzdem besser keine 11 kOhm zu nehmen sondern eher 1-3 kOhm, damit der Transistor sicher in der Sättigung ist.

Bei blauen LEDs sind 20 mA teils schon recht viel, lieber etwas weniger.
Zur Sicherheit einzelne Vorwiderstände, auch wenn eine Chance besteht, dass es ohne geht.

[Bruchpilot90]

Hmm, stimmt... da hast du eigentlich recht. aber dann ist es ja schon irgendwie komisch.. wenn dann bei meiner rechnung 11kOhm rauskommen, ich aber trotzdem 1-3kOhm nehmen soll, ranke kommt mit seiner Rechnung auf 680 bis 1kOhm und PICture würde von 1kOhm ausgehend einfach probieren..

Aber dann muss ja an meiner Rechnung doch irgendwie grundlegend was falsch sein, oder? eine Abweichung um den Faktor 10 ist ja nicht ganz normal..

[PICture]

Üblicherweise arbeitet ein Transistor als Schalter in Sättigung um Spannungsabfall Uce zu mindern. Wenn man bei deinen Berechnungen ohne Sättigung, ein Sättigungsfaktor 10 annimmt, dann sollte der Basistrom 10-fach grösser, also der Basiswiderstand entsprechend 10-fach kleiner sein. Dann passt es mit um 1 k sehr gut. :)

Übrigens, bei Schaltanwendungen, die nicht kritisch sind, muss den genauen Wert von ßmin nicht genau bekannt sein, weil wichtig ist, dass der Transistor gesättigt ist und den minimalen nötigen Sättigungsfaktor (um 2 bis 10) ermittelt man durch Messung von Uce bzw. Leistungsverlust des Transistors P = Uce * Ic.

MfG

[Hubert.G]

Mit der Formel von oben komme ich dann auf Ib = Ic / Hfe = 80mA / 250 = 0,32mA
Hier ist die Rechnung noch richtig.

Für Vbe hab ich jetzt aus dem Datenblatt die 1,2V genommen.. damit komme ich dann auf Rb = (Vcc - Vbe) / Ib = 3,8V / 0,0032A = 1187,5Ohm. Also würde ich hier einen 1,1k Widerstand nehmen.
Hier hast du beim Strom eine 0 vergessen. Daher das scheinbar richtige Ergebnis.
Warum es aber trotzdem richtig ist hat "PICture" ja schon erklärt.