fire_dragon

13.05.2015, 21:56 |
Basiswiderstand Berechnung (Elektronik) |
Hallo,
ich weiß, auf das Thema wurde hier schon oft eingegangen. Jedoch bin ich mir bezüglich der genauen Wahl meines Basistransistors nicht wirklich sicher.
Folgendes, ich habe eine Schaltung mit einem Atmel Attiny2313. Abwechselnd werden nach Betätigung eines Tasters dabei 3 Ausgänge angesteuert.
An diesen Ausgängen habe ich jeweils einen BC548B hängen. Die Transistoren sollen jeweils ein 5V Signalrelais ansteuern.
Die Relais ziehen bei nom.5V jeweils 200mW. Sprich das Relais zieht dann ausgerechnet I(Relais)= 0,04A = 40mA
h(FE)-> bin ich mir nicht sicher, was ich für den Transitor nehmen muss. h(FESAT) ist nicht angegeben. habe dann im Datenblatt 3 Werte (150, 290, 180)
welcher ist der Richtige, der geringere?
Wenn ich h(FE) kenne kann ich doch den Strom berechnen der den Transistor I(B)benötigt.
I(B)=I(C)/h(FE)
I(B)=40mA/150
I(B)=0,2667mA
R(B)=5,0-0,5-0,7V / 0,04 A
= 3,8 / 0,04A
= 95 Ohm
kann das so stimmen?
Wäre über Hilfe dankbar |
Offroad GTI
13.05.2015, 22:16
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» Die Relais ziehen bei nom.5V jeweils 200mW. Sprich das Relais zieht dann
» ausgerechnet I(Relais)= 0,04A = 40mA
Bis hier sieht es gut aus.
» h(FE)-> bin ich mir nicht sicher, was ich für den Transitor nehmen muss.
» h(FESAT) ist nicht angegeben. habe dann im Datenblatt 3 Werte (150, 290,
» 180)
» welcher ist der Richtige, der geringere?
Sicherheitshalber schon
Mit B=100 zu rechnen kann auch nicht schaden. Wenn ein Transistor als Schalter arbeiten soll, kann er ruhig etwas mehr Basisstrom bekommen.
» Wenn ich h(FE) kenne kann ich doch den Strom berechnen der den Transistor
» I(B)benötigt.
» I(B)=I(C)/h(FE)
» I(B)=40mA/150
» I(B)=0,2667mA
Ja, sieht auch noch gut aus.
»
» R(B)=5,0-0,5-0,7V / 0,04 A
» = 3,8 / 0,04A
» = 95 Ohm
»
» kann das so stimmen?
Nein. Jetzt rechnest du ja wieder mit dem Kollektorstrom.
Und weshalb subtrahierst du noch mal 500mV?
Die ganze Rechnerei ist ja ganz nett, aber eigentlich nicht nötig. Wenn man bedenkt, dass der BC547 eh nur 100mA schalten kann, und wir eine Stromverstärkung von B=100 ansetzen, ergibt das einen Basisstrom von 1mA.
Mit einem 4k7 Widerstand fährst du also in jedem fall ganz gut.
P.S.: Freilaufdiode parallel zum Relais nicht vergessen. |
fire_dragon

13.05.2015, 22:30
@ Offroad GTI
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Basiswiderstand Berechnung |
» » Die Relais ziehen bei nom.5V jeweils 200mW. Sprich das Relais zieht dann
» » ausgerechnet I(Relais)= 0,04A = 40mA
» Bis hier sieht es gut aus.
»
» » h(FE)-> bin ich mir nicht sicher, was ich für den Transitor nehmen muss.
» » h(FESAT) ist nicht angegeben. habe dann im Datenblatt 3 Werte (150, 290,
» » 180)
» » welcher ist der Richtige, der geringere?
» Sicherheitshalber schon
» Mit B=100 zu rechnen kann auch nicht schaden. Wenn ein Transistor als
» Schalter arbeiten soll, kann er ruhig etwas mehr Basisstrom bekommen.
»
» » Wenn ich h(FE) kenne kann ich doch den Strom berechnen der den
» Transistor
» » I(B)benötigt.
» » I(B)=I(C)/h(FE)
» » I(B)=40mA/150
» » I(B)=0,2667mA
» Ja, sieht auch noch gut aus.
»
» »
» » R(B)=5,0-0,5-0,7V / 0,04 A
» » = 3,8 / 0,04A
» » = 95 Ohm
» »
» » kann das so stimmen?
» Nein. Jetzt rechnest du ja wieder mit dem Kollektorstrom.
» Und weshalb subtrahierst du noch mal 500mV?
»
» Die ganze Rechnerei ist ja ganz nett, aber eigentlich nicht nötig. Wenn man
» bedenkt, dass der BC547 eh nur 100mA schalten kann, und wir eine
» Stromverstärkung von B=100 ansetzen, ergibt das einen Basisstrom von 1mA.
» Mit einem 4k7 Widerstand fährst du also in jedem fall ganz gut.
»
» P.S.: Freilaufdiode parallel zum Relais nicht vergessen.
Okay, schon mal vielen Dank so weit. Mich würde jetzt trotzdem mal interessieren wie ich das ganze dann berechne, da ich noch plane an die entsprechende geschalteten Transistoren auch noch jeweils eine LED mit 20mA zur Anzeige hängen möchte. |
Offroad GTI
13.05.2015, 22:48
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» Okay, schon mal vielen Dank so weit. Mich würde jetzt trotzdem mal
» interessieren wie ich das ganze dann berechne,
So, wie es überall steht.
Du kannst doch nicht erst den Basisstrom berechnen, nur um den Basiswiderstand dann mit dem Kollektorstrom zu berechnen.
» da ich noch plane an die
» entsprechende geschalteten Transistoren auch noch jeweils eine LED mit 20mA
» zur Anzeige hängen möchte.
20mA braucht es nicht. Das ist nur der Nennstrom vieler LEDs. Gerade "superhelle LEDs" (oder wie sie sich auch immer nennen mögen) begnügen sich stellenweise schon mit 1mA.
Davon abgesehen hatte ich ja schon den Hinweis gegeben, dass es nicht zielführend ist, den Basiswiderstand genau nach dem Kollektorstrom zu berechnen.
Wenn du 5V zur Ansteuerung zur Verfügung hast, kannst du die LED auch in die Basisleitung legen
Einem µC kannst du ohne weiteres bspw. 5mA entlocken. Dies reicht für eine LED und erst recht zur Ansteuerung eines KLEINSIGNAL-Transistors. |
fire_dragon

13.05.2015, 23:15
@ Offroad GTI
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Basiswiderstand Berechnung |
» » Okay, schon mal vielen Dank so weit. Mich würde jetzt trotzdem mal
» » interessieren wie ich das ganze dann berechne,
» So, wie es überall steht.
» Du kannst doch nicht erst den Basisstrom berechnen, nur um den
» Basiswiderstand dann mit dem Kollektorstrom zu berechnen.
»
» » da ich noch plane an die
» » entsprechende geschalteten Transistoren auch noch jeweils eine LED mit
» 20mA
» » zur Anzeige hängen möchte.
» 20mA braucht es nicht. Das ist nur der Nennstrom vieler LEDs. Gerade
» "superhelle LEDs" (oder wie sie sich auch immer nennen mögen) begnügen sich
» stellenweise schon mit 1mA.
»
» Davon abgesehen hatte ich ja schon den Hinweis gegeben, dass es nicht
» zielführend ist, den Basiswiderstand genau nach dem Kollektorstrom zu
» berechnen.
verstehe ich nicht, da wird doch in den Beispielen hier genau so gemacht...http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
»
» Wenn du 5V zur Ansteuerung zur Verfügung hast, kannst du die LED auch in
» die Basisleitung legen
Das wäre natürlich auch ne Möglichkeit
»
» Einem µC kannst du ohne weiteres bspw. 5mA entlocken. Dies reicht für eine
» LED und erst recht zur Ansteuerung eines KLEINSIGNAL-Transistors. |
xy

13.05.2015, 23:58
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» h(FE)
Gilt für Linearbetrieb mit 5V Spannungsabfall an der CE-Strecke. Schau nach Collector Emitter Saturation Voltage, oder sowas:
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Offroad GTI
14.05.2015, 00:11
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» verstehe ich nicht, da wird doch in den Beispielen hier genau so
» gemacht...http://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand
Nein, wird es nicht. |
fire_dragon

14.05.2015, 21:36
@ xy
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Basiswiderstand Berechnung |
» » h(FE)
»
» Gilt für Linearbetrieb mit 5V Spannungsabfall an der CE-Strecke. Schau nach
» Collector Emitter Saturation Voltage, oder sowas:
»
»
»
» 
aus dem Diagramm werde ich nicht so richtig schlau

habe nun diese Angaben für den Transistor gefunden. Welche Angabe ist nun die Richtige für mich bei Ic = 40mA? |
olit

Berlin, 14.05.2015, 21:47
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» » » h(FE)
» »
» » Gilt für Linearbetrieb mit 5V Spannungsabfall an der CE-Strecke. Schau
» nach
» » Collector Emitter Saturation Voltage, oder sowas:
» »
» »
» »
» » 
»
» aus dem Diagramm werde ich nicht so richtig schlau
»
» 
» habe nun diese Angaben für den Transistor gefunden. Welche Angabe ist nun
» die Richtige für mich bei Ic = 40mA?
Keine.
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Jüwü

Würzburg, 14.05.2015, 22:33
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» » » h(FE)
» »
» » Gilt für Linearbetrieb mit 5V Spannungsabfall an der CE-Strecke. Schau
» nach
» » Collector Emitter Saturation Voltage, oder sowas:
» »
» »
» »
» » 
»
» aus dem Diagramm werde ich nicht so richtig schlau
»
» 
» habe nun diese Angaben für den Transistor gefunden. Welche Angabe ist nun
» die Richtige für mich bei Ic = 40mA?
nimm einen 4,7k Wid als Basis-Wid und gut ists |
fire_dragon

14.05.2015, 22:37
@ olit
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Basiswiderstand Berechnung |
» » aus dem Diagramm werde ich nicht so richtig schlau
» »
» » 
» » habe nun diese Angaben für den Transistor gefunden. Welche Angabe ist
» nun
» » die Richtige für mich bei Ic = 40mA?
»
» Keine.
»
»
» 
sorry wenn ich mich da jetzt was blöde anstelle. Aus dem Diagramm sehe ich nun dass I(B)=0,7mA bei V(CE)=0,2V liegt.
Heißt dass nun dass an der Basis ein Strom von 0,7mA fließen muss?
sprich--> R(B) = 5V-0,7V/0,0007A=6140Ohm |
xy

14.05.2015, 22:41
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» R(B) = 5V-0,7V/0,0007A=6140Ohm
Und für etwas Reserve den E3-Wert darunter, also 4k7. |
fire_dragon

13.06.2015, 01:11
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
Hallo, bräuchte nochmal eure Hilfe.
Bedingt durch verschiedene Anforderungen musste ich meine Schaltung nochmal überarbeiten und einiges abändern.
Daraus ergeben sich wieder neue Widerstandswerte, welche ich mir bereits wie oben berechnet habe, aber irgendwie muss mir dabei ein Denkfehler unterlaufen sein. Die Schaltung steuert die Relais nicht mehr an.
Folgendes ich brauche den Basisvorwiderstand an einem Atmel Attiny 2313 (5V) welcher jeweils weiterhin den BC548 ansteuert.
Mein Kollektor-Emitter-Strom liegt weiterhin bei 40mA, was das Relais schalten soll. Der Kollektor liegt allerdings nicht an 5V sondern an 13.8V.
--> Habe dafür dann jeweils einen 10kOhm widerstand genommen
--> R(B) = 13,8V - 0,7V / 0,0007A (aus dem Diagramm
--> R(B) = 18,7kOhm --> E3 Wert 10kOhm
Dann muss ich für die Relais (hängen am Emitter), welche jeweils mit 200mW bei 5V etwa 40mA Strom ziehen einen Vorwiderstand haben.
Sprich ich muss dann 8,8V (13,8-5,0V) am Vorwiderstand des Relais vernichten.
--> Das wäre dann R = U / I --> 8,8V/0,04A = 220 Ohm
anstatt dass aber jetzt an meinem Relais knappe 5V nach dem Widerstand anliegen, habe ich eine Spannung von etwa 1,5V, wie kann das sein?
wo ist mein Denkfehler, wäre euch super dankbar! |
fire_dragon

13.06.2015, 08:45
@ fire_dragon
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Basiswiderstand Berechnung |
» Hallo, bräuchte nochmal eure Hilfe.
» Bedingt durch verschiedene Anforderungen musste ich meine Schaltung nochmal
» überarbeiten und einiges abändern.
»
» Daraus ergeben sich wieder neue Widerstandswerte, welche ich mir bereits
» wie oben berechnet habe, aber irgendwie muss mir dabei ein Denkfehler
» unterlaufen sein. Die Schaltung steuert die Relais nicht mehr an.
»
» Folgendes ich brauche den Basisvorwiderstand an einem Atmel Attiny 2313
» (5V) welcher jeweils weiterhin den BC548 ansteuert.
» Mein Kollektor-Emitter-Strom liegt weiterhin bei 40mA, was das Relais
» schalten soll. Der Kollektor liegt allerdings nicht an 5V sondern an
» 13.8V.
» --> Habe dafür dann jeweils einen 10kOhm widerstand genommen
» --> R(B) = 13,8V - 0,7V / 0,0007A (aus dem Diagramm
» --> R(B) = 18,7kOhm --> E3 Wert 10kOhm
»
» Dann muss ich für die Relais (hängen am Emitter), welche jeweils mit 200mW
» bei 5V etwa 40mA Strom ziehen einen Vorwiderstand haben.
» Sprich ich muss dann 8,8V (13,8-5,0V) am Vorwiderstand des Relais
» vernichten.
» --> Das wäre dann R = U / I --> 8,8V/0,04A = 220 Ohm
»
» anstatt dass aber jetzt an meinem Relais knappe 5V nach dem Widerstand
» anliegen, habe ich eine Spannung von etwa 1,5V, wie kann das sein?
»
» wo ist mein Denkfehler, wäre euch super dankbar!
Oder ist es der Fehler dass ich die Relais jeweils am Emitter gegen Masse hängen habe? Muss zwangsläufig immer beim Verwenden des Transistors als Schalter, der Verbraucher am Kollektor liegen? |
Offroad GTI
13.06.2015, 08:51 (editiert von Offroad GTI am 13.06.2015 um 09:29)
@ fire_dragon
|
Basiswiderstand Berechnung |
» Der Kollektor liegt allerdings nicht an 5V sondern an
» 13.8V.
Macht ja nix.
» --> Habe dafür dann jeweils einen 10kOhm widerstand genommen
» --> R(B) = 13,8V - 0,7V / 0,0007A (aus dem Diagramm
» --> R(B) = 18,7kOhm --> E3 Wert 10kOhm
Och nöö...
Wo hierbei der Fehler ist, stellst du bitte mal selbst fest.
» Dann muss ich für die Relais (hängen am Emitter), welche jeweils mit 200mW
» bei 5V etwa 40mA Strom ziehen einen Vorwiderstand haben.
Dies hat am Emitter nichts verloren.
Es bekommt dann nämlich nicht "seine 5V".
Es werden eher 4V. 700mV fallen über der Basis-Emitter Strecke ab, und dann noch etwas über dem Basiswiderstand.
» Sprich ich muss dann 8,8V (13,8-5,0V) am Vorwiderstand des Relais
» vernichten.
» --> Das wäre dann R = U / I --> 8,8V/0,04A = 220 Ohm
Ja...
» anstatt dass aber jetzt an meinem Relais knappe 5V nach dem Widerstand
» anliegen,
Wo hast du den Widerstand eingepflanzt?
Doch nicht etwa auch im Emitterzweig? Dann wäre es kein Wunder.
» habe ich eine Spannung von etwa 1,5V, wie kann das sein?
Wie wir bis jetzt bereits wissen, liegen am Emitter maximal 4V an. Dein Relais (125 Ohm) bildet mit dem Vorwiderstand einen Spannungsteiler: U_Relais=4V*125/(125+220)=1,45V - it's magic, baby
» wo ist mein Denkfehler, wäre euch super dankbar!
Entweder, du lässt den Vorwiderstand weg, und lässt den Transistor die restliche Spannung verheizen (das macht er als sogenannter Emitterfolger automatisch), oder du setzt den Widerstand in den Kollektorzweig. In diesem Fall würde der Widerstand einen Teil der Spannung von der Kollektor-Emitter Strecke des Transistors abnehmen. Ist aber nicht erforderlich, da die Verlustleistung im Transistor relativ gering ist.
Mach es aber besser gleich richtung, und schalte das Relais samt Widerstand in den Kollektorzweig.
Edit: Gut, den Fehler hast du jetzt schon selbst gefunden.
Dann findest du bestimmt auch noch herhaus, weshalb die Berechnung deines Vorwiderstandes in dieser Schaltung quasi gegenstandslos ist
Skizziere dir dazu die Schaltung und trage dort entsprechende Spannungsabfälle und Ströme ein 
Dann solltest du auch leicht feststellen können, weshalb es Unsinn ist, den Basiswiderstand mittels der Versorgungsspannung zu berechnen.
P.S.: Von 13,8V träumen Autobastler Nachts, tatlächlich treten dort jedoch recht unschöne Spannungsspitzen auf.
P.P.S.: Dass das Relais eine Freilaufdiode braucht ist dir klar, oder? |
fire_dragon

13.06.2015, 11:01
@ Offroad GTI
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Basiswiderstand Berechnung |
» » --> Habe dafür dann jeweils einen 10kOhm widerstand genommen
» » --> R(B) = 13,8V - 0,7V / 0,0007A (aus dem Diagramm
» » --> R(B) = 18,7kOhm --> E3 Wert 10kOhm
» Och nöö...
» Wo hierbei der Fehler ist, stellst du bitte mal selbst fest.
Werde daraus nicht schlau, wenn ich drüber nachdenke drehe ich mich im Kreis.
»
» » Dann muss ich für die Relais (hängen am Emitter), welche jeweils mit
» 200mW
» » bei 5V etwa 40mA Strom ziehen einen Vorwiderstand haben.
» Dies hat am Emitter nichts verloren.
» Es bekommt dann nämlich nicht "seine 5V".
» Es werden eher 4V. 700mV fallen über der Basis-Emitter Strecke ab, und dann
» noch etwas über dem Basiswiderstand.
»
» » Sprich ich muss dann 8,8V (13,8-5,0V) am Vorwiderstand des Relais
» » vernichten.
» » --> Das wäre dann R = U / I --> 8,8V/0,04A = 220 Ohm
» Ja...
»
» » anstatt dass aber jetzt an meinem Relais knappe 5V nach dem Widerstand
» » anliegen,
» Wo hast du den Widerstand eingepflanzt?
» Doch nicht etwa auch im Emitterzweig? Dann wäre es kein Wunder.
Doch leider ja, das war mir so nicht mehr bewusst aus meinen alten Schulzeiten.
»
» » habe ich eine Spannung von etwa 1,5V, wie kann das sein?
» Wie wir bis jetzt bereits wissen, liegen am Emitter maximal 4V an. Dein
» Relais (125 Ohm) bildet mit dem Vorwiderstand einen Spannungsteiler:
» U_Relais=4V*125/(125+220)=1,45V - it's magic, baby
»
» » wo ist mein Denkfehler, wäre euch super dankbar!
» Entweder, du lässt den Vorwiderstand weg, und lässt den Transistor die
» restliche Spannung verheizen (das macht er als sogenannter Emitterfolger
» automatisch), oder du setzt den Widerstand in den Kollektorzweig. In diesem
» Fall würde der Widerstand einen Teil der Spannung von der Kollektor-Emitter
» Strecke des Transistors abnehmen. Ist aber nicht erforderlich, da die
» Verlustleistung im Transistor relativ gering ist.
»
» Mach es aber besser gleich richtung, und schalte das Relais samt Widerstand
» in den Kollektorzweig.
So habe ich das nun auch gemacht
»
» Edit: Gut, den Fehler hast du jetzt schon selbst gefunden.
» Dann findest du bestimmt auch noch herhaus, weshalb die Berechnung deines
» Vorwiderstandes in dieser Schaltung quasi gegenstandslos ist
» P.S.: Von 13,8V träumen Autobastler Nachts, tatlächlich treten dort jedoch
» recht unschöne Spannungsspitzen auf.
habe ich berücksichtigt und dafür ein schönen Festspannungsregler inklusive Entstördrossel integriert.
»
» P.P.S.: Dass das Relais eine Freilaufdiode braucht ist dir klar, oder?
Ja, das habe ich berücksichtig
Vielen Dank soweit, wäre aber noch gut wenn ihr mir das nochmal für "Dumme" mit dem Basiswiderstand erklärt. |