LED-Lampe

Die Idee ist, eine Schaltung zu haben, bei der eine LED immer mit der selben Helligkeit leuchtet, unabhängig von der Betriebsspannung. Für diesen Spezialfall gibt es integrierte Schaltkreise (IC). Es geht aber auch ohne IC. Also eine Sparlösung, die natürlich auch ihre Nachteile hat.

Diese einfache Schaltung besteht aus nur zwei Transistoren und zwei Widerständen mit einer beliebigen Leuchtdiode. Die mögliche Betriebsspannung reicht von ca. 3 Volt bis 16 Volt. Diese Schaltung lässt sich also mit einer relativ flexiblen Spannung betreiben. Diese Schaltung würde zum Beispiel sehr gut auch bei einer fast leeren 9-Volt-Batterie immer noch funktionieren.

Liste

Diese Schaltung hat zwar nur 5 Bauteile. Trotzdem sollte man den Aufbau nicht unterschätzen. Durch die komplizierte Verschaltung der Transistoren sind leicht Fehler möglich. Wer bereits Schaltungen mit zwei oder mehr Transistoren aufgebaut hat, dürfte keine Schwierigkeiten haben.

• R1: Widerstand, 10 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Rot)
• R2: Widerstand, 1 kOhm (Braun-Schwarz-Schwarz-Braun)
• TRS1: Transistor, BC547
• TRS2: Transistor, BC547
• LED1: Leuchtdiode, z. B. Weiss

Kennzeichnung und Anschlussbelegung

• Widerstand
• Leuchtdiode (LED)
• Transistor
• Steckbrett und Zubehör zum Experimentieren

Der Emitterstrom im Transistor TRS1 steigt soweit an, bis der Spannungsabfall über den Widerstand R2 der Basis-Emitter-Spannung von Transistor TRS2 entspricht. Es fließt ein Basisstrom in den Transistor TRS2 und somit ein verstärkter Kollektor- bzw. Emitterstrom. Der Kollektorstrom vom Transistor TRS2 entzieht der Basis von Transistor TRS1 gerade soviel Strom, dass die nötige Spannung über den Widerstand R2 konstant bleibt. Daraus resultiert ein konstanter Kollektorstrom durch den Transistor TRS2.
Der Widerstand R2 ist so dimensioniert, dass unabhängig von der Betriebsspannung immer ein konstanter Strom durch die Schaltung fließt. Es handelt sich bei dieser Schaltung also um eine Konstantstromquelle.
Da die Basis-Emitter-Spannung von Transistor TRS2 als Referenzspannung dient und dieser Transistor durch den Widerstand R2 nur wenig belastet wird, ist die gesamte Stromquelle relativ temperaturstabil.

Ist die Betriebsspannung über 4 V, reicht die Spannung zur Stromregelung und für das Leuchten der Leuchtdiode aus. Da diese Schaltung als LED-Lampe dienen soll, empfiehlt sich eine weiße, sehr helle Leuchtdiode zu verwenden. Alternativ kann natürlich auch jede andere Leuchtdiode verwendet werden. Abhängig von der Durchflussspannung dieser Leuchtdiode kann natürlich auch eine kleinere Betriebsspannung als 4 Volt ausreichen.

So eine Schaltung ist sehr praktisch, weil man damit auch alte Batterien bis zum letzten Tropfen auslutschen und noch sinnvoll nutzen kann.
Du kannst damit aber auch noch ein wenig experimentieren. Beispielsweise mit dem Widerstand R2. Ersetze ihn zum Beispiel durch 100 Ohm. Oder halbiere ihn durch weitere parallel geschaltete 100-Ohm-Widerstände. Was genau passiert dabei mit der Leuchtdiode?