Hallo, ich hab folgende Frage: Diese folgende Schaltung möchte ich berechnen. http://www.bilderhost.com/images/2ztfy73y60cncz38vfo.jpg Das ist ein NPN Silizium Transistor. Nun wenn ich den ersten Stromkreis berechnen möchte brauch ich ja zuerst einen gesamt Widerstand. Das heißt ich müsste den Transistor mit dazu berechnen. Doch ich weiß nur dass er einen 0,7V Durchlass hat. Wie kann ich nun bei ihm den Widerstand ausrechnen ohne die Stromstärke zu wissen? Oder wie kann ich auch sonst die Schaltung berechnen? Vielen Dank =) MfG
Ist die LED richtig rum drin? Bitte alle Bauteile nummerieren. Die LED hat eine Nennspannung (irgendwas zwischen 2 und 3V), ebenso wie der Transistor (voll durchgeschaltet 0,7V). Der Rest fällt über R ab. Der zweite Schalter ganz Links hängt komisch drin. Was soll n das werden?
http://www.bilderhost.com/images/n9a5to3hs7glh6iuk2u.jpg So ist die Schaltung mal richtig =) Das ganze ist eine Elektronische Speicherschaltung: Die Bistabile Kippstufe. Laut Beschreibung soll die Schaltung gleich wie ein Bit aufgebaut sein, aber leider steht da trotzdem keine weitere Informationen über den Transistor drin...
Hallo Hasenzahn11, mit der nach unten zeigenden LED ist die Schaltung jetzt richtig. Der linke Taster (Set) hat in der ersten Schaltung schon gestimmt. Als Transistoren kannst du praktisch jeden NPN (z.B. den BC547C) nehmen. Die Dimensionierung der Widerstände ist unkritisch. Es muss nur dafür gesorgt werden, dass die Basisströme hoch genug sind, um die Transistoren ordentlich durchzuschalten. Sie sollten natürlich auch nicht zu hoch sein, um die Transistoren nicht zu zerstören. Ein paar Kommentare zur Schaltung: Da T1 einen höheren Strom, nämlich den LED-Strom leiten muss, ist es eigentlich unlogisch, ihm den größeren Basiswiderstand (47k) zu verpassen, während T2, der fast gar nichts arbeiten muss, nur 10k bekommt. W2 (Kommentar zur Namensgebung s.u.) kann deutlich größer gemacht werden, da durch ihn kein großer Strom (nur der Basisstrom für T1) fließen muss. Wenn man W4 ausreichend groß macht, kann man W3 weglassen, da beide zusammen den Basisstrom von T1 bestimmen, dabei aber nur die Summe der beiden von Bedeutung ist. Ich habe mal die Schaltung dahingehend und im Hinblick auf minimalen Stromverbrauch optimiert. Dabei bin ich davon ausgegangen, dass die Transistoren bei einer Stromverstärkung von 50 ausreichend in die Sättigung gehen, wie man das bei Schaltanwendungen wie dieser gerne hat. Die Widerstände sind also so dimensioniert, dass sich für beide Transistoren in etwa diese Stromverstärkung einstellt. Als LED habe ich eine rote mit etwa 1,9V Flussspannung angenommen. Du kannst ja mal versuchen, die Basis und Kollektorströme der beiden Transistoren für die beiden Zustände "gesetzt" und "nicht gesetzt" auszurechnen. Dabei kannst du der Einfachheit halber für den jeweils leitenden Transistor die Basis-Emitter-Spannung mit 0,7V und die Kollektor-Emitter-Spannung mit 0V ansetzen. Der Spannungsabfall an der LED ist etwa 1,9V. Kommentar zur Namensgebung: Widerstände in Schaltplänen werden üblicher- weise nicht mit W, sondern mit R bezeichnet und LEDs mit LED, da L schon für Induktivitäten verwendet wird. Anmerkung zur Schaltung im Anhang: Die beiden Spannungsquellen links (V2 und V3) brauchen dich nicht zu stören. Sie dienen nur dazu, bei der Simulation zwei "elektrische Finger" nachzubilden, die abwechselnd kurz die beiden Taster S1 und S2 betätigen.
Ok. vielen Dank =) Ich lass mir noch einmal alles in ruhe durch den Kopf gehen und falls ich doch noch eine frage hätte melde ich mich noch einmal. MfG
Aber wie man den Transistor berechnet weiß ich immer noch nicht. Ich möchte eigentlich keine Schaltung bauen sondern möchte nur die ganze Schaltung berechnen. Aber da ich vom Kondensator nur den 0,7V Durchlass weiß fehlen mir ja immer noch die Stromstärke und der Widerstand. Wie kann man dies berechnen wenn man nur die Spannung weiß ?
Du musst doch den Transistor gar nicht berechnen, du musst nur wissen wie viel Strom fließt über den Transistor (Ic) wenn du das weist dann weist du auch wie groß Uce ist hängt vom Transistor ab. Nehmen wir an T1 Leitend Ib = (UB-Ube)/(W4+W3) Ic= Ib*ß oder Ic = (UB-Uce,sat-UL1)/W1 T2 Leitend Ib = (Ub-Ube-UL1)/(W1+W2) Ic = Ib*ß wobei Ube 0.7V UL1 vorwärtsspannung von UL1 sind usw.
Hier sind die Gedanken noch einmal etwas ausführlicher aufbereitet. Wenn du diese und andere Schaltungen einmal gut verstanden hast, wirst du in Zukunft natürlich nicht mehr so langwierige Überlegungen anstellen, sondern einfach "sehen", was in der Schaltung passiert. Du rechnest dann wie KAlk nur noch ein paar Formeln herunter oder vielleicht nicht einmal mehr das, weil du die Größenordnungen der benötigten Ströme und Wider- stände im Gefühl hast. Es schadet aber nichts, sich die Zusammenhänge wenigstens einmal bis ins Detail klar zu machen. Ich lege mal meinen Schaltungsvorschlag von oben zugrunde, du kannst die Überlegungen aber leicht auf deine Schaltung übertragen, da sie sich nur in der Dimensionierung der Widerstände unterscheidet. Nehmen wir an, dass zunächst S1 geschlossen und S2 offen ist: Q2 sperrt, da die Basis-Emitter-Strecke durch S1 kurzgeschlossen ist und somit kein Basistrom fließen kann. Damit kann der Strom durch R1 nur in die Basis von Q1 fließen und über dessen Emitter weiter nach GND. Durch diesen Strom ensteht zwischen Basis und Emitter von Q1 ein Spannungsab- fall von etwa 0,7V, der nur wenig von der Stromstärke abhängt. Von den 9V Betriebsspannung gehen also an der Basis-Emitter-Strecke von Q1 0,7V weg, die restlichen 8,3V liegen an R1 an. Folglich ist der Strom durch R1 8,3V/27kΩ=307µA. Dies ist gleichtzeitig der Basisstrom von Q1. Der Kollektorstrom von Q1 ist um den Faktor B (Stromverstärkung des Transistors) größer als der Basisstrom. Würde Q1 im linearen Bereich laufen, läge B in der Gegend von 500, wobei der genaue Wert bei dieser Schaltung nicht so wichtig ist (s. nächster Absatz). Der Kollektorstrom wäre dann also 154mA. Das kann aber nicht sein, da der Kollektorstrom wegen R2 und D1 (die jetzt leuchtet) auf (9V-1,9V)/470Ω=15,1mA begrenzt wird (die 1,9V sind die Flussspannung der LED). Q1 tut sein Bestes und öffnet also seine Kollektor-Emitterstrecke so weit wie es nur geht, so dass die Kollektor-Emitter-Spannung fast 0 wird, aber trotzdem fließen nur 15,1mA. Diesen Zustand des Transistors bezeichnet man als Sättigung. Wenn man zurückrechnet, erhält man eine tatsächliche Stromverstärkung von nur noch B=15,1mA/307µA=49. Statt einem B von 500 würden also auch schon 49 reichen, damit Q1 sauber durchschaltet. Nimmt man statt des BC547C einen BC547A (der letzte Buchstabe gibt die Stromverstärkungsklasse an) und erwischt davon auch noch ein schlechtes Exemplar, liegt sein B im linearen Bereich immer noch bei etwa 100, also deutlich über 49. Damit würde das Einschalten von Q1 also immer noch perfekt funktionieren. Jetzt öffnen wir S1: Weil Q1 voll durchschaltet, liegt sein Kollektor und damit die Basis von Q2, die über R3 mit dem Kollektor von Q1 verbunden ist, nur wenig über 0V. Das reicht nicht aus, um in Q2 einen Basisstrom fließen zu lassen, da hierfür mindestens knapp 0,7V erforderlich wären. Somit bleibt Q2 gesperrt, der Basisstrom in Q1 kann weiterhin fließen, Q1 ist immer doch voll durchgeschaltet und hält die LED am Leuchten. Es ändert sich also nichts, die Schaltung hat sich den Tastendruck auf S1 "gemerkt". Jetzt schließen wir S2: ... und du bist an der Reihe, zu überlegen, was mit den Transistoren, den Strömen und den Spannungen passiert :)
Ich werde erst Morgen S2 ausprobieren, da ich Morgen früh raus muss. Aber jetzt müsste alles klar sein, Vielen Dank =) Falls doch nicht werde ich Morgen meine offene Frage hier posten... MfG
Also ich hab er es nun mindestens 5 mal durchgelesen, doch ich komme immer noch nicht dahinter. Ich möchte nur diese Schaltung ausrechnen: http://www.bilderhost.com/images/n9a5to3hs7glh6iuk2u.jpg Ich brauche am ende von jedem Bauteil Stromspannung, Stromstärke und Strom Widerstand (U,I und R). Doch da ich es noch nicht ganz mit dem Transistor kapiere wollte ich hier nach Hilfe suchen. Beim Transistor gehen wir immer von einem 0,7V Durchlass aus. Als erstes würde ich vom W1, L1 und T1 ein Ersatzwiederstand ausrechnen, doch dazu fehlen mir ein paar wichtige Informationen. Wie würdet ihr am besten Anfangen und wie würdet ihr dies ausrechnen? Thx
Wer sehr nett, wenn mir jemand erneut helfen könnte, da es sehr dringend ist... Vielen Dank! MfG
Wie die Schaltung funktioniert ist inzwischen auch klar: Die Basis von T1 ist nicht mehr 0,7V positiver als der Emitter, es fließt kein Basisstrom mehr und der Transistor sperrt. Damit kann über W1, L1, W2 Strom zur Basis von T2 fließen, der dadurch leitend wird, also durchschaltet. Bei dem sehr geringen Basisstrom wird die LED nicht leuchten. Wenn der Set-Taster betätigt wird, kann kein Basisstrom mehr durch T2 fließen, T2 sperrt und es fließt über W4 und W3 ein Basisstrom nach T1, so daß T1 leitend wird. Die LED wird leuchten. Doch wie kann ich beim Transistor die Stärke und den Widerstand ausrechnen (I und R) wenn ich nur die Spannung (U) weiß ? Wo würdet ihr deshalb mit dem Rechnen anfangen? Es wäre sehr nett wenn jemand den Anfang machen würde, den Rest müsste ich dann auch hin bekommen... THx
Hasenzahn11 schrieb: > Ich brauche am ende von jedem Bauteil Stromspannung, Stromstärke und > Strom Widerstand (U,I und R). > Doch wie kann ich beim Transistor die Stärke und den Widerstand > ausrechnen (I und R) wenn ich nur die Spannung (U) weiß ? Du musst dich erst einmal davon lösen, Halbleiterbauelemente wie Widerstände zu betrachten. Für Widerstände gilt das Ohmsche Gesetz (Spannung und Strom sind zueinander proportional), für Transistoren und Dioden nicht. Speziell für Dioden kann man aber näherungsweise davon ausgehen, dass bei einem Stromfluss in Durchlassrichtung der Spannungsabfall unabhängig von der Stromstärke etwa 0,7V bei Silizium-PN-Dioden (und damit auch bei der Basis-Emitter-Strecke von Bipolartransistoren), 0,3-0,4V bei Silizium-Schottkydioden und Germaniumdioden ist. Wenn man dann noch ungefähr weiß, was ein Transistor tut, und dass sich in einer Serienschaltung mehrerer Bauteile die Spannungen an den einzelnen Bauteilen addieren und bei einer Parallelschaltung die Ströme addieren, kann man schon für viele einfache DC-Schaltungen alle vorkommenden Ströme und Spannungen ausrechnen. Ein einfaches Beispiel, das auch Teil deiner Schaltung ist: Eine rote LED wird über einen Vorwiderstand von 470Ω wird an 9V angeschlossen. Die LED hat eine Flussspannung von etwa 1,9V¹, die weitgehend von der Stromstärke unabhängig ist. Da die LED und der Widerstand in Reihe geschaltet an 9V liegen, müssen also die Spannungen an der LED und am Widerstand zusammen 9V ergeben. Zunächst kennt man weder die Spannung am Widerstand noch den Strom, jedoch ist die Spannung an der Diode bekannt, nämlich 1,9V. Am Widerstand müssen dann 7,1V abfallen, damit die Summe beider Spannungen gerade die 9V ergibt. Im Gegensatz zur LED kann man beim Widerstand das Ohmsche Gesetz anwenden und damit den Strom ausrechnen: Er beträgt 7,1V/470Ω=15,1mA. Da die LED in Reihe zum Widerstand liegt, muss der Strom durch den Widerstand auch durch die LED fließen. Somit fließen in der LED ebenfalls 15,1mA. Damit sind alle Ströme und Spannungen in bzw. an den beiden Bauteilen bestimmt. Die Berechnung deiner Schaltung erfolgt im Wesentlichen nach den gleichen Regeln, nur dass dort ein paar Bauteile mehr vorhanden sind. Vielleicht verstehst du jetzt besser, was ich in meinem Beitrag vom 21.02.2010 20:41 gerechnet habe. ¹) LEDs sind aus anderen Halbleitermaterialien aufgebaut als gewöhnliche Dioden, deswegen ist ihre Flussspannung deutlich größer als 0,7V. Sie ist im Datenblatt angegeben.
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