Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum braucht man von der Basis noch einen Widerstand zur Masse?


von grey (Gast)


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Ich habe folgende Schaltung (nur schwarze Linien):

http://www.tinyimage.de/jpeg.php?img_id=389694


Damit funktioniert die LED schon.
Aber manchmal liegt noch  von der Basis zur Masse ein Widerstand (siehe 
Orange Linien).

Frage:
Warum?

Und warum ist der notwendig?

von csry (Gast)


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ohne den Widerstand fließt wahrscheinlich ein sehr geringer Reststrom. 
Könnte also sein, dass die LED auch im AUS-Zustand noch etwas leuchtet.

von Ingo (Gast)


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Die Schaaltung ist Schrott. Entweder, ich packe die Last in den 
Kollektorkreis (Emitterschaltung) oder ich lass den Basisvorwiderstand 
weg (Emitterfolger,Kollektorschaltung). Hybride sind nur ganz selten 
sinnvoll, aber ganz sicher nicht bei einer LED.


Der Widerstand von Basis zum Emitter oder Masse sperrt den Transistor 
wenn die Basis nicht angesteuert wird, z.B. wenn ein µC die Basis 
ansteuert und er gerade einen Reset durchführt und die Pin hochohmig 
sind.



Ingo

von Dominik S. (dasd)


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Damit die Basis bei offenem Schalter nicht in der Luft hängt sondern auf 
einem definierten Niveau ist.

von Uwe .. (uwegw)


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Wenn der Taster nicht gedrückt ist, würde die Basis sonst "in der Luft 
hängen" und Störungen einfangen. Durch den Widerstand ist gewährleistet, 
dass der Transistor sicher sperrt.

von csry (Gast)


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Der Collector-Cut-Off Strom ist im Datenblatt mit 15nA bis 5uA 
angegeben.

von grey (Gast)


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Verstehe, mein Multimeter zeigt allerdings nichts mehr an, bzw. scheint 
dafür nicht präzise genug zu sein.

Aber wie berechne ich diesen zusätzlichen Widerstand und wie groß muss 
der sein?


Außerdem fällt mir gerade auf, wenn ich da noch einen Widerstand 
dranmache, dann fließt darüber und dem Basisvorwiederstand für den 
Transistor ja auch kontinuierlich ein Strom, auch im Aus Zustand.
Man hätte also eigentlich nichts gewonnen.

Das mit dem, um zu verhindern das noch Strom fließt kann es also doch 
eigentlich gar nicht sein.

von grey (Gast)


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Dominik S. schrieb:
> Damit die Basis bei offenem Schalter nicht in der Luft hängt sondern auf
> einem definierten Niveau ist.

Das und das:

> Wenn der Taster nicht gedrückt ist, würde die Basis sonst "in der Luft
> hängen" und Störungen einfangen. Durch den Widerstand ist gewährleistet,
> dass der Transistor sicher sperrt.

Erklärt es genau, danke.

Ingo schrieb:
> Die Schaaltung ist Schrott. Entweder, ich packe die Last in den
> Kollektorkreis (Emitterschaltung) oder ich lass den Basisvorwiderstand
> weg (Emitterfolger,Kollektorschaltung). Hybride sind nur ganz selten
> sinnvoll, aber ganz sicher nicht bei einer LED.

Wie meinst du das?
Die Last geht doch schon über den Kollektorstromkreis.

Über diesen gehen ein paar mA, während über die Basis nur wenige µA 
fließen.


Wie soll ich das deiner Meinung nach ändern?
Zeichnen kannst du hier:
http://www.tinyimage.de/

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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grey schrieb:
> Aber wie berechne ich diesen zusätzlichen Widerstand und wie groß muss
> der sein?

Der Widerstand sollte so bemessen sein, dass an ihm bei dem größten 
anzunehmenden Stör- oder Leckstrom, der in die Basis fließen würde, ein 
Spannungsabfall auftritt, der noch nicht zum Durchschalten des 
Transistors führt, also ~0,4V oder weniger.

Abgesehen davon sollte man die LED lieber mit einer Emitterschaltung 
ansteuern.

von Falk B. (falk)


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@grey (Gast)

>Verstehe, mein Multimeter zeigt allerdings nichts mehr an, bzw. scheint
>dafür nicht präzise genug zu sein.

Naja, wir reden hier von Strömen im einstelligen Mikroamperebereich und 
darunter.

>Aber wie berechne ich diesen zusätzlichen Widerstand und wie groß muss
>der sein?

Pi mal Daumen sollte der maximale Leckstrom durch den Widerstand fließen 
und dabei nicht mehr als 0,5V Spannung abfallen.

R = U/I = 0,5 / 1µA= 500kOhm. Praktisch nimmt man 10-100k, da reicht auf 
jeden Fall.

>Außerdem fällt mir gerade auf, wenn ich da noch einen Widerstand
>dranmache, dann fließt darüber und dem Basisvorwiederstand für den
>Transistor ja auch kontinuierlich ein Strom, auch im Aus Zustand.

Wo soll der herkommen, wenn der Schalter offen ist?

>Das mit dem, um zu verhindern das noch Strom fließt kann es also doch
>eigentlich gar nicht sein.

Doch.

von Falk B. (falk)


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Oh, ich sehe gerade, dass der Widerstand etwas unüblich platziert ist. 
Der geht von der Basis zum Emitter, nicht nach Masse.

von grey (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Pi mal Daumen sollte der maximale Leckstrom durch den Widerstand fließen
> und dabei nicht mehr als 0,5V Spannung abfallen.
>
> R = U/I = 0,5 / 1µA= 500kOhm. Praktisch nimmt man 10-100k, da reicht auf
> jeden Fall.

Also 500 kOhm habe ich nicht hier, aber bei 680 oder 220 Ohm messe ich 
am Widerstand dann über 3 V.

Und umso kleiner der Widerstand wird, desto kleiner wird die Spannung, 
aber der Strom, der über die LED fließt, sinkt dann ebenfalls.

von grey (Gast)


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grey schrieb:
> aber bei 680 oder 220 Ohm messe

Pardon, meinte kOhm.



Bei 33 kOhm (was anderes habe ich nicht hier) geht die LED dann übrigens 
aus.

von grey (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Wo soll der herkommen, wenn der Schalter offen ist?

Hast recht.

Falk Brunner schrieb:
> Oh, ich sehe gerade, dass der Widerstand etwas unüblich platziert ist.
> Der geht von der Basis zum Emitter, nicht nach Masse.

Die Masse ist doch mit dem Emitter verbunden, also liegt er doch an 
Masse.

von Falk B. (falk)


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@  grey (Gast)

>Die Masse ist doch mit dem Emitter verbunden, also liegt er doch an
>Masse.

???
Dein Emitter ist mit dem Vorwiderstand der LED verbunden, nicht mit 
Masse.

von grey (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> Dein Emitter ist mit dem Vorwiderstand der LED verbunden, nicht mit
> Masse.

Der Widerstand mit dem ? geht aber trotzdem nach Masse, oder welchen 
Widerstand meintest du?


Und der Emiter selbst endet ja letzten endes in der Masse, auch wenn 
dazwichen noch der andere Vorwiderstand + LED ist.




PS:

Ich habe nun die Schaltung etwas umgebaut und die LED + Vorwiederstand 
oberhalb vom Kollektor hingemacht.
Dadurch habe ich eine fast konstante Spannung über R? von ca. 0,68 V.
Und dabei ist es nun egal, ob es nun 33 kOhm oder 680 kOhm sind.
Erst bei ca. 15 kOhm ändert es sich und die LED wird auch schwächer.

Ist das jetzt so besser?

von Falk B. (falk)


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@  grey (Gast)

>> Dein Emitter ist mit dem Vorwiderstand der LED verbunden, nicht mit
>> Masse.

>Der Widerstand mit dem ? geht aber trotzdem nach Masse, oder welchen
>Widerstand meintest du?

Eben diesen.

>Und der Emiter selbst endet ja letzten endes in der Masse, auch wenn
>dazwichen noch der andere Vorwiderstand + LED ist.

OMG! Klar, alle Elektronen landen am Ende am Pluspol, aber das heißt ja 
auch nicht, dass alle Bauteile übersprungen werden. Dein Emtter liegt 
NICHT auf Masse. Denn so wie die Schaltung jetzt ist, ist der 
Spannungsabfall am Widerstand U_BE vom Transistor + UF der LED + den 
Spannungsabfall über dem LED-Vorwiderstand.

>Ich habe nun die Schaltung etwas umgebaut und die LED + Vorwiederstand
>oberhalb vom Kollektor hingemacht.

Das ist die einfache, klassische Emitterschaltung.

>Dadurch habe ich eine fast konstante Spannung über R? von ca. 0,68 V.

Eben.

>Und dabei ist es nun egal, ob es nun 33 kOhm oder 680 kOhm sind.
>Erst bei ca. 15 kOhm ändert es sich und die LED wird auch schwächer.

Klar, dann fließt zuviel Strom an der Basis vorbei.

>Ist das jetzt so besser?

Ja.

von grey (Gast)


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Aber bei einem PNP Transistore müßte die LED + R dann unten an den 
Emitter ran, richtig?

von grey (Gast)


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Dann noch ne Frage.

Warum funktioniert der dazugeschaltete R? und der R vor der Basis des 
Tranistors nicht als Spannungsteiler?

Würde man den Transistor weglassen, dann wäre das ja ein klassischer 
Spannungsteiler.

von Rainer Ernst (Gast)


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grey schrieb:
> Dann noch ne Frage.
>
> Warum funktioniert der dazugeschaltete R? und der R vor der Basis des
> Tranistors nicht als Spannungsteiler?
>
> Würde man den Transistor weglassen, dann wäre das ja ein klassischer
> Spannungsteiler.

Ist ja auch einer. Die beiden Widerstände begrenzen den Strom an der 
Basis auf den gewünschten Wert, der meist 0,7 V beträgt. Bei 0,7 V 
steuern die meisten Transistoren durch. Du kannst auch den Strom deiner 
LED mit einem Spannungsteiler begrenzen. Dann muss das Verhältnis der 
beiden Widerstände so passen, dass auf der LED die benötigte Spannung 
anliegt.

von grey (Gast)


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Rainer Ernst schrieb:
> Ist ja auch einer. Die beiden Widerstände begrenzen den Strom an der
> Basis auf den gewünschten Wert, der meist 0,7 V beträgt.

Du meinst wohl "begrenzen die Spannung.".
Der Strom wird durch den Widerstand natürlich auch begrenzt, aber der 
hat dann keine Volt als Einheit, sondern Ampere.



> Bei 0,7 V
> steuern die meisten Transistoren durch.

Schon klar.
Was ich meine ist folgendes.


Wenn ich für den oberen Widerstand 100 kOhm und für den unteren 
Widerstand 33 KOhm gewählt habe, dann ist die Spannung, die am unteren R 
anliegt, trotzdem nur diese ca. 0,68 V (siehe oben), von einer 
angelegten Gesamtspannung von 5 V also weniger als ca. 1/6.
Dabei müßte, weil es ja ein Spannungsteiler ist, die Spannung aber im 
Verhältniss 3 zu 1 aufgeteilt werden und somit am unteren R nicht nur 
1/6 betragen.

Und wenn ich den unteren R dann auch noch ändere, z.B. von 33 kOhm auf 
680 kOhm ändere, dann ändert sich an dessen Spannung auch nichts.


Damit ist es eigentlich kein Spannungsteiler mehr.
Denn bei einem Spannungsteiler wird die Gesamtspannung je nach 
Verhältnis zwischen dem oberen und underen R entsprechend geteilt.
Bei zwei gleichen R also 50:50.
Bei 5 V wären das z.B. jeweils 2,5 V.

Da aber der Basis R 100 KOhm hat und sich bei dem unteren R selbst dann 
nichts ändert, egal ob man nun kleiner oder größer 100 KOhm als unteren 
R verwendet, wird hier nicht mehr die Spannung geteilt, wie man es 
eigentlich erwarten würde.

von Rainer Ernst (Gast)


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grey schrieb:
> Du meinst wohl "begrenzen die Spannung.".

Ja, natürlich.


Du musst auch den Strom, der durch die Basis des Transistors fließt, 
beachten. Wenn du einen Emitterfolger verwendest, musst du den Strom 
auch beachten. Aus dem Grund nehme ich meist eine Emitterschaltung.

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