Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik NPN Transistor als Schalter > wie funktioniert das im Detail?


von Andreas R. (pcdoc)


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Hallo,

Ja es gibt schon ne Menge Beiträge zu dem Thema und ich habe auch die 
meisten dazu gelesen. Ich versthe wie die Anordnung der Komponenten ist 
und auch konnte ich das Erfolgreich reproduzieren. Nur "nachmachen" 
reicht mir nicht, ich würde auch gern verstehen warum das so ist und da 
wäre ich euch für eure Hilfe sehr dankbar!

Gehen wir mal von einem Bsp aus was ich zufällig grad da hab:

Es sollen mehrere recht starke LEDs geschaltet werden über ein Developer 
Board (egal welches). Gehen wir davon aus, dass der maximale Strom den 
das Board zu Verfügung stellen kann nicht ausreicht um die LEDs direkt 
mit Strom zu versorgen, weshalb ich mir mit einem NPN Transistor 
behelfen will. Konkret ist es ein BC 547

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/150000-174999/155012-da-01-en-BC547B.pdf

Auch das Datenblatt kann ich zwar in etwa interpretieren, aber so ganz 
verstehe ich es leider nicht. Von daher später dazu auch noch die eine 
oder andere Frage. :-)

Somit stehen 3,3V für die Base zu Verfügung. Wobei wir auch gleich zur 
ersten Frage zum Datenblatt kommen: Lt. Datenblatt ist die 
Emitter-Base-Voltage 6V. Liege ich damit richtig, dass 6V gebraucht 
werden um diesen Transistor zu schalten? Der nette Herr bei C meinte das 
ginge auch mit 3,3V und in der Tat ich konnte es mit einer 3V Batterie 
im Versuchsaufbau bestätigen! Wie sehe ich das im Datenblatt? Ich meine 
woher weiß ich dass 3V reichen?

Und weiter mit der Schaltung. Als Stromquelle dient ein 5V Netzteil. 
Gehen wir mal davon aus, dass die LED mit passendem Vorwiderstand an + 
hängt und dann in den Collector geht. Der Emmitter geht direkt an -.

Mir ist auch klar wie man den Vorwiderstand berechnet wenn man weiß 
welchen Basisstrom der Transistor benötigt.Und da wären wir auch gleich 
bei der 2. Frage zum Datenblatt. Wo finde ich diesen? Bin ich da richtig 
auf der 2. Seite in der 2. Sektion:

IC = 10 mA, IB = 0.5 mA
IC = 100 mA, IB = 5 mA

Dh in dem Fall braucht die Basis 5mA, wenn am Collector 100mA benötigt 
werden?

Wenn dem so ist dann müsste der Vorwiderstand R=3,3V/0,005A > 660 Ohm 
sein.

Warum geht man nicht immer auf Nummer sicher und wählt den Widerstand 
möglichst klein, damit am Collector ein möglichst hoher Strom zu 
Verfügung steht? Bsp man weiß nicht genau was die LED verbraucht.

Kann natürlich sein, dass ich bis jetzt schon einige Fehler eingebaut 
habe, aber wenn das so weit mal richitg ist fängt es bei mir etwas mit 
den Verständnissschwirigkeiten an. Wie hängt der an der Basis anliegende 
Strom mit dem des Collectors zusammen? Soweit ich es bis jetzt 
herausfinden konnte sinkt mit zunehmender Spannung der Widerstand des 
Transistors (das ist schon etwas sehr ins Detail gefragt, aber weiß 
jemand wieso das so ist?) Liege ich dann richtig in der Annahme, dass 
wenn R=U/I gilt mit höher gewähltem Widerstand und gleichbleibendem 
Strombedarf des Transistors die Spannung fällt. Dadurch wird der 
Widerstand des Transistors erhöht.

Das ist jetzt schon sehr theoretisch und kann auch ganz falsch sein, 
aber wenn sollte das auch nur in etwa stimmen, wie passt dann der Hfe 
Wert da rein?

Gut das waren jetzt ne Menge Fragen und ne Menge Text! Deshlab schon mal 
danke fürs Lesen! :-) Ich hoffe ich liege da nicht ganz falsch mit 
meinen Annahmen.

mfg
Andreas

: Verschoben durch Admin
von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas R. schrieb:

> ersten Frage zum Datenblatt kommen: Lt. Datenblatt ist die
> Emitter-Base-Voltage 6V. Liege ich damit richtig, dass 6V gebraucht
> werden um diesen Transistor zu schalten?

Grundregel Nummer 1:
Bipolar-Transistoren sind stromgesteuert! (Im Gegensatz zu Röhren).

D.h. was du bestimmen, bzw. festlegen musst, ist der Strom, der in die 
Basis hineinrinnt. Dieser Strom regelt dann, wie stark der Strom auf der 
Kollektor-Emitter Strecke ist.

Die Spannungen stellen sich von selbst ein.
Für die Basis-Emitter Strecke kann man mit rund 0.7V Spannungsabfall 
rechnen. Der genau Wert steht irgendwo im Datenblatt. D.h. von deinen 
3.3V, die aus dem µC rauskommen bleiben ca 0.7V beim Transistor auf dem 
Weg über die Basis zum Emitter hängen. Die restlichen 3.3-0.7 gleich 
2.6V müssen an einem Bauteil abfallen: dem Basiswiderstand. Und dessen 
Wert bestimmst du so, dass bei diesen 2.6V genau der Strom rinnt, den du 
haben möchtest und den du brauchst, damit auf der C-E Srecke ein 
geforderter Mindeststrom rinnen kann.

von Hubert G. (hubertg)


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Andreas R. schrieb:
> Mir ist auch klar wie man den Vorwiderstand berechnet wenn man weiß
> welchen Basisstrom der Transistor benötigt.

Wenn ich deine vorhergehenden 6V betrachte, bezweifle ich deine 
Klarheit.

Die 6V sind Emitter-Base Breakdown Voltage, also die Sperrspannung.
Base-Emitter On Voltage das sind 0,7V ist die B-E Durchlassspannung.

von ein "Gast" (Gast)


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War ja klar, der täglich (mehrfach) neue Basiswiderstands-Thread. Schau 
mal in die Artikelsammlung unter "Basiswiderstand". Solche Themen sind 
hier gern gesehen..., aber nur, wenn man angemeldet ist.

von Karl H. (kbuchegg)


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> und in der Tat ich konnte es mit einer 3V Batterie
> im Versuchsaufbau bestätigen! Wie sehe ich das im Datenblatt?

du musst ein bischen aufpassen, welche Werte im Datenblatt Maximalwerte 
sind, die du nicht überschreiten darfst und welche nicht.

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas R. schrieb:

> Warum geht man nicht immer auf Nummer sicher und wählt den Widerstand
> möglichst klein, damit am Collector ein möglichst hoher Strom zu
> Verfügung steht?

Weil ein möglichst kleiner Widerstand dann eben auch bedeutet, dass 
derjenige, der die Basis 'bedienen' muss, diesen Strom auch liefern 
können muss.


> Strom mit dem des Collectors zusammen? Soweit ich es bis jetzt
> herausfinden konnte sinkt mit zunehmender Spannung der Widerstand des
> Transistors (das ist schon etwas sehr ins Detail gefragt, aber weiß
> jemand wieso das so ist?)

Dann lies dich mal ein, wie das mit Halbleitern, mit den Substrat-Typen, 
den Elektronen und den Löchern und deren Rekombination in den 
Substratberührungszonen sich so abspielt.
Dazu reicht ein Forumseintrag nicht.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Lt. Datenblatt ist die Emitter-Base-Voltage 6V.
> Liege ich damit richtig, dass 6V gebraucht
> werden um diesen Transistor zu schalten?

Nein. Das ist die maximale Sperrspannung der BE-Diodenstrecke. Im 
Datenblatt steht was anderes:
Base-Emitter voltage – Basis-Emitter-Spannung bei VCE = 5 V, IC= 10 mA 
ist VBE 720 mV maximal.

Andreas R. schrieb:
> Bin ich da richtig
> auf der 2. Seite in der 2. Sektion:
>
> IC = 10 mA, IB = 0.5 mA
> IC = 100 mA, IB = 5 mA
>
> Dh in dem Fall braucht die Basis 5mA, wenn am Collector 100mA benötigt
> werden?

Fast. Auf der ersten Seite steht "DC current gain – 
Kollektor-Basis-Stromverhältnis". Da bist du richtig.
Die oberen Angaben sind dann zu nehmen, wenn du den Transistor in 
Sättigung betreiben willst: dann nimmt man die 20 (IC/IB). Also, wenn du 
LEDs schalten willst, dann gib ihm 5mA Basisstrom, wenn du die LEDs mit 
100mA betreiben willst.

Wenn am Kollektor 100mA benötigt werden, könnten je nach Exemplar auch 
mal nur 0,25mA oder mehr oder auch weniger reichen. Der C-Typ hat eben 
typisch der Faktor 400.

von Andreas R. (pcdoc)


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Danke euch allen für die Antworten!

Karl Heinz schrieb:
> Grundregel Nummer 1:
> Bipolar-Transistoren sind stromgesteuert!

Gut, damit erklärt sich einiges.... Die Aussage, dass ein Transistor 
Spannungsgesteuert ist, hab ich von einer eigentlich seriös aussehenden 
Seite und interessanter Weise hat das auch der C Mitarbeiter so 
bestätigt... Naja, aber wie gesagt das macht vieles verständlicher! 
Somit erübrigen sich auch eventuelle Folgefragen.


Karl Heinz schrieb:
> Für die Basis-Emitter Strecke kann man mit rund 0.7V Spannungsabfall
> rechnen. Der genau Wert steht irgendwo im Datenblatt.

Ich versuche es wie gesagt zu verstehen, die 0,7V sind das ein Wert der 
in etwa auf meisten Transistoren zutrifft oder nur auf diesen speziell? 
Und wo genau finde ich das im Datenblatt (dann weiß ich das nächste Mal 
auch wonach ich suchen muss). Ist das der Max. Wert der Basis-Emmitter 
Spannung? bei 10mA > 720mV?


Hubert G. schrieb:
> Wenn ich deine vorhergehenden 6V betrachte, bezweifle ich deine
> Klarheit.

Die Berechnungsweise ist schon klar, aber wie ich auch geschrieben hab 
"wenn man weiß welchen Basisstrom der Transistor benötigt" und genau da 
lag 1. das Verständnisproblem, dass der Transistor über Strom und nicht 
über die Spannung geschaltet wird und 2. dass ich (teilweise daraus 
resultierend) das Datenblatt nicht richtig gelesen habe.

Karl Heinz schrieb:
> du musst ein bischen aufpassen, welche Werte im Datenblatt Maximalwerte
> sind, die du nicht überschreiten darfst und welche nicht.

In wie weit bezieht sich das auf den Test mit der Batterie? Oder war das 
bezogen auf die 6V die ich im Datenblatt gefunden habe?


Karl Heinz schrieb:
> Dann lies dich mal ein, wie das mit Halbleitern, mit den Substrat-Typen,
> den Elektronen und den Löchern und deren Rekombination in den
> Substratberührungszonen sich so abspielt.
> Dazu reicht ein Forumseintrag nicht.

Hättest du dafür einen Link? Mich würde es nämlich wirklich 
interessieren.


Danke nochmal für die Antworten!

mfg
Andreas

von Andreas R. (pcdoc)


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Ich muss das nochmal rauf holen, da ich euch noch um die Antworten zu 
den noch offenen Fragen bitten würde.

Und noch eine kleine Zusatzfrage hätte ich auch noch. Ich würde gern ein 
Relais ansteuern und dafür einen NPN Darlinton Transistor verwenden. 
Gibt es da was besonderes zu beachten oder ist die Schaltung Berechnung 
des Basiswiderstandes die gleiche?

Danke!

mfg
Andreas

von HildeK (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Ich versuche es wie gesagt zu verstehen, die 0,7V sind das ein Wert der
> in etwa auf meisten Transistoren zutrifft oder nur auf diesen speziell?
Das trifft auf alle Silizium-Transistoren zu. Diese Spannung ist leicht 
strom- und temperaturabhängig sowie von der Dotierung.
Wenn dann nur 100µA fließen, dann sind es vielleicht noch 500mV ... 
600mV.
Rechne einfach mit 700mV und gut ist. Mehr ist für die Praxis fast nie 
notwendig.

> Und wo genau finde ich das im Datenblatt (dann weiß ich das nächste Mal
> auch wonach ich suchen muss). Ist das der Max. Wert der Basis-Emmitter
> Spannung? bei 10mA > 720mV?
Im Datenblatt ist meist ein Diagramm angegeben, dass diesen Zusammenhang 
zeigt.

Andreas R. schrieb:
> In wie weit bezieht sich das auf den Test mit der Batterie? Oder war das
> bezogen auf die 6V die ich im Datenblatt gefunden habe?

Maximalwerte nicht überschreiten zu dürfen hängt nicht von der Batterie 
ab. Das was du gesehen hat mit den 6V ist die maximale Sperrspannung der 
BE-Diode. Die 0.7V sind die Durchlassspannung der BE-Diode.

Andreas R. schrieb:
> Ich würde gern ein
> Relais ansteuern und dafür einen NPN Darlinton Transistor verwenden.
> Gibt es da was besonderes zu beachten oder ist die Schaltung Berechnung
> des Basiswiderstandes die gleiche?

Fast gleich. Ein Darlington besteht aus zwei speziell 
zusammengeschalteten Transistoren. Damit wird aussen die UBE zu 2*0.7V 
und der Stromverstärkungsfaktor wird deutlich größer.

von ein "Gast" (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Ich muss das nochmal rauf holen, da ich euch noch um die Antworten zu
> den noch offenen Fragen bitten würde.

Alle denkbaren Fragen sind bereits beantwortet worden:

Beitrag "Re: NPN Transistor als Schalter > wie funktioniert das im Detail?"

Wichtig sind nur die etwa 0,7V Ube (und es ist scheißegal, ob es nun 
0,7 oder 0,72V sind) bzw. der notwendige Basisstrom. Wenn du nichtmal 
das erkennen kannst, such dir ein anderes Hobby. (Ist nichtmal böse 
gemeint) Wenn man den Transistor als Schalter betreibt, muss man eh 
deutlich übersteuern (mehr Basisstrom einprägen als unbedingt nötig), um 
sicher in die Sättigung zu kommen, also den "halboffenen" Zustand 
vermeiden. Beim Darlington sind es halt 2Ube und der Basisstrom ist 
entsprechend kleiner, das wars. Kann man mit ein klein wenig Nachdenken 
auch selbst rausfinden, und nur selbsterworbenes Wissen zählt und 
bleibt, nicht das vorgekaute. Und Analogbetrieb wirst du wohl niemals 
verstehen.

von Andreas R. (pcdoc)


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HildeK schrieb:
> as trifft auf alle Silizium-Transistoren zu.

Danke!

HildeK schrieb:
> Maximalwerte nicht überschreiten zu dürfen hängt nicht von der Batterie
> ab.

Ok, dann war das ein Missverständnis, dachte du hättest es auf die 
Batterie bezogen und war deshalb verwirrt.

HildeK schrieb:
> Damit wird aussen die UBE zu 2*0.7V

Danke!

ein "Gast" schrieb:
>
> Alle denkbaren Fragen sind bereits beantwortet worden:
>

Nein sind sie nicht, aber HildeK hat mit dem letzten Beitrag die meisten 
abgedeckt. Es sind aber immer noch welche offen, wie zum Bsp einer 
Quelle für weiterführende Literatur wie ein Transistor im Detail 
funktioniert (das was Karl Heinz empfohlen hat). Da wäre ein konkreter 
Link oder Hinweiß auf ein Buch nett.


ein "Gast" schrieb:
>
> Wichtig sind nur die etwa 0,7V Ube (und es ist scheißegal, ob es nun
> 0,7 oder 0,72V sind) bzw. der notwendige Basisstrom. Wenn du nichtmal
> das erkennen kannst, such dir ein anderes Hobby.

Du hast offensichtlich den Grund meiner Frage nicht verstanden. Dass 0,7 
oder 0,72V egal sind ist mir klar, ABER ich möchte wissen woher dieser 
Wert kommt bzw. wo dieser im Datenblatt ersichtlich ist. Denn das ist 
genau das was du später beanstandest, dass man bei vorgekautem nichts 
lernt! Genau deshalb will ich es ja selbst nachvollziehen können und 
Frage nach der Quelle für diesen Wert.

Ich sehen das nicht zwingend als mein Hobby (eher als momentane 
Freizeitbeschäftigung), da hab ich genug andere, aber ich suche mir von 
Zeit zu Zeit neue Wissensgebiete in denen ich mir zu mindest 
Grundkenntnisse aneignen will. Jetzt sind grad Microcontroller und 
Elektrotechnik dran (vorher war es Biologie, Medizin, Quantenphysik, 
Zoologie, (Möbel-)Tischlerei und andere Bereiche). Es ist weder meine 
Absicht damit jemals Geld zu verdienen noch wirklich besonders 
Anspruchsvolle Sachen selbst zu erfinden. Es dient wie gesagt lediglich 
der Fortbildung und etwas Spaß dabei. Meine Erfahrung zeigt mir dabei, 
dass wenn ich zu mindest versuche die Hintergründe zu verstehen, das 
Wissen auch deutlich länger im Gedächtnis bleibt. Ein Transistor ist ein 
sehr häufig verwendetes Bauteil, weshalb mich dieser auch im Detail 
interessiert, aber natürlich beschränkt sich der Wissensdurst nicht nur 
auf diesen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas R. schrieb:

> Quelle für weiterführende Literatur wie ein Transistor im Detail
> funktioniert (das was Karl Heinz empfohlen hat).

Empfohlen würde ich das nicht nennen.
Es mag zwar ganz interessant sein, was da auf atomarer Ebene abgeht, 
aber vom Verständnis her, wie man mit einem Transistor arbeitet, bringt 
es dich nicht weiter.
Goggle halt mal danach. Ein paar STichworte hast du ja schon. Ich bin 
mir auch recht sicher, dass es auf Youtube ein paar Videos gibt, die 
zeigen, wie die Elektronen in den Schichten arbeiten und was da in der 
Grenzzone ziwschen den dotierten Schichten passiert.


> oder 0,72V egal sind ist mir klar, ABER ich möchte wissen woher dieser
> Wert kommt

Weil das der Wert ist, der typisch über einer normalen Diode abfällt. 
Und die Basis-Emitter Strecke in einem NPN Transistor ist ein PN 
Übergang, also eine Diode.

von Andreas R. (pcdoc)


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Karl Heinz schrieb:
>
> Empfohlen würde ich das nicht nennen.
> Es mag zwar ganz interessant sein, was da auf atomarer Ebene abgeht,
> aber vom Verständnis her, wie man mit einem Transistor arbeitet, bringt
> es dich nicht weiter.
> Goggle halt mal danach. Ein paar STichworte hast du ja schon. Ich bin
> mir auch recht sicher, dass es auf Youtube ein paar Videos gibt, die
> zeigen, wie die Elektronen in den Schichten arbeiten und was da in der
> Grenzzone ziwschen den dotierten Schichten passiert.

Youtube muss ich mal schauen. Die meisten Seiten die ich gefunden habe, 
haben zwar die Funktionsweise erklärt, aber sind in keinster Weise 
darauf eingegangen wie das im Transistor inneren aussieht. Das beste was 
ich finden konnte war ein "Schnittbild" mit ein paar Worten dazu. Naja, 
ich werde es nochmal mit den von dir genannten Stichworten versuchen. 
Ich bin nur immer etwas skeptisch was google angeht, denn man findet 
durchaus nicht nur richtige Sachen. Und genau das ist mir ja passiert 
bei meiner Suche zum Transistor, dass eine offensichtlich seriöse Seite 
schreibt, dass ein Transistor über die Spannung gesteuert wird. Ich bin 
es gewohnt viel im Selbststudium zu lernen und ich finde das Internet 
dafür ein geniales Werkzeug, nur eben mit Vorsicht zu geniesen grad in 
Bereichen die einem eben noch nicht so bekannt sind.

Viel hat mir: http://www.elektronik-kompendium.de geholfen, was ich fast 
ganz durch bin, jedoch noch nicht alles ganz klar ist.

>> oder 0,72V egal sind ist mir klar, ABER ich möchte wissen woher dieser
>> Wert kommt
>
> Weil das der Wert ist, der typisch über einer normalen Diode abfällt.
> Und die Basis-Emitter Strecke in einem NPN Transistor ist ein PN
> Übergang, also eine Diode.

Danke! Das ist auch gut zu wissen dass das auf Dioden generell zutrifft.

mfg
Andreas

von Karl H. (kbuchegg)


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Andreas R. schrieb:

> durchaus nicht nur richtige Sachen. Und genau das ist mir ja passiert
> bei meiner Suche zum Transistor, dass eine offensichtlich seriöse Seite
> schreibt, dass ein Transistor über die Spannung gesteuert wird.

Vorsicht:

Bipolar-Transistor  - stromgesteuert
Feldeffekt-Tranistsor  - spannungsgesteuert

von Andreas R. (pcdoc)


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Ich hab schon versucht die Seite nochmal wieder zu finden, aber leider 
erfolglos! Kann natürlich sein, dass sich die auf FETs bezogen haben, 
wäre mir aber nicht aufgefallen und ich hab damals explizit nach 
Bipolartransistor gesucht. Der Mitarbeiter bei C hatte das Ding auch in 
der Hand, wußte also über was ich spreche und hat es trotzdem bestätigt. 
Aber kann alles sein, bin wie gesagt neu bei dem Thema und behaupte 
nicht perfekt zu sein. :-)

Vielleicht bleib ich ja länger bei dem Thema, gefällt mir bis jetzt ganz 
gut und ist schon lustig mit so nem development board etwas rum zu 
spielen und ein paar Schaltungen zu bauen. Besonders praktisch ist es 
auch weil sich das erlernen bzw. Vertiefen einer Programmiersprache 
damit gut verbinden lässt. Na mal sehen wie das weiter geht, aber auf 
jeden Fall hoffe ich auch weiterhin auf eure Unterstützung, denn ich 
werde sicher noch die eine oder andere Frage haben, wenn ich mal selbst 
nicht weiter komme.

mfg
Andreas

von Hellmut K. (hkohlsdorf)


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Andreas R.. Lass dich von „freundlichen Gästen” nicht abschrecken und 
Frage, bis du es kapierst hast. das was zu Recht auf Ablehnung stossen 
kann wäre, wenn es offensichtlich wird, dass du gerne Fragst, aber 
daraus keine Erkenntnisse gewinnst, bzw. sich in deinem Verhalten 
Lernfaulheit zeigt. Ich kann dein Vorgehen und deine Begründungen sehr 
gut nachvollziehen.

Erlaube mir noch damit zu schliessen, dass ich dich auf die Tutorials 
bei www.diligentinc.com unter dem reister „classroom” verweise. Sei es 
der Tutorial „Real Analog: Circuits 1” zum Themenkreis Analogelektronik, 
oder zum Thema Digitalelektronik, nicht zu verwechseln mit µController, 
„Real Digital: A hands-on approach to digital design”.

Der Tutorial zum Thema Analogelektronik stammt von der Firma "Analog 
Devices", einer der führenden Halbleiterunternehmen zu analoger 
Elektronik. Schaut man dort nach, so kann man lesen, das dieser Kurs 
noch bis zu 13 Kapital bekommen wird und ein ein Teil 2 geplant ist.

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Diese Tutorials wird er wohl kaum lesen geschweige denn begreifen. 
Lieber fragt er uns ein Loch in den Bauch. Wer ein Datenblatt nicht 
begreifen will oder kann, sollte die Finger davon lassen. Das Forum gibt 
gerne Tips für Lernwillige, ist aber keine Schule für absolute Nullen, 
die alles und jedes hinterfragen und doch nichts kapieren.

von Hellmut K. (hkohlsdorf)


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Danke Dirk für dein Outen, mutig! Ich wollte keine Namen nennen! Wenn 
man deine Meinung über jemand hat, dann braucht man nicht zu antworten, 
man hat ja nichts konstruktives beizutragen, außer man liest sich gerne 
selber!

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Bei Pfeifen wie "Andreas R. (pcdoc)", der sich auch noch großkotzig 
"pcdoc" nennt, ist alle Liebesmüh vergebens. Das ist so ähnlich wie mit 
dem Ochs vorm Berg.

von ein "Gast" (Gast)


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Hellmut Kohlsdorf schrieb:
> Danke Dirk für dein Outen, mutig!

Damit liegst du vollkommen falsch. Die Beiträge die du meinst stammen 
nicht von Dirk. Aber er hat Recht:

Andreas R. schrieb:
> Ja es gibt schon ne Menge Beiträge zu dem Thema und ich habe auch die
> meisten dazu gelesen.

Andreas R. schrieb:
> Viel hat mir: http://www.elektronik-kompendium.de geholfen, was ich fast
> ganz durch bin

Der Andreas hat also schon fast das ganze Kompendium durch und die 
meisten Beiträge zum Thema hat er auch gelesen, aber dennoch weiß er 
nicht wie sich eine (Basis-Emitter-) Diode (evtl noch in Kombination mit 
einem einfachen Widerstand) verhält? Ich kenne solche Leute, und hab 
auch schon extrem viel Energie für die aufgewndet, alles umsonst.
Viel Vergnügen.

von Andreas R. (pcdoc)


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Hellmut Kohlsdorf schrieb:
> Erlaube mir noch damit zu schliessen, dass ich dich auf die Tutorials
> bei www.diligentinc.com unter dem reister „classroom” verweise.

Danke, werde ich mir sicher mal anschauen!


Dirk J. schrieb:
> Bei Pfeifen wie "Andreas R. (pcdoc)", der sich auch noch
> großkotzig
> "pcdoc" nennt,

Du scheinst mir ja nicht der Inteligenteste zu sein, deshalb versuch ich 
es in einfachen Worten, ohne mich auf dein Niveau herab zu begeben.

Ich glaube ich hab mich beruflich sowie privat genug in meiner IT Zeit 
bewiesen, dass ich mich kaum vor Leuten wie dir rechtfertigen muss warum 
und wie ich meinen Nickname wähle.

Weitere Kommentare zu deinen Posts erspare ich mir, da ich meine Zeit 
nur ungern verschwende. Da könnte ich was richtig produktives machen, 
wie Socken zusammenlegen....

ein "Gast" schrieb:
> Der Andreas hat also schon fast das ganze Kompendium durch und die
> meisten Beiträge zum Thema hat er auch gelesen, aber dennoch weiß er
> nicht wie sich eine (Basis-Emitter-) Diode (evtl noch in Kombination mit
> einem einfachen Widerstand) verhält?

Dein Kommentar ist leider auf ähnlichem Niveau, denn du zitierst aus dem 
Zusammenhang gerissene Textstücke! Ich habe geschrieben, dass ich fast 
das ganze Kompendium durch bin, aber wie ich auch geschrieben habe ist 
noch nicht alles klar. Ich muss aber anmerken, dass meine Aussage so 
nicht ganz korrekt war. Ich bezog mich damit nur auf den Teil 
"Bauelemente", nicht auf das ganz Kompendium. Außerdem hab ich diesen 
Thread eröffnet als ich bei weitem noch nicht alles im Kompendium 
gelesen habe. Auch die Beiträge hier im Forum haben nicht die 
Funktionsweise eines Transistors im Detail beschrieben (lediglich wie 
man in benutzt, was wohl für die meisten das wichtigste ist). Und wie 
anfänglich auch geschrieben konnte ich die Schaltung auch funktionsfähig 
nachbauen und einsetzten (wenn auch nicht 100%ig korrekt)

Mir ging es darum zu verstehen warum es so funktioniert. Und das ist mir 
jetzt zu mindest etwas klarer, auch wenn ich mich weiter in dem Thema 
vertiefen werde.


Nochmal danke an alle die hilfreiche Beiträge geschrieben. Ich glaube 
das Thema ist zu mindest hier erschöpft.

mfg
Andreas

: Bearbeitet durch User
von Dirk J. (dirk-cebu)


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Andreas R. schrieb:
>... aber ich suche mir von
> Zeit zu Zeit neue Wissensgebiete in denen ich mir zu mindest
> Grundkenntnisse aneignen will. Jetzt sind grad Microcontroller und
> Elektrotechnik dran (vorher war es Biologie, Medizin, Quantenphysik,
> Zoologie, (Möbel-)Tischlerei und andere Bereiche).

Aha, da hat er in anderen Foren auch schon die Leute genervt. Und jetzt 
sind wir dran - ich hoffe - gewesen.
Wer sind Deine nächsten Opfer?
Vergleichsweise kommst Du mir vor wie ein Friedhofsgärtner, der mit dem 
Oberarzt über medizinische Grundlagen diskutieren möchte.
Und bei Deinem IT Wissen keine Ahnung von simplen Vorgängen im 
Transistor zu haben ist schon schwach. Ist wie ein Bäcker, der nur weiß, 
wie er den Ofen einschaltet. Soviel zu Deinem Niveau.

von Mufin (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Hallo,
>
> Ja es gibt schon ne Menge Beiträge zu dem Thema und ich habe auch die
> meisten dazu gelesen. Ich versthe wie die Anordnung der Komponenten ist
> und auch konnte ich das Erfolgreich reproduzieren. Nur "nachmachen"
> reicht mir nicht, ich würde auch gern verstehen warum das so ist und da
> wäre ich euch für eure Hilfe sehr dankbar!
>
> Gehen wir mal von einem Bsp aus was ich zufällig grad da hab:
>
> Es sollen mehrere recht starke LEDs geschaltet werden über ein Developer
> Board (egal welches). Gehen wir davon aus, dass der maximale Strom den
> das Board zu Verfügung stellen kann nicht ausreicht um die LEDs direkt
> mit Strom zu versorgen, weshalb ich mir mit einem NPN Transistor
> behelfen will. Konkret ist es ein BC 547
>
> http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/15...
>
> Auch das Datenblatt kann ich zwar in etwa interpretieren, aber so ganz
> verstehe ich es leider nicht. Von daher später dazu auch noch die eine
> oder andere Frage. :-)
>
> Somit stehen 3,3V für die Base zu Verfügung. Wobei wir auch gleich zur
> ersten Frage zum Datenblatt kommen: Lt. Datenblatt ist die
> Emitter-Base-Voltage 6V. Liege ich damit richtig, dass 6V gebraucht
> werden um diesen Transistor zu schalten? Der nette Herr bei C meinte das
> ginge auch mit 3,3V und in der Tat ich konnte es mit einer 3V Batterie
> im Versuchsaufbau bestätigen! Wie sehe ich das im Datenblatt? Ich meine
> woher weiß ich dass 3V reichen?
>
> Und weiter mit der Schaltung. Als Stromquelle dient ein 5V Netzteil.
> Gehen wir mal davon aus, dass die LED mit passendem Vorwiderstand an +
> hängt und dann in den Collector geht. Der Emmitter geht direkt an -.
>
> Mir ist auch klar wie man den Vorwiderstand berechnet wenn man weiß
> welchen Basisstrom der Transistor benötigt.Und da wären wir auch gleich
> bei der 2. Frage zum Datenblatt. Wo finde ich diesen? Bin ich da richtig
> auf der 2. Seite in der 2. Sektion:
>
> IC = 10 mA, IB = 0.5 mA
> IC = 100 mA, IB = 5 mA
>
> Dh in dem Fall braucht die Basis 5mA, wenn am Collector 100mA benötigt
> werden?
>
> Wenn dem so ist dann müsste der Vorwiderstand R=3,3V/0,005A > 660 Ohm
> sein.
>
> Warum geht man nicht immer auf Nummer sicher und wählt den Widerstand
> möglichst klein, damit am Collector ein möglichst hoher Strom zu
> Verfügung steht? Bsp man weiß nicht genau was die LED verbraucht.
>
> Kann natürlich sein, dass ich bis jetzt schon einige Fehler eingebaut
> habe, aber wenn das so weit mal richitg ist fängt es bei mir etwas mit
> den Verständnissschwirigkeiten an. Wie hängt der an der Basis anliegende
> Strom mit dem des Collectors zusammen? Soweit ich es bis jetzt
> herausfinden konnte sinkt mit zunehmender Spannung der Widerstand des
> Transistors (das ist schon etwas sehr ins Detail gefragt, aber weiß
> jemand wieso das so ist?) Liege ich dann richtig in der Annahme, dass
> wenn R=U/I gilt mit höher gewähltem Widerstand und gleichbleibendem
> Strombedarf des Transistors die Spannung fällt. Dadurch wird der
> Widerstand des Transistors erhöht.
>
> Das ist jetzt schon sehr theoretisch und kann auch ganz falsch sein,
> aber wenn sollte das auch nur in etwa stimmen, wie passt dann der Hfe
> Wert da rein?
>
> Gut das waren jetzt ne Menge Fragen und ne Menge Text! Deshlab schon mal
> danke fürs Lesen! :-) Ich hoffe ich liege da nicht ganz falsch mit
> meinen Annahmen.
>
> mfg
> Andreas

Andreas R. schrieb:
> Wenn dem so ist dann müsste der Vorwiderstand R=3,3V/0,005A > 660 Ohm
> sein.

Hallo Adreas,

Irgendwie klingts verwirrend, wobei Dein Anliegen recht einfach erklärt 
ist:

Beispiel: Du willst wieviele LEDS PARRALLEL ein/ausschalten?

nehmen wir an - im Beispiel 3 x LED weiß

die kannste EINZELN mit je 1x NPN BC 546  47  48 / 49  gegen MINUS 
oder PLUS UB Schalten! Wenn also 12 VDC hast, brauchste für weiße LEDs 
in REIHE zur LED (ob nun COLLECTOR, oder EMITTER-ZWEIG - das ist egal 
schaltest) -

BASISSTROM für den einzelnen Trabsistor: 20 mA >> bedeutet: Basis-gegen 
UB PLUS: Widerstand 4,7 KOHM und der LED-VORWIDERSTAD beträgt für 
20mA-LED-STROM etwa gegen MASSESTERECKE in Reihe zur LED bei UB 12 VDC: 
470 Ohm (nicht unbedingt weniger aber mehr auch nicht (wegen des 
Spannungsabfalles an der BASIS-EMITTERSTRECKE von etwa 0,7 VDC !

"Normale" sogenannte UNIVERSAL-TRANSISTOREN, wie die NPN / PNP-Seire BC 
54x / (PNP 55x) können als "Schalter" benutzt werden! Wenn die LEDS 
höhere Ströme benötigen, hilft hier die BD-SERIE (also BD 136-138-140 
für PNP und die NPN-SERIE BD 137 / 139) - Diese können Schalt-Funktionen 
bis zu 1,5 A über Collector-Emitter-Srecke "schalten" - empfehlenswert, 
wenn mehrere LED-Kaskasden gleichzeitig geschaltet werden sollen..

Die BASI-Schaltstrom-Impedanz-Regel für den BASIS-Vorwiderstand 4,7 KOHM 
(bei UB 12 VDC!!) unterscheidet sich dabei nicht!

Ist aber kleinere UB VDC (z.B nur 3 VDC) vorhanden, so muss natürlich 
auch der Basisvorwiderstand verkleinert werden, allerdings nicht 1 KOHM, 
da sonst der Transistor nicht "sauber schliesst / öffnet"!

Allgemein gilt für SCHALTERANWENDUNGEN über Transistoren:

Es muss nur der BASISVORWIDERSTAND angepasst werden, sodass die 
"SÄTTIGUNGSSPANNUNG" an der Basis nicht unter 0,7 VDC abfällt. Diese 
Sättigungsspannung ist in der Regel etwa bei allen Transistoren gleich!
Ausnahme hier bilden sogenannte MOSFETS, die intern bedingt mit 
Lastschutzdioden versehen sind und auf KAPAZITATIVE Änderungen der 
Umschaltung des Transistors reagieren und fehlfunktionen auslösen könen.

Eine andere Variante gibts auch noch:

Man kann zB für LED-Schaltungen an der BASIS-EMITTERSTRECKE einen 
ZUSATZ-KLEIN-WIDERSTAND (zB 33 Ohm) einfügen, der dann den 
SÄTTIGUNGSGRAD des Transistors durch diese Maßnahme "anhebt" (verstärkt) 
- ohne dabei den Transistor aus dem Ruhestrom-Bereich / Arbeitbereich 
"herauszukatapultieren" - was stödlich für die Sperrschicht eines 
Transistors wäre! Dieser Emitterwiderstand bewirkt eine 
GEGENSTROMSEITIGE Reglung auf EMITTER-BASISSTRECKE zum Faktor 1-4 (je 
nach Typ) ud wird daher oft eingesetzt, wo zB keine absolut stabile 
Versorgungsspannung dieser Transistor-"Schalter"-Schaltung zur Verfügug 
steht..

Viele wagen sich aus welchen Gründen auch immer nicht an solche 
Schaltungen heran, weil sie denken, dass ein Transistor ausser zu 
verstärken nichts könne: Das ist Blödsinn: Heutzutage kann man 
interessante Schaltungen mit Transistoren aufbauen, ohne groß Kenntnis 
des "Innenlebens" zu haben !

Allerdings eizigste Vorraussetzung ist dabei: GENAU aufzupassen, dass 
man nicht aus Versehen PNP mit NPN-Typen ein einer Schaltung 
verwechselt, will man nicht gleich mit nem Feuerlöschmittel daneben 
erstarren...

Im Iternet gibts millionen Seiten, Foren, Infos rund um solche 
Schaltungsbeispiele zu LED-"Treibern" etc... Hier im Threed also im 
Grunde garnicht diskutabel, wenn jemand über sowas etwas sucht...

mfg Muffin

von Dirk J. (dirk-cebu)


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Mufin schrieb:
> ...
> mfg Muffin

Noch ein Opfer, das auf den Troll reinfällt und zu helfen versucht.

von Andreas R. (pcdoc)


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Hallo Muffin,

Danke für deine ausführliche Erklärung! Mir geht es primär nicht darum 
eine LED (oder mehrere LEDs) zu schalten. Das ist lediglich die 
"Vorübung" um mit einem Developer Board etwas anzusteuern über die 
GPIOs.

Mir ist leider noch nicht bekannt wieviel Strom die GPIOs auf dem Board 
liefern können, aber ich nehme an es wir ähnlich wenig sein wie beim 
RPI, was ca. 60mA sein dürften. Von daher bin ich quasi gezwungen 
irgendwas verstärkende dazwischen zu schalten. Schlussendlich wird das 
ein Relais sein, welches ich aber auch nicht direkt ansteuern kann, 
sondern so der momentane Plan, mit einem Darlington Transistor 
dazwischen.

Ich fange aber lieber klein an, ist ja nicht jeder so ein Naturtalent 
und Genie wie Dirk dass er in 2 Wochen gleich alles bis ins letzte 
Detail begreift, und das eben in Form einer ganz einfachen Schaltung mit 
Transistor und LED.

Als 2. Schritt möchte ich selbiges eben mit Darlington machen und dann 
wird die LED durch ein Relais ersetzt, wobei da noch ein bißchen mehr 
notwendig ist als nur die LED durch das Relais auszutauschen.

Unsprünglich hab ich begonnen mich über Darlington Transistoren zu 
informieren, jedoch war da in den meisten Fällen die Info die ich 
gefunden habe, dass es Quasi eine Doppeltransistorschaltung ist, die man 
auch selbst bauen könnte. Aus dem Grund bin ich dann quasi einen Schritt 
zurück gegangen um mal einen Transistor richtig zu verstehen. Wobei es 
nicht um die Funktionsweise geht. Bis auf die Falschinfo/Verwechslung 
mit Strom und Spannung war und ist mir schon klar was ein Transistor 
(PNP und NPN macht) macht nur eben nicht wie.

Inzwischen (leider erst nachdem ich diesen Thread gestartet habe) habe 
ich folgedes gefunden (im Kompendium:

Durch das Anlegen einer Spannung UBE von etwa 0,7 V, ist die untere 
Diode (Prinzip) in Durchlassrichtung geschaltet. Die Elektronen gelangen 
in die p-Schicht und werden von dem Plus-Pol der Spannung UBE angezogen.
Da die p-Schicht sehr klein ist, wird nur ein geringer Teil der 
Elektronen angezogen.
Der größte Teil der Elektronen bewegt sich weiter in die obere 
Grenzschicht. Dadurch wird diese leitend und der Plus-Pol der Spannung 
UCE zieht die Elektronen an. Es fließt ein Kollektorstrom IC.



Das kommt der Erklärung die ich gesucht habe schon ziemlich nahe. Jedoch 
fehlt auch hier noch was. Wenn die Elektronen nur zu einem geringen Teil 
gegen den Plus-Pol der Spannung UBE gezogen werden und der Großteil 
WEITER in die obere Grenzschicht geht, was verändert sich dann in der 
oberen Grenzschicht bzw. in der P-Schicht dass sie plötzlich leitend 
wird. WEITER bedeutet für mich, dass das sowieso der Fall ist, warum 
also wird er nur bei Strom an der Basis leitend. Es verändert sich kaum 
was (zu mindest nicht aus dem Text ersichtlich), außer dass eben auch 
ein paar Elektronen Richtung Plus-Pol der UBE Spannung gehen. Der 
Transistor wirkt ja quasi wie ein unendlich großer Widerstand auf CE, 
der über den Strom geregelt wird und dadurch leitend wird, nur obige 
Erklärung sagt leider auch nicht aus wie.


mfg
Andreas

von Andreas R. (pcdoc)


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Dirk J. schrieb:
> Ist wie ein Bäcker, der nur weiß,
> wie er den Ofen einschaltet.

Toller Vergleich! Zeig mir doch mal einen Bäcker, der weiß wie genau 
sein Ofen hergestellt wurde und aus was für Teilen er besteht.


Dirk J. schrieb:
> Noch ein Opfer, das auf den Troll reinfällt und zu helfen versucht.

Mal nachdenken wer da der Troll ist!?

Auszug aus der Wikipedia:
Als Troll bezeichnet man im Netzjargon eine Person, welche die 
Kommunikation im Internet fortwährend und auf destruktive Weise dadurch 
behindert, dass sie Beiträge verfasst, die sich auf die Provokation 
anderer Gesprächsteilnehmer beschränken und keinen sachbezogenen und 
konstruktiven Beitrag zur Diskussion darstellen.

Ich konnte bis jetzt nichts konstruktives oder sachbezogenes von dir in 
diesem Thread finden. Provokative Beiträge jedoch schon. Klingt als wäre 
die Definition für dich geschrieben...

: Bearbeitet durch User
von Michael_ (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Durch das Anlegen einer Spannung UBE von etwa 0,7 V, ist die untere
> Diode (Prinzip) in Durchlassrichtung geschaltet. Die Elektronen gelangen
> in die p-Schicht und werden von dem Plus-Pol der Spannung UBE angezogen.
> Da die p-Schicht sehr klein ist, wird nur ein geringer Teil der
> Elektronen angezogen.
> Der größte Teil der Elektronen bewegt sich weiter in die obere
> Grenzschicht. Dadurch wird diese leitend und der Plus-Pol der Spannung
> UCE zieht die Elektronen an. Es fließt ein Kollektorstrom IC.

....

Am besten du glaubst das und schließt das Kapitel für dich ab.
Natürlich nervt es, wenn du wissen willst, wie das mit dem 
Transistor-Urschleim ist.
Manches kann man eben nicht einfach erklären, und wenn, dann mußt du 
dich an einer Hochschule in Vorlesungen Halbleiterphysik setzen. Also 
nerve dort einen Professor, der voll im Stoff steht.

Da gibt es dann solche Begriffe wie Dotierung, Donatoren, Bändermodell, 
Diffusion usw.
Und obiger Text ist nicht korrekt. Die Elektronen wandern nicht einfach, 
sondern diffundieren. Man kann es nicht mit der Röhre vergleichen.
Ich hör hier auf, denn es ist lange her und ich müßte auch Unterlagen 
herauskramen.

von Andreas R. (pcdoc)


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Michael_ schrieb:
> Am besten du glaubst das und schließt das Kapitel für dich ab.

Wie mein Mathematikprofessor immer so schön sagte: "Glauben kann man in 
der Kirche, aber nicht in der Wissenschaft!"

Ist natürlich nicht immer möglich und deshalb hab ich das Thema für mich 
bereits einige Posts höher abgeschlossen:

Andreas R. schrieb:
> Nochmal danke an alle die hilfreiche Beiträge geschrieben. Ich glaube
> das Thema ist zu mindest hier erschöpft.

Und es besteht auch keinerlei Zwang hier zu antworten wenn ihr es selbst 
nicht wisst oder diesen Wissen nicht teilen wollt. Wenn ich keine 
Antworten bekomme und auch selbst nichts weiterführendes finde muss ich 
mich sowieso damit abfinden, denn ich habe sicher nicht die Zeit zu 
lange an einem Ding fest zu halten.

mfg
Andreas

von Dirk J. (dirk-cebu)


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>"ist ja nicht jeder so ein Naturtalent
>und Genie wie Dirk dass er in 2 Wochen gleich alles bis ins letzte
>Detail begreift"
Nein, meine Lehrzeit betrug 3 1/2 Jahre. Und Du siehst hoffentlich ein, 
dass man nicht alles und jedes in einem Forum in wenigen Sätzen erklären 
kann.
Schönen Tag noch und viel Spaß - bei Deinem nächsten Projekt.

: Bearbeitet durch User
von Michael_ (Gast)


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Andreas R. schrieb:
> Wie mein Mathematikprofessor immer so schön sagte: "Glauben kann man in
> der Kirche, aber nicht in der Wissenschaft!"

Was spinnst du hier rum? Ich glaube erst mal nicht, das du dieses 
Studium abgeschlossen hast.
Ansonsten hättest du dich dich in die Materie anders eingearbeitet.
Mathematik ist eben nicht Halbleiterphysik.
Nimm die Datenblätter so wie sie sind und sei glücklich!
Nerv uns nicht länger!!!!
Oder studiere Halbleiter-Technologie.

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