PNP Transistor Basiswiderstandsberechnung

[J. F. (maerklinh0)]

Hallo Leute,
ich habe versucht Anhand dieses Artikels den Basiswiderstand zu 
berechnen: https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

Es geht um diesen PNP Transistor: 
https://www.mouser.de/ProductDetail/Toshiba/RN2102LXHFCT?qs=sGAEpiMZZMv4z0HnGdrLjikbya4%2FJ9oPVSnnTp9qrmrmtwdJYQL8kg%3D%3D

Datenblatt: 
https://www.mouser.de/datasheet/2/408/RN2102_datasheet_en_20210830-1116210.pdf

Folgende Werte habe ich errechnet, bzw sind mir bekannt:

Ic = 5mA pro LED
Ue = 12V

Ib = Ic / Hfe = 5mA / 50 = 0,1mA

Rb = (Ue - xV) /  Ib

Wo ich mir nicht sicher bin: Die abgeschätzte Stromverstärkung in 
Sättigung von Hfe.

Auch ist mir nicht klar welcher Wert der Spannungsabfall der 
Basis-Emitter Strecke ist. Im Beispiel aus dem Artikel sind das 0,7V

Danke für die Hilfe

[H. H. (Gast)]

Der RN2102 ist ein Digitaltransistor, hat also schon eingebaute 
Widerstände. Die könntest du einfach so verwenden, also auf einen 
externen Basiswiderstand verzichten. Wenn am Basisstrom gespart werden 
muss, dann sind für 5mA Kollektorstrom ca. 250µA Basisstrom nötig 
(Datenblatt Seite 4, V(CE)sat), du könntest also einen 47kOhm Widerstand 
zusätzlich vorschalten, eben 11,3V/250µA-10kOhm.

[Stefan F. (Gast)]

Jochen F. schrieb:
> Wo ich mir nicht sicher bin: Die abgeschätzte Stromverstärkung in
> Sättigung von Hfe.

Dort ist das in Kapitel 2.2.1 erklärt
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf

[H. H. (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Jochen F. schrieb:
>> Wo ich mir nicht sicher bin: Die abgeschätzte Stromverstärkung in
>> Sättigung von Hfe.
>
> Dort ist das in Kapitel 2.2.1 erklärt
> 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf

Da solltest du noch ergänzen, dass die Verstärkung sehr von der 
CE-Restspannung abhängt, was sie im Schaltbetrieb ziemlich klein werden 
lässt.

[Wolfgang (Gast)]

H. H. schrieb:
> Der RN2102 ist ein Digitaltransistor, hat also schon eingebaute
> Widerstände.

Das sagt schon das Datenblatt - gleich auf der ersten Seite.
Dort sind sogar die Werte für die beiden Widerstände angegeben. Beim 
RN2102 liegen beide zwischen 7 und 13kΩ.

Jochen F. schrieb:
> Auch ist mir nicht klar welcher Wert der Spannungsabfall der
> Basis-Emitter Strecke ist. Im Beispiel aus dem Artikel sind das 0,7V

Damit kommst du in deiner Schaltung gar nicht in Berührung, weil der 
Spannungsabfall am internen Widerstand des RN2102 noch dazu kommt.

p.s.
Was soll bei R2 bis R5 eigentlich dies komische Angabe "2224"?
Widerstandswerte werden in Ω, kΩ oder MΩ angegeben.

[J. F. (maerklinh0)]

Danke euch für die vielen Antworten.
Das verlinkte PDF ist eine gute Hilfe.

[HildeK (Gast)]

J. F. schrieb:
> Wo ich mir nicht sicher bin: Die abgeschätzte Stromverstärkung in
> Sättigung von Hfe.

Zum Ansteuern einer kleinen LED ist die Schätzung für praktisch alle 
kleinen Transistoren brauchbar. Auch wenn du 100 nimmst, machst du noch 
nichts falsch. Selbst wenn der Transistor gar nicht in volle Sättigung 
kommt.

Begründung:
Du betreibst eine LED an 12V, also werden rund 9V am Vorwiderstand 
abfallen müssen (je nach Farbe und Technologie), also wird er 1.8kΩ 
haben. Wenn jetzt der Transistor nicht ganz auf die geschätzte 
Verstärkung kommt, dann fallen an ihm halt statt knapp 100mV jetzt 200mV 
oder auch 350mV ab (schon nicht mehr in Sättigung). Am Strom durch die 
LED und damit deren Helligkeit ändert sich dabei so wenig, dass es 
niemand wahrnehmen wird. Mit den Zahlen zur Verdeutlichung:
(9V-100mV) / 1k8 = 4.94mA
oder
(9V-350mV) / 1k8 = 4.81mA
(auf drei Stellen gerechnet, damit man den Unterschied auch sieht)

Gerade bei kleinen Strömen und Leistungen darf man das viel sportlicher 
sehen ... 😀

Etwas unklar ist mir die Anwendung deiner Schaltung, weil
- D1 bzw. D4 leuchten immer bei geschlossenem Lvor bzw. Lrück
- D2 bzw. D3 werden nur zusätzlich aktiv, wenn AUX geschlossen ist
Ist das so gewollt?

Zugegeben, ich kenne mich mit den realitätsnahen Betriebsmodi von 
Modellzügen nicht sonderlich aus. Ich dachte, es soll die 
Weißlicht-/Rotlichtumschaltung werden je nach Fahrtrichtung. Dazu passt 
es aber nicht.

[J. F. (maerklinh0)]

Ich habe am Lokdecoder nur noch einen Ausgang übrig und die Schaltung 
ermöglicht mir das ich das bei der SBB genutzte Lichtbild 3x Rot 
darstellen kann.
D2 und D3 sind jeweils das 3. rote Licht oben an den beiden 
Führerständen der Lok und wir später fahrtrichtungsabhängig schalten

[HildeK (Gast)]

Danke für die Infos. Also doch wahr:

HildeK schrieb:
> ich kenne mich mit den realitätsnahen Betriebsmodi von Modellzügen nicht
> sonderlich aus

:-)