Verständnisproblem: Vorwiderstand an NPN Transistor Basis, wieviel?

[ChrisS]

Hallo, kurze Verständnisfrage:

Der Vorwiderstand an der Basis eines NPN Transistors... , dient der nur zum schützen der "Auslöser-Schaltung", oder steht er in Relation zu dem was an Collector und  Emitter passiert?

Ich möchte einen Laser schalten, der bei 4,5V ca. 110mA zieht, habe dabei an einen BC337 gedacht, und verstehe die Vorwiderstandsdimensionierung an der Basis nicht.
In Tutorials lese ich 100 bis 1K... aber was brauche ich für einen Widerstand? Woran muss ich mich orientieren?
Das Netzteil liefert ebenfalls genau die 4,5V.

Bitte mal eine für eine E-Flachzange verständliche Info

Danke!!

Lieber Gruß
ChrisS

[uwefed]

Hallo ChrisS
Nicht zuerst Fragen stellen und denn selbst antworten.  

Einen Transistor kann man im Proportionalbetrieb und im Schaltbetrieb betreiben.

Proportionalbetrieb: der Emmittor bzw Kollektorstrom ist proportional zum Basisstrom. Der Faktor zwischen den Beiden ist die Kleinsignalstromverstärkung Hfe oder Beta. Im Proportionalbetrieb verbrät der Transistor ziemlich viel Verlustleistung da zwischen Emittor und Kollektor ein relativ hoher Spannungsabfall herrscht.

Schaltbetrieb: Man benutzt den Transistor nur in den beiden Zuständen sperrend oder voll leitend.
Damit der Transistor voll leitet muß der Basisstrom genügend groß sein um den Kollektor bzw Emitterstrom nicht zu begrenzen. Falls dies nicht der Fall ist ist die Emittor-Collektorspannung größer und der Transistor geht kaputt da er sich durch die Verlustleistung zu stark erwärmt. Der Basiswiderstand ist im Schaltbetrieb für den Schutz des Ausgangs notwendig, nicht für die korrekte Funktion des Transistors. Die Basis-Emittor-Spannung ist ca 0,7V ( Diodenspannung). Darum liegt bei einem durchgeschaltenen NPN Transistor mit Emittor an Masse eine Spannung von 0,7V an. Würde kein Basiswiderstand vorhanden sein würde der Ausgang des Arduino (fast) kurzgeschlossen. Darum der Widerstand der den Strom auf unter 40mA begrenzen soll. Bei einer Spannung von 5V-0,7V = 4,3V braucht es mindestens einen 100 Ohm Widerstand. Der Maximalwert hängt vom Laststrom und der Stromverstärkung ab. Gegebenefalls bei hohen Lastströmen muß ein Darlington-Transistor oder 2 Transistoren in Darlingtonschaltung verwendet werden.#

Ähnliches auch wenn etwas anders, gilt für MOSFETs.

Für die Steuerung des Lasers nimmst Du besser einen MOSFET, zB einen IRF540.

Grüße Uwe

[ChrisS]

Hallo, danke für die Antwort...

das ich hier und da selbst mögliche Antworten verfasse soll ein wenig suggerieren, daß ich gewillt bin mir den Kopf zu zerbrechen, und nicht einfach faul bin.
Ich habe einfach das Hintergrundwissen nicht, so das ich schon alle Zusammenhänge verstehe.

Spannung von 5V-0,7V = 4,3V braucht es mindestens einen 100 Ohm Widerstand. Der Maximalwert hängt vom Laststrom und der Stromverstärkung ab.

Ok, wenn ich es richtig verstehe ist die Basisemitterspannung (Diodenspannung) also immer 0,7V... also für mich als Standad zu sehen?

Auch wenn ich keine Antworten geben soll: (Sag einfach ob annähernd richtig, wenn auch simpel)

Ich stelle mir die Basis als Led vor...
diese Led braucht 0,7V bei maximal 40mA.
Ich komme vom Arduino mit 5V.

Bedeutet nach URI 100Ohm... also ca.38mA.

Mein Laststrom bewegt sich, so denke ich um 110 mA.

Das habe ich mir "glaube ich" ausgerechnet aus 4,5V Spannung und 5mW Leistung.

Ankommen tue ich vom Arduino immernoch auf die Basis mit ca. 5V.
Der Emitter wird von einem Netzteil mit 4,5V gespeist.

Am Collektor nuckelt der Laser rum, und möchte 4,5V bei wahscheinlich 110mA haben.

Das ich den Arduino schütze habe ich verstanden, indem ich die Diodenspannung von 0,7V und den Stom für den Arduino mit einem 100Ohm Widerstand auf 40mA begenze.

AAAaaaaaber, dieses Szenario bezieht sich a eigentlich auf jedes Setup.
Was der Laststrom und die Stromverstärkung angeht stehe ich immernoch auf dem Schlauch....
Laststrom/Stromverstärkung wäre jetzt die Verhältnismäßigkeit zwischen 40mA und 110mA?

Ok.... ähm MOSFET...
ahja, damit kann ich mir die Gedankengänge um den Ausgang des Arduinos fast sparen, richtig?
Da fällt dann der Diodenstrom weg?

*heul* nagut... dann von vorn....

EDIT: OH, AH, OOOH.... das ist ja quasi das gleiche.... bloß das die Basis jetzt Gate heißt

Im ernst, von außen betrachtet sieht das genauso aus... was ist bei einem MOSFET anders?

Ein MOSFET ist ein Transistor nur steuerst Du ihn nicht mit Strom sondern mit Spannung. (metall oxid Einfach erklährt ist das ein Halbleiterkanal der durch eine Sperrspannung die Löcher/Elektronen enzogen werden sodaß weniger Ladungsträger für den Stromtransport verfügbar sind und darum der Widerstand zunimmt.

Der Vorteil bei MOSFETs ist daß man mit spannung einen großen Strom steuern kann.

zb den IRF540.

Grüße Uwe

Ah, manchmal hilft es in die Vergangenheit zu schauen....

Gut, aber in allen Schlatplänen gibt es ebenfalls die Vorwiderstände an der Basis/Gate....

und sätestens jetzt verstehe ich ganichts mehr... denn spätestens nach dem MOSFET bräuchte ich dot ja keine Schutzwiderstände mehr...
oder einfach gegen kurzschluß? Dann müßten 100 Ohm tatsächlich reichen... dann sieht man aber nox xKOhm gegen Masse...
ich verstehe E-Technik nicht glaube ich...

Lieber Gruß
ChrisS

[ChrisS]

So, also den IRF540N habe ich gerade vom letzten Laserprojekt in der Schublade gefunden... einen 100Ohm Widerstand habe ich auch hier

Mag mir bitte noch jemand sagen was der 18K Widerstand in der Schaltung macht? Bitte...

Lieber Gruß
ChrisS

[uwefed]

Ist beim Arduino und IRF540n nicht notwendig.
Grüße Uwe

Edit: Laut dem was Schwarzfuss richtig sagt muß ich mich korrigieren.

[Schwarzfuss]

Da die Ausgangspins des Atmegas nach Einschalten oder Reset hochohmig sind,
wird über den 18k Widerstand ein definiertes Potential an das Gate gelegt,
in diesem Fall (Gate->18k->GND) bleibt er zunächst ausgeschaltet.

[ChrisS]

So,es funktioniert, und ich bin wirklich happy....

Vielen Dank allen Dir mir nun einmal mehr aus der Patsche geholfen haben, bzw. sich Mühe geben mir etwas beizubrigen!

Danke!

Lieber Gruß
ChrisS