Transistoren: NPN oder PNP ??

Hallo,

also in meinen Internetstudien habe ich gelernt:

Bei Wenn die Last(z.b. LED) hinter dem Transistor ist, dann PNP wenn sie vor ihm ist NPN. bsp.: http://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#PNP.2FNPN_als_Schalter.2C_wohin_mit_der_Last.3F

Jetzt wollte ich einen Ledmatrix basteln und bin bei Mikronontroller.net auf folgendes Bild gestossen: http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/6/64/LED_Matrix_8x5.png Jetzt werden da nur NPN Transistoren verwendet. Warum sind die für die Reihen nicht PNP ?

Ausserdem habe ich BC328 (pnp) und BC338 (npn) Transistoren. Datenblatt: http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=0;INDEX=0;FILENAME=A100%252FBC327_BC328_VIS.pdf;SID=31nMY34awQAR8AACekMvw90b919dba4f095b6ddb64d9d58033287

Die haben eine Schaltspannung von 5V. Ich lese überall was von Basiswiderständen die zwingend erforderlich sind. Wenn ich aber mit diesen Formeln rechnen, komme ich auf etwas um 1-2 Ohm. Brauch ich hier keinen weil er 5V braucht ? Aber es steht überall ich brauche immer einen Widerstand. Geschaltet werden die dinger direkt vom Arduino.

Vielen dank für die Hilfe Gruß Rafael

"Hinter oder vor dem Transistor geschaltet" ist nicht die richtige Bezeichnung für diese Schaltungsarten.

Bei einem NPN-Transistor wird üblicherweise mit High geschaltet, wobei der Transistor dann die Last gegen 0 Volt durchschaltet.

Bei einem PNP wird mit einem LOW geschaltet und der Transistor schaltet + auf die Last.

Jetzt werden da nur NPN Transistoren verwendet. Warum sind die für die Reihen nicht PNP ?

Hier schaltet der NPN-Transistor +5V auf die LED. NPN wurden verwendet, da dann mit High geschaltet werden kann. Ist nicht ganz gemäss Standardschaltung.

Mit dem Basiswiderstand wird der Basisstrom begrenzt. Mit dem Basisstrom und dem Verstärkungsfaktor kann der maximale Laststrom ermittelt werden. 470 Ohm als Basiswiderstand finde ich reichlich wenig. Der Basiswiderstand liegt meist im Kiloohm-Bereich.

Danke für die Schnelle Antwort.

D.h. du selber würdest fuer die Reihen einen PNP nehmen ?

Ich hab das jetzt so gemacht. Ich habe garkeinen Widerstand an den Transistoren. Bei den NPNs hab ich jetzt an der Basis 37mA. bei den PNPs nur 4mA. werd jetzt mal mit den Widerständen experimentieren.

Weis leider nicht welcher der richtige ist.

D.h. du selber würdest fuer die Reihen einen PNP nehmen ?

Mir würde PNP besser gefallen, aber die Schaltung ist nun mal so aufgebaut. Ich würde dies so belassen.

Die Basisströme liegen meist im Milliampère-Bereich. Wichtig ist, dass der Basisstrom genügend gross ist um die Last, welche über den Schalttransistor geschaltet wird, zu schalten.

Die Verstärkung ist immer B=Ic/Ib

Ic: Kollektorstrom (Strom durch die Last) Ib: Basisstrom

Umgekehrt ist der maximale Laststrom Ib*B (wobei B aus dem Datenblatt des verwendeten Transistors zu entnehmen ist). Mit Experimentieren kann man einen Basiswiderstand ermitteln, aber in der Praxis berechnet man die Werte. Ich könnte dir jetzt eine ganze Abhandlung mit Formeln aufzeichnen, aber das ist vermutlich über deinen bisherigen Elektronik-Kenntnissen.

Da du ja eine LED-Matrix aufbauen willst, empfehle ich dir eine Lösung aus dem Arduino-Forum oder vom Arduino-Playground zu nehmen.

Schau dir doch mal diese Lösung an: http://oomlout.co.uk/8-x-8-bicolour-led-matrix-p-233.html

Wenn du 37mA in die Basis reinschiebst, ist das allerhand.

Als Anhaltspunkt kannst du dir den hfe-Wert nehmen (machmal auch als beta bezeichnet). Dabei gilt, dass fuer einen gegebenen Strom im Kollektor/Emitter Pfad I(CE) der Basisstrom in guter Naeherung I(CE)/hfe sein muss. Das gilt fuer grosse hfe Werte recht gut und langt fuer den Hausgebrauch allemal. Dabei wird der Basisstromanteil im Emitter vernachlaessigt.

Beispiel:

hfe = 250 (siehe Datenblatt)
gewuenschter Strom durch den Transistor: 250mA
→ Basisstrom sollte 1mA betragen.

R = U/I ist bekannt.

Der Arduino spuckt 5V aus, die Basis Emitter Diode schluckt ca. 0.7V fuer Silizium Transistoren.

→ R = (5V-0.7V)/1mA = 4.3kOhm

Fuer erste Tests koenntest du also einen 4k7 Basiswiderstand verwenden. Die Berechnung geht allerdings davon aus, dass der Emitter des NPN an Masse liegt!

Edit: ich war zu langsam wie es scheint :wink:

Danke, so langsam wirds besser bei mir :)

mit den schaltplänen hast du völlig recht, ich hab schon bei denen im elko so meine Probleme.

@madworm: ne, warst nicht zu langsam, beide Post ergeben bei mir mehr sinn als eins alleine :D

So langsam dämmerst bei mir. das mit dem 1ma an der Basis hilft mir schonmal. da kann ich dann prüfen ob ich mich verrechnet habe...

also Danke nochmal...

werde jetzt pnp für die Reihen und NPN für die Spalten nehmen. (hoffe das ist richtig) :)

Die schaltung sieht bei mir eh etwas anders aus. Hatte die schaltung erst gesehen, nachdem ich angefangen habe...

Noch eine Anmerkung. Du willst die Transistoren normalerweise durchschalten (damit sie nicht warm werden). Also muß der Basisstrom möglichst hoch sein. Allerdings darf er den zulässigen Wert nicht überschreiten. --> Die Basiswiderstände dürfen ruhig etwas kleiner ausfallen.

Was PNP und NPN Transistoren angeht: Du willst schalten, nicht verstärken --> das geht auch mit nur einer Sorte Transistoren. Der Vorteil ist, daß man nachher nur eine Sorte Bauteile hat und beim Einlöten keine verwechseln kann.

Was das "vorne" und "hinten anschliessen" angeht. Schau Dir mal "Emitterschaltung" und "Kollektorschaltung" an:

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0203111.htm

So und jetzt zu der Frage warum diese Emitterschaltungen keinen Basiswiderstand brauchen. Der Basisstrom ist grob I_B = I_C / B mit B die Gleichstromverstärkung. Da I_C ja aber schon für die Dioden auf ein paar Milliampere begrenzt wird (durch den Widerstand), fällt der Basisstrom entsprechend klein aus --> man braucht ausnahmsweise keinen Basiswiderstand.

Der Grund dafür ist, daß mit steigendem Basistrom der Transistor weiter durchschaltet. Deshalb geht die Spannung am Emitter Richtung Versorgungsspannung hoch. Das führt zu einer Gegenkopplung der Basisspannung und damit des Basisstroms.

Gruß, Udo

So, ich nochmal. Also eigentlich wollte ich Anfangs nur schalten. Nur sind meine leds zu dunkel, weil ich sie nur sehr kurz anschalte. Also habe ich die Spannung einfach erhöht, was auch prima funktioniert. Wenn ich jetzt an den Transistoren an den Ausgängen (bei mir kollektor) messe, habe ich nur 3,45 Volt durchgeschaltet. evtl. weil sie so schnell schalten. Wie auch immer. Zum testen wollte ich einfach mal eine zusätzliche Stromquelle an die Transistoren setzten um Spannung/Strom zu erhöhen. Auf die gefahr hin meinen MC kapuut zu machen hab ich einfach mal losprobiert. Meine Frage: ist das so richtig ?

Fritzing Bild:

Die LED soll nur symbolisch sein. Ich will sowol GND und VCC abschalten/trennen können und die Spannung zur Led erhöhen.

Gruß.

:o ← so stell ich mir euch vor wenn ihr soweit mitgelsen habt :wink:

Das ist OK so. Wenn überhaupt gehen da die LEDs oder die Transistoren kaputt. Die sind aber nicht teuer :) Im Zweifelsfall musst Du im Datenblatt nachschauen was der maximal zulässige Impulsstrom ist. In der Regel ist der aber schon größer als der Dauerstrom.

Das ist OK so. Wenn überhaupt gehen da die LEDs oder die Transistoren kaputt. Die sind aber nicht teuer :) Im Zweifelsfall musst Du im Datenblatt nachschauen was der maximal zulässige Impulsstrom ist. In der Regel ist der aber schon größer als der Dauerstrom.

thx :slight_smile:

hab aber gleich noch eine Frage um sicher zu gehen:

Wo ist hier der Emitter ? Der Pfeil ?

NPN      
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-|       oder             -|
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PNP: 
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http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0201291.htm