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THEMA: FA verstärken mit Transistor: Gehts so??
THEMA: FA verstärken mit Transistor: Gehts so??
MiniTrixEinsteiger - 06.01.09 20:33
Hallo an alle mit Elektronikwissen!
Im Augenblick stehe ich gerade etwas auf dem Schlauch...
Ich möchte einen 5V Dekoder-Logikpegelausgang (max. 1mA) über einen Transistor schalten, sodaß ich einen größeren Strom zur Verfügung habe.
Jetzt habe ich mir folgendes Gedacht:
Ein BCX54 (NPN) liegt hier noch rum, also dachte ich an folgende Verschaltung:
Der Pluspol des Dekoders geht über die Last (ungefähr 500-680Ohm) an den Kollektor, Emitter direkt an Masse des Dekoders.
Aber die Basis macht mir gerade Kopfschmerzen. Ich hätte jetzt den Funktionsausgang über einen Widerstand an die Basis angeschlossen. Den Widerstand hätte ich wie folgt berechnet: 5V-1V (Spannung Basis-Emitter lt. Datenblatt)/0,7mA, damit der Dekoder nicht voll mit 1mA belastet wird.
Lange Rede kurzer Sinn, der Widerstand wäre dann 4V/0,7mA=5700Ohm. Ebenfalls liegen hier noch zwei 2,7kOhm Wid. in der Kiste, also Reihenschaltung und fertig.
Jetzt meine Fragen:
1.) Muss ich wirklich einen 5,4kOhm Widerstand vor die Basis schalten, oder kann ich die Basis direkt an den FA löten? Mehr als 1mA liefert der Dekoder eh nicht, und als Laststrom komme ich mit 30-40mA wahrscheinlich hin. Oder schadet es irgendwie dem Dekoder, wenn ich ohne Basiswiderstand arbeite?
2.) Kann ich meinen BCX nehmen, oder muss ich irgendeine andere Type besorgen?
Der MiniTrixEinsteiger
Im Augenblick stehe ich gerade etwas auf dem Schlauch...
Ich möchte einen 5V Dekoder-Logikpegelausgang (max. 1mA) über einen Transistor schalten, sodaß ich einen größeren Strom zur Verfügung habe.
Jetzt habe ich mir folgendes Gedacht:
Ein BCX54 (NPN) liegt hier noch rum, also dachte ich an folgende Verschaltung:
Der Pluspol des Dekoders geht über die Last (ungefähr 500-680Ohm) an den Kollektor, Emitter direkt an Masse des Dekoders.
Aber die Basis macht mir gerade Kopfschmerzen. Ich hätte jetzt den Funktionsausgang über einen Widerstand an die Basis angeschlossen. Den Widerstand hätte ich wie folgt berechnet: 5V-1V (Spannung Basis-Emitter lt. Datenblatt)/0,7mA, damit der Dekoder nicht voll mit 1mA belastet wird.
Lange Rede kurzer Sinn, der Widerstand wäre dann 4V/0,7mA=5700Ohm. Ebenfalls liegen hier noch zwei 2,7kOhm Wid. in der Kiste, also Reihenschaltung und fertig.
Jetzt meine Fragen:
1.) Muss ich wirklich einen 5,4kOhm Widerstand vor die Basis schalten, oder kann ich die Basis direkt an den FA löten? Mehr als 1mA liefert der Dekoder eh nicht, und als Laststrom komme ich mit 30-40mA wahrscheinlich hin. Oder schadet es irgendwie dem Dekoder, wenn ich ohne Basiswiderstand arbeite?
2.) Kann ich meinen BCX nehmen, oder muss ich irgendeine andere Type besorgen?
Der MiniTrixEinsteiger
1. Ja du mußt einen Widerstand nehmen sonst wird Dein Dekoderausgang auf ca 0,7 Volt runtergezogen und dann kann es sein das das dem Ausgang Deines Dekoders schadet.
Der BCX 54 verträgt max 1,5 mA Kurzfristig an der Basis . Was passiert wenn Dein Dekoder
mehr als 1ma zur Verfügung stellt.
Dann stirbt eventuell dein Transistor.
Deshalb Vorwiderstand
2. Ist der Pluspol des Dekoders auch 5 Volt ( bei 500 Ohm ca 10mA Strom ) . Dann geht das .
Da du von Pluspol und Masse sprichts, gehe ich von Gleichspannung ( DC) aus
Gruß Frank
Der BCX 54 verträgt max 1,5 mA Kurzfristig an der Basis . Was passiert wenn Dein Dekoder
mehr als 1ma zur Verfügung stellt.
Dann stirbt eventuell dein Transistor.
Deshalb Vorwiderstand
2. Ist der Pluspol des Dekoders auch 5 Volt ( bei 500 Ohm ca 10mA Strom ) . Dann geht das .
Da du von Pluspol und Masse sprichts, gehe ich von Gleichspannung ( DC) aus
Gruß Frank
beuteostfriese - 06.01.09 21:47
Hallo MiniTrixEinsteiger!
Aus Deiner Frage ist leider nicht zu erkennen, welches Digitalsystem Du hast. Bei Selectrix ist es so, daß die Funktionsausgänge der Decoder den Minuspol darstellen und die gemeinsame Masse z.B. der Birnen den Pluspol. Ich nehme an, daß es bei DCC auch so ist. Dann ist ein NPN-Transistor ungeeignet, weil dessen Basis ebenfalls über den Pluspol angeschlossen sein muß. Du benötigst einen PNP-Transistor.
Herzliche Grüße
Elmar
Aus Deiner Frage ist leider nicht zu erkennen, welches Digitalsystem Du hast. Bei Selectrix ist es so, daß die Funktionsausgänge der Decoder den Minuspol darstellen und die gemeinsame Masse z.B. der Birnen den Pluspol. Ich nehme an, daß es bei DCC auch so ist. Dann ist ein NPN-Transistor ungeeignet, weil dessen Basis ebenfalls über den Pluspol angeschlossen sein muß. Du benötigst einen PNP-Transistor.
Herzliche Grüße
Elmar
@Elmar,
der OP schreibt von einem Logikpegel-Ausgang, sowas ist mir bislang nur von DCC Decodern bekannt. Die Logikpegel schalten in positiver Logik, d.h. HIGH für "Ein" und LOW für "Aus".
@Minitrix-Einsteiger,
Bei einem Bipolartransistor benötigst Du immer einen Basisvorwiderstand, sonst steigt der Basisstrom bei High-Pegel extrem an und der I/O Pin des Prozessors wird überlastet, möglicherweise sogar beschädigt.
Bei Verwendung eines N-MOSFET als Verstärkungstransistor braucht man keine zusätzlichen Bauteile, da das Gate hochomig ist. Als Ausgangstreiber kann ich FETs wirklich empfehlen. Die Schaltung ist simpel, die Bauteile halten wesentlich mehr Strom aus und man braucht sich nicht den Kopf zerbrechen, ob dieser Transistor mit der Stromverstärkung bei diesem Basistrom jetzt jenen Ausgangstrom treiben kann und ob er satt durchschaltet oder nicht und damit abbrennt.
Grüße, Peter W.
der OP schreibt von einem Logikpegel-Ausgang, sowas ist mir bislang nur von DCC Decodern bekannt. Die Logikpegel schalten in positiver Logik, d.h. HIGH für "Ein" und LOW für "Aus".
@Minitrix-Einsteiger,
Bei einem Bipolartransistor benötigst Du immer einen Basisvorwiderstand, sonst steigt der Basisstrom bei High-Pegel extrem an und der I/O Pin des Prozessors wird überlastet, möglicherweise sogar beschädigt.
Bei Verwendung eines N-MOSFET als Verstärkungstransistor braucht man keine zusätzlichen Bauteile, da das Gate hochomig ist. Als Ausgangstreiber kann ich FETs wirklich empfehlen. Die Schaltung ist simpel, die Bauteile halten wesentlich mehr Strom aus und man braucht sich nicht den Kopf zerbrechen, ob dieser Transistor mit der Stromverstärkung bei diesem Basistrom jetzt jenen Ausgangstrom treiben kann und ob er satt durchschaltet oder nicht und damit abbrennt.
Grüße, Peter W.
MiniTrixEinsteiger - 06.01.09 22:36
Hallo ihr beiden! .png)
Ich verwende einen MX620N, genauer gesagt will ich die Susi Logikpegel nutzen. Diese haben dann entweder Pegel 0V oder 5V. Gemäß Zimo kann man den Ausgang nur mit 1mA belasten, falls mehr fließen soll, dann soll z.B. ein n-MOSFET mit Gate an FA, Source an Dekodermasse und an Drain die Last, verwendet werden.
Das sieht für mich so aus, als würde ich den Emitter meines Transistors an Dekodermasse und die Basis über den 5,4kOhm Wid. an den FA legen können. Die Last dann an den Kollektor.
Dafür müßte dann der NPN BCX54 geeignet sein, oder?
Generell hast Du recht, Elmar, da schalten die FA gegen Masse. Da es sich aber hierbei im speziellen um Logikausgänge handelt ist es wohl anders.
@Frank:
Wie kommst Du auf den Basisspitzenstrom von 1,5mA? Im Datenblatt auf Reichelt finde ich diesen Wert nicht, oder übersehe ich da etwas? (Dort steht ein Spitzenbasisstrom von max. 200mA)
Wie kommst Du auf einen Strom von 10mA? Die 500 Ohm (ich nehme vielleicht doch eher 680Ohm), stellen den Lastwiderstand dar, der an den Pluspol des Dekoders (in meinem Falle 16V) und den Kollektor geschaltet werden soll, d.h. durch den Lastwiderstand fliessen dann ungefähr 16V/500Ohm=32mA. So wie ich das Reicheltdatenblatt deute, hat der BCX54 schon eine Stromverstärkung von min. 30, d.h. aus meinen knapp 1mA (oder 0,7mA) können schon 30mA werden. Oder mache ich da einen Denkfehler?
Achja, bevor jemand fragt, warum so umständlich, wenn es doch über die normalen FA einfacher geht: Diese sind schon belegt.
Der MiniTrixEinsteiger
Ich verwende einen MX620N, genauer gesagt will ich die Susi Logikpegel nutzen. Diese haben dann entweder Pegel 0V oder 5V. Gemäß Zimo kann man den Ausgang nur mit 1mA belasten, falls mehr fließen soll, dann soll z.B. ein n-MOSFET mit Gate an FA, Source an Dekodermasse und an Drain die Last, verwendet werden.
Das sieht für mich so aus, als würde ich den Emitter meines Transistors an Dekodermasse und die Basis über den 5,4kOhm Wid. an den FA legen können. Die Last dann an den Kollektor.
Dafür müßte dann der NPN BCX54 geeignet sein, oder?
Generell hast Du recht, Elmar, da schalten die FA gegen Masse. Da es sich aber hierbei im speziellen um Logikausgänge handelt ist es wohl anders.
@Frank:
Wie kommst Du auf den Basisspitzenstrom von 1,5mA? Im Datenblatt auf Reichelt finde ich diesen Wert nicht, oder übersehe ich da etwas? (Dort steht ein Spitzenbasisstrom von max. 200mA)
Wie kommst Du auf einen Strom von 10mA? Die 500 Ohm (ich nehme vielleicht doch eher 680Ohm), stellen den Lastwiderstand dar, der an den Pluspol des Dekoders (in meinem Falle 16V) und den Kollektor geschaltet werden soll, d.h. durch den Lastwiderstand fliessen dann ungefähr 16V/500Ohm=32mA. So wie ich das Reicheltdatenblatt deute, hat der BCX54 schon eine Stromverstärkung von min. 30, d.h. aus meinen knapp 1mA (oder 0,7mA) können schon 30mA werden. Oder mache ich da einen Denkfehler?
Achja, bevor jemand fragt, warum so umständlich, wenn es doch über die normalen FA einfacher geht: Diese sind schon belegt.
Der MiniTrixEinsteiger
>So wie ich das Reicheltdatenblatt deute, hat der BCX54 schon eine Stromverstärkung von min. >30, d.h. aus meinen knapp 1mA (oder 0,7mA) können schon 30mA werden. Oder mache ich >da einen Denkfehler?
Naja... eine Kleinigkeit: Du willst den Transistor ja als Schalter betreiben. Sprich V_CE möglichst klein. Da ist die Stromverstärkung aber AFAIK wesentlich geringer als im linearen Bereich, für den sie üblicherweise im Datenblatt steht.
Gruß, Axel
Naja... eine Kleinigkeit: Du willst den Transistor ja als Schalter betreiben. Sprich V_CE möglichst klein. Da ist die Stromverstärkung aber AFAIK wesentlich geringer als im linearen Bereich, für den sie üblicherweise im Datenblatt steht.
Gruß, Axel
Hallo,
Du kannst natürlich statt dem N-FET einen NPN in Emittergrundschaltung nehmen. Die h(fe) für I(ce) bis 150 mA ist mit mind. 63 angegeben. Daher: 0,7 mA * 63 = 44 mA.
DCX54 unselektiert - SMD Code BA: 63
DCX54-10 - SMD Code BC: 63
DCX54-16 - SMD Code BD: 100
http://www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/BC635_BCP54_BCX54_7.pdf
Grüße, Peter W.
Du kannst natürlich statt dem N-FET einen NPN in Emittergrundschaltung nehmen. Die h(fe) für I(ce) bis 150 mA ist mit mind. 63 angegeben. Daher: 0,7 mA * 63 = 44 mA.
DCX54 unselektiert - SMD Code BA: 63
DCX54-10 - SMD Code BC: 63
DCX54-16 - SMD Code BD: 100
http://www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/BC635_BCP54_BCX54_7.pdf
Grüße, Peter W.
Nächstes Problem: Verkraftet die Dekoderstromversorgung (+5V) die zusätzliche last, oder wird diese eventuell überlastet?
Die 5 V werden nur mit dem zusätzlichen Basisstrom von max. 1 mA belastet. Die Last muss natürlich am Pluspol des Decoders angeschlossen werden. Die 5 V darf man nicht belasten, sonst entleert man den Stützkondensator des Prozessors und der Decoder stürzt bei jeder Spannungsschwankung ab.
Grüße, Peter W.
Grüße, Peter W.
MiniTrixEinsteiger - 16.01.09 19:22
Hi Leute!
Die Schaltung hat so funktioniert, danke für die Unterstützung.
Eine Verständnisfrage habe ich jetzt allerdings doch noch:
Wenn ich einen n-MOSFET genommen hätte, wäre ich komplett ohne irgendwelche Widerstände ausgekommen, d.h. Anschluß an den Dekoder und den Verbraucher direkt ohne zus. Beschaltung, oder?
Achja, bis wieviel mA ist eigentlich ein Dekoder zwischen + und - belastbar? Ich meine nicht die FA, sondern wirklich die intern gleichgerichtete Spannung an Plus und Masse.
Der MiniTrixEinsteiger, der es mal wieder genau wissen will...
Die Schaltung hat so funktioniert, danke für die Unterstützung.
Eine Verständnisfrage habe ich jetzt allerdings doch noch:
Wenn ich einen n-MOSFET genommen hätte, wäre ich komplett ohne irgendwelche Widerstände ausgekommen, d.h. Anschluß an den Dekoder und den Verbraucher direkt ohne zus. Beschaltung, oder?
Achja, bis wieviel mA ist eigentlich ein Dekoder zwischen + und - belastbar? Ich meine nicht die FA, sondern wirklich die intern gleichgerichtete Spannung an Plus und Masse.
Der MiniTrixEinsteiger, der es mal wieder genau wissen will...
Hallo,
ja, ein MOSFET kann ohne Zusatzbauteile zwischen Prozessor und Verbraucher geschaltet werden.
Ein Decoder ist zwischen Plus und GND so weit belastbar wie es die verwendeten Gleichrichterdioden erlauben. Das steht meist im Datenblatt bzw. Anleitung des Decoders unter max. Gesamtstrom.
Grüße, Peter W.
ja, ein MOSFET kann ohne Zusatzbauteile zwischen Prozessor und Verbraucher geschaltet werden.
Ein Decoder ist zwischen Plus und GND so weit belastbar wie es die verwendeten Gleichrichterdioden erlauben. Das steht meist im Datenblatt bzw. Anleitung des Decoders unter max. Gesamtstrom.
Grüße, Peter W.
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