Uitleg berekening transistors

Hardware die niet past in bovenstaande onderwerpen
Berichten: 14
Geregistreerd: 27 Feb 2015, 22:32

Uitleg berekening transistors

Berichtdoor sakooardruino » 28 Jun 2016, 22:10

Ik heb al verschrikkelijk veel gezocht en gelezen maar ik begrijp het nog steeds niet helemaal.
Hoe kan ik nu gemakkelijk de base weerstand voor een transistor berekenen?

Een voorbeeldje:
Ik heb een BC548b npn transistor.
Met deze transistor wil ik graag wat leds schakelen.
Ik wil dus graag (als ik het goed begrijp) dat de transistor in saturation komt.

Uit de datasheet heel ik het volgende:

HFE min: 200 max: 450.
IC is 500 ma.
Vebo = 5 volt.
datasheet: http://www.philohome.com/sensors/gp2d12 ... /bc548.pdf

Dit zijn volgens mij de belangrijkste gegevens uit de datasheet.
Mijn schakeling werkt op 5 volt.
En laten we zeggen voor dit voorbeeld, Dat ik 200ma aan led stroom wil schakelen. (dat zijn heel wat leds... maar dat geeft even niet)

Hoe bereken ik dat de goed base weerstand IB?

En dan gelijk nog even een vraag:
Kan ik een transistor ook pull down schakelen?
Zo dat de base niet zweeft als deze niet aan +5volt geschakeld is.
Om zo een stabiele uitgeschakeld status te bereiken.

Advertisement

Gebruikers-avatar
Berichten: 5043
Geregistreerd: 13 Mei 2013, 20:57
Woonplaats: Heemskerk

Re: Uitleg berekening transistors

Berichtdoor nicoverduin » 28 Jun 2016, 22:28

Ik weet niet waar je gezocht hebt, maar volgens mij is er uitgebreide info te vinden.
Maar los van dat alles:
de spanning over de Base-Emitter = 0.7V. Je moet dus 4.3V afvangen via de base weerstand
de Hfe = 200
Als jij 200mA wilt schakelen heb je bij een versterking van 200: 200mA / 200(versterking) = 1mA basisstroom nodig.
De basis weerstand wordt dan 4.3 / 0.001 = 4.3 * 1000 = 4300 Ohm. Dus neem je een 4K7 weerstand. Vermogen van de weerstand nodig is minimaal 0.001^2 * 4300 = 0.0043W. Dus 1/8 Watt is al voldoende. Overigens je kan ook een 1K weerstand nemen. De stroomafname wordt bepaald door de LEDS en is de tor sneller in saturatie.

Maar daar zit je probleem niet. Een LED trekt 2-2.4V. Je hebt 5V in jouw schakeling. Over de Collector-Emitter valt 3V (ff uitgaan van 2Volt). De stroom is 200mA. In de transistor wordt U * I = 3 * 0,2 = 0.6W aan warmte omgezet. De max van de transistor is 0.625W. Die tor gaat gewoon warm worden. En bij elke graad stijging van de temperatuur (boven de 25 graden) zakt die limiet naar beneden met 0.005W per graad stijging. Die tor wordt even warm en is daarna uitgekakt met een rook pluimpje

Om die tor afgeknepen te houden bij een zwevende ingang zet je een 10K tussen de basis en emittor. Dan is de basis spanning lager den de emittor en komt deze niet in geleiding.
Docent HBO Technische Informatica, Embedded ontwikkelaar & elektronicus
http://www.verelec.nl

Berichten: 4064
Geregistreerd: 16 Okt 2013, 14:31
Woonplaats: s hertogenbosch

Re: Uitleg berekening transistors

Berichtdoor shooter » 29 Jun 2016, 09:31

nico legt het eigenlijk heel goed uit.
de weerstand is nodig om niet teveel stroom uit je sturing te halen. maar tegelijk moet het genoeg zijn om de tor flink aan te sturen.
de berekening van nico is aan de krappe kant, en hij maakt een klein foutje met 4k7 dat moet dus lager zijn dan 4300 ohm. dus 3k9 is beter.
zoals nico ook al zegt kun je ook gewoon lekker simpel 1k pakken, want dan loopt er 4 mA en dat mag een uitgang wel hebben.
Op de website staat zowel 2k2 als 1k beide zijn prima.

zet wel een koelplaatje op de tor (of klemmetje) want er moet warmte weg. (0.7 V*200 mA ) 0.14 Watt en het is maar een heel klein plastic dingetje.
wellicht heb je ook nog een weerstand nodig om de stroom te beperken door de leds,
een transistor heeft zelden een zwevende basis want de weerstand naar de emitter is niet zo groot. bij een FET is dat anders.
en daarbij komt dat een arduino push pull doet als het een output is.
@nico sorry hoor, voor het commentaar.
paul deelen
shooter@home.nl

Berichten: 14
Geregistreerd: 27 Feb 2015, 22:32

Re: Uitleg berekening transistors

Berichtdoor sakooardruino » 01 Jul 2016, 22:59

Oki, hartelijk dank voor jullie uitleg.
Natuurlijk staat er een heleboel op internet... Waar dat is juist ook weer het probleem, ik verzoop als beginner een beetje in alle info.
Nu wordt het me gelukkig steeds duidelijker.

Nog een paar kleine vervolg vragen... (misschien een beetjes beginners vragen, mijn excuus hier voor.)
Het gaat over deze drie zinnen:

Vermogen van de weerstand nodig is minimaal 0.001^2 * 4300 = 0.0043W.
Dus 1/8 Watt is al voldoende. Overigens je kan ook een 1K weerstand nemen.
De stroomafname wordt bepaald door de LEDS en is de tor sneller in saturatie.


Deze begrijp ik nog niet helemaal:

Wat ik begrijp:
Wordt het opgenomen wattage van de weerstand berekend.
Wat uit komt op 43 milliWatt. En dan wordt er gesteld dan een 1/8 watt weerstand voldoende is.
Maar we hadden toch een 4300 ome weerstand nodig? is dat dan gelijkt aan 1/8 watt??

En dan wordt er aangegeven 1K weerstand kan ook.
Ik snap dat de leds de stroom bepalen, en de transistor dus volledig in saturatie kan komen.
Waarom is dit bij 1k.... Waneer komt een transistor in saturatie? gebeurd dit ook door de 4,3k weerstand?
Of zit dit weer anders in elkaar. Is het ook te berekenen waneer een transistor in saturatie komt?

En tot slot nog even wat over het genoemde rook pluimpje.
Dat verhaal begrijp ik helemaal wat betreft de berekening.
Alleen vind ik het vreemd, want al dus deze datasheet kan de transistor max 500 ma schakelen.
Nu heb ik nog niet de helft.... (200ma) en kom ik al in de rokerige zone van deze transistor.
Maak ik de spanning hoger... dan wordt mijn vermogen toch ook alleen maar hoger? P is immers UxI
Dit is toch gek? wat begrijp ik verkeerd?...

Hartelijk bedankt voor jullie heldere en duidelijk uitleg.
Nogmaals ik ben nog maar een beginner in de electronica, en zeker met de berekeningen zit ik nog wel eens te worstelen.
Mijn excuus voor de misschien wat domme vragen!! Maar ik leer echt een heleboel van jullie.
Waar voor nogmaals hartelijk bedankt!!

Gebruikers-avatar
Berichten: 5043
Geregistreerd: 13 Mei 2013, 20:57
Woonplaats: Heemskerk

Re: Uitleg berekening transistors

Berichtdoor nicoverduin » 01 Jul 2016, 23:30

Behalve de weerstand van een component is ook vermogen (uitgedrukt in wattage) van belang. Weerstand genereert warmte. Als je er teveel van hebt wordt het te heet en brand het door.
De formule voor gegenereerd vermogen is P = U * I = I^2 * R. ik ga dat niet uitleggen omdat daar genoeg over te vinden is. In jouw voorbeeld is het dus 4.3mWatt (dus geen 43mWatt). Over de weerstand valt 4.3V met een stroom van 1mA. Dus P = 4300 * 0.001 = 4.3mWatt. Je moet nu een weerstand hebben die dit vermogen kan afhandelen. En tegelijkertijd nooit tegen zijn max aan zitten. Dan blijft de weerstand lekker koel (en betrouwbaar). Immers 0.125W is velen malen groter dan dan die 0.0043W. Dan is er nog een derde faktor van belang en dat is de maximale spanning die over der weerstand mag vallen. Die is meestal bij dit soort kleintjes iets van 100V. Ga je hoger zitten kan de weerstand doorslaan. En dan zijn er nog een heleboel parameters met warmte, omgevingstemperatuur enz. Dus nog zat voor je te googelen.

Elk elektrisch component wordt warm. Je zult bij een transistor altijd de grafieken moeten volgen om te zien wat de temperatuursverhoging is en hoeveel warmte de transistor genereert. En Mosfet geven ze aan dat hij bijv. 190A aan kan bij 60V. Echter geldt dat voor een puls van bijv. 1milliSeconde. Doe je het continu dan wordt het al wat minder. Dus moet je koelen (en daar kun je ook op afstuderen). Mijn ervaring met de meeste van die kleine torretjes is iets van 100mA-150mA en niet verder gaan. Dan pak ik wel een zwaardere of bij schakelen gelijk een mosfet.

De Hfe (versterking van de transistor is 200. Als ik 1mA door de basis gooi loopt er max 200mA door de collector. Dat hoeft overigens niet het maximum te zijn want uiteindelijk bepaalt de belasting (de leds) hoeveel stroom er in totaal doorloopt. Dus als je 2 Leds parallel tussen de collector en de 5V hangt, loopt er 40mA door de transistor. Zou je nu ruim 4mA door de basis gooien(met bijv. 1K weerstand) dan zou er door de collector ruim 800mA kunnen lopen. Ver voorbij het maximum wat er door mag. Dus is de transistor in saturatie (verzadiging). Bij schakelingen knal je die tor gewoon in de verzadiging zit je altijd goed.

De spanning verhogen betekent alleen maar dat er meer warmte door de transistor wordt gegenereerd. 2V voor de Led, de rest is voor de transistor. Dus hoe heter die gaat worden. Soms is het beter om bijvoorbeeld zoals Paul het aangeeft een weerstand. Ook daar heb je verschillende mogelijkheden. Je kan een weerstand van de 5V naar de Anode van alle Leds brengen (die allemaal aan dezelfde transistor hangen). Stel 10 Leds a 2V en 20mA dan kun je gerus van die 5V 2V aftrekken. Kom je uit op R = U / I = 2 / 0.2 =10 ohm het vermogen moet minimaal 0.2 * 10 = 2W zijn Dus minimaal een 3Watter. Die is beduidend groter als een 0.125W weerstand.

Dit zijn allemaal basis zaken die je eigenlijk moet kunnen dromen. Waarom? Omdat alles er zo ongeveer op gebaseerd is. Er is niets magisch aan. En leer dan gelijk schema's maken (zat gratis software te vinden). De rest is oefenen en oefenen en leren en oefenen. Net zoals de kleurencodes van weerstanden. Dus in plaats van terugvallen of een of ander Java tooltje.... Het moet tussen de oortjes komen.
Docent HBO Technische Informatica, Embedded ontwikkelaar & elektronicus
http://www.verelec.nl

Berichten: 4064
Geregistreerd: 16 Okt 2013, 14:31
Woonplaats: s hertogenbosch

Re: Uitleg berekening transistors

Berichtdoor shooter » 02 Jul 2016, 20:22

rookpluimpje

als een transistor verzadigd is, ofwel de transistor schakelt, dan staat er 0.7 Volt over de EC,
als echter de basisstroom te weinig is om de transistor volledig te sturen dan gaat er bijvoorbeeld bij een Hfe van 200 en een stroom van 0.5 mA, dan is de EC stroom dus 100 mA, en dat betekent in jouw schakeling dat er 2.5 Volt over de transistor staat en dat is dan ineens 0.25 Watt, ipv 0.7*200 0.14 Watt.
Een muziekversterker heeft daarom van die heel grote transistoren (en koelblokken) want die worden gebruikt als variabele weerstand.
tegenwoordig gebruikt men steeds meer ook hier digitaal (heel snel schakelende transistoren die veel minder heet worden hoor)
paul deelen
shooter@home.nl

Terug naar Overige hardware

Wie is er online?

Gebruikers in dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 6 gasten