Einfache 7476-Beschaltung??? (kurz vor Verzweiflung)

[anders]

Die Berechnung von Stromus sind, was den Basiswiderstand angeht, falsch.
Selbst in Leerlauf kommen aus einer 7408 nicht 5V sondern nur 3,5V heraus.
Hinzu kommt noch der Innenwiderstand des Ausgangsstufe.

Deshalb, @Eprom:
Wie heißt das treibende IC genau ?

[Stromus]

http://dragon.herts.ac.uk/facilities/st ... 74HC76.pdf

http://www.semiconductors.philips.com/a ... CT08_3.pdf

http://www.chipcatalog.com/ST/Datasheet/BC847C.htm

Wenn, eine profesionelle Schaltungsentwicklung stattfindet, dann hat anders sicherlich
Recht. Die Berechnung kann so nicht gemacht werden. Es sind dann die Worst Case Bedingungen zu berücksichtigen mit Umgebungstemperatur und alle Toleranzen für den ungünstigsten Fall zu setzen. Ist hier aber wahrscheinlich nicht der Fall, wenn wir schon über Grundkenntnisse von Transistoren reden.
Trotzdem wie die Herren Horowitz und Hill sagen würden „ohne viele Berechnungen anzustellen (vor allem wichtig für den Anfänger) können die Schaltungen dennoch erstklassig sein”.

Ich habe eine Ausgangsspannung vom IC von 5V angenommen. Es besteht dabei kein Grund zur Sorge, weil wir gleichzeitig eine Bedingung für Sättigung mit Ic/Ib = 20 angenommen hatten. Das bedeutet der Transistor schaltet mit einer Kollektor-Emitter Spannung von nur wenigen mV. Wir können natürlich einen Basisstrom von 4mA wählen, aber eine nennenswerte Verbesserung findet nicht mehr statt. Das bedeutet der Transistor ist für einen Kollektorstrom von 40mA bereits mit Ib = 2mA richtig satt. Auf der anderen Seite ist die Frage was passiert, wenn der Basisstrom kleiner als 2mA wird. Nun so lange der Basisstrom um etwa 20…40 (in der Literatur sogar bis 50 angegeben) kleiner als der benötigte Kollektorstrom bleibt, dann arbeitet der Transistor im Sättigungsbereich (Schaltbereich mit U_CE_sat = ca. 100mV…0.8V à für Genauigkeit bitte Literatur + Datenblatt des jeweiligen Transistors konsultieren). Diese Annahme gilt aber für Kleinsignaltransistoren, die ein viel besseres hfe besitzen als Leistungstransistoren. Die BD139-Type ist für diese Anwendung eigentlich nicht geeignet und auch unnötig. Er braucht viel Basisstrom, den unser IC nicht liefern kann, für sehr große Kollektorströme, die wir auch nicht benötigen. Viel besser ist ein BC847C
Mal schauen wie weit daneben meine Annahme war:

Beide Datenblätter zeigen eine HIGH-Ausgangsspannung, die im Leerlauf um 100mV kleiner als die Betriebsspannung des IC ist. Beispiel: für VDD = 4.5V ist U_OUT = 4.4V im Leerlauf. (Stromabgabe < 20µA).
Im belasteten Zustand mit einem Strom < 4mA ist bei 7476:

U_Out = 3.84V, wenn VDD = 4.5V und Tu = 85°C (ähnlich bei 74HC08)

Mit unserem Basiswiderstand von 1.8kOm kommt ein Strom von (3.8V-0.8V)/1.8kOhm = 1.6mA zustande. Auch diese Berechnung ist nicht 100% korrekt, weil bei diesem Strom die Ausgangsspannung nicht bis 3.8V absinkt. Aber das kämme uns entgegen und wir wollen uns auch nicht unnötig an der zweiten Stelle nach dem Komma verlustieren!

Damit ist Ic /Ib = 40mA/1.6mA = 25 à garantiert immer noch Sättigung (Datenblatt von BC847C)

Selbst wenn die Ausgangsspannung des IC auf 3V absinken sollte ist Ib = (3V-0.8V)/1800Ohm = 1.2mA => Ic/Ib = 33 => nach wie vor Sättigung, wobei hier die U_CE_sat bereits zunimmt, so dass kein Ic = 40mA zustande kommt sondern nur noch:
(5V-U_CE)/R_Relais = 33…37mA. Reicht das aus? Wenn nicht, dann Basiswiderstand verkleinern, damit das Verhältnis in Richtung Ic/Ib = 20 wandert. Vielleicht ist das aber nicht nötig, weil das Relais immer noch schaltet à Datenblatt für Relais abchecken.

In Summe eine Interessante Erfahrung nicht wahr?

Ausgangswiderstand der Vorstuffe? Anders Du hast dabei vortritt, da Du es erwähnt hast.

[Eprom]

Die Berechnung von Stromus sind, was den Basiswiderstand angeht, falsch.
Selbst in Leerlauf kommen aus einer 7408 nicht 5V sondern nur 3,5V heraus.
Hinzu kommt noch der Innenwiderstand des Ausgangsstufe.

Deshalb, @Eprom:
Wie heißt das treibende IC genau ?

Sorry dass ich mich erst jetzt melde.

Also auf dem IC steht folgendes:

3190 B5k
sn7400N

[Erfinderlein]

Hallo,

das ist Standard TTL jüngeren Datums ( gefertigt Kalenderwoche 31 im Jahre 1990 ) Also doch altes Ding aus dem vergangenen Jahrhundert )

Hat einen Standard- TTL- Ausgang. 16 mA belastbar. Typische Ausgangsspannung 2,4 Volt High. Impulsverzögerung 10 ns.

Nun könnt ihr rechnen.

Gruss

[Stromus]

R_Basis = (2.4-0./I_Basis mit I_Basis = 2mA

R_Basis abrunden auf den nächsten Normwert. Und nicht vergessen den BC847C einzusetzen.

Für ein zweites Relais (vom selben Ausgang?) einfach eine zusätzliche Schaltung: Transistor mit dem gleichen Widerstandswert des Basiswiderstandes anhängen. Nicht vergessen: FREILAUFDIODE für die Relaisspulen:

Diode mit Kathode an 5V und Anode am Kollektor des npn-Transistors (nennt sich antiparallel)

[Stromus]

Ist Lustig aber es soll 0.8V sein

[anders]

Die BD139-Type ist für diese Anwendung eigentlich nicht geeignet und auch unnötig. Er braucht viel Basisstrom, den unser IC nicht liefern kann, für sehr große Kollektorströme, die wir auch nicht benötigen

Wieso kann "unser" IC, ich vermute du meinst deinen HC-Typ, nicht genug Strom liefern ?
Die HC-Serie bringt stärkere positive Ausgangsströme zustande als TTL !

Wenn Eprom nichts anderes hat als diesen Transistor, dann kann er ihn durchaus verwenden und er ist auch geeignet.
Auch bei Ansteuerung mit Standard TTL kann man damit problemlos über 300mA schalten.

Demgegenüber darf der hochgepriesene BC847 nicht mehr als 100mA Kollektorstrom bekommen. Reicht also mit Ach und Krach für das 80mA Relais.

Daß der BC847 ein SMD-Transistor ist, ist dir gewiß nicht entgangen. Genau das richtige also für jemanden, der seine Schaltungen mit einem Steckbrett baut und gerade gelernt hat an welchem Ende er den Lötkolben anfassen darf.

Mit unserem Basiswiderstand von 1.8kOm kommt ein Strom von (3.8V-0.8V)/1.8kOhm = 1.6mA zustande.

Eben nicht. Eprom hatte nie etwas von 74HC geschrieben, sondern korrekt 7408 angegeben.
Bei dem Basisstrom, die man dem BD139 für 40 oder 80mA Kollektorstrom vernünftigerweise zubilligen sollte, kommen am Ausgang kaum noch 3V heraus.
Bei der im Datenblatt spezifizierten Verstärkung von 20 für Sättigung braucht man, auch bei normalen Temperaturen, für die 80mA Kollektorstrom einen Basiswiderstand von weniger als 575 Ohm.

Ausgangswiderstand der Vorstuffe? Anders Du hast dabei vortritt, da Du es erwähnt hast.

Erfinderlein und ich brauchen dafür nicht ins Buch zu schauen, um zu wissen, daß man da einen 130 Ohm Widerstand findet.
Ich habs aber trotzdem mal getan, damit Eprom auch mal die Kennlinie sieht.

[Eprom]

Hallo,

danke für die Mühe die ihr euch hier alle macht mit Datenblättern und Kennlinien durchwälzen!

Also ich steig nicht mehr so richtig durch, aber es muss natürlich nicht unbedingt der BD 139 sein.

Ich kann mir im Elektronikladen auch einen anderen Transistor besorgen!!

Welchen empfehlt Ihr mir denn?

Ach noch was: Wenn es geht würde ich gerne diese zwei Relais parallel schalten (deshalb auch die 80mA) und nicht wie eben empfohlen wurde für jedes Relais einen eigenen Transistor !

Danke Im Voraus

[anders]

Nimm deinen BD139 und 470 Ohm in die Basisleitung und gut ists.
Die Freilaufdiode über die Relaispule(n) solltest du aber auch einbauen.

[Stromus]

"Demgegenüber darf der hochgepriesene BC847 nicht mehr als 100mA Kollektorstrom bekommen. Reicht also mit Ach und Krach für das 80mA Relais".

Der "hochgepriesene" soll 40mA pro Relais liefern. Ein zweites Relais --> zweiter Transistor.

"Bei dem Basisstrom, die man dem BD139 für 40 oder 80mA Kollektorstrom vernünftigerweise zubilligen sollte, kommen am Ausgang kaum noch 3V heraus".

Wie viel Strom ist da "vernünftigerweise" nötig?

3V? Noch ein Mal berechnen.

"Bei der im Datenblatt spezifizierten Verstärkung von 20 für Sättigung braucht man, auch bei normalen Temperaturen, für die 80mA Kollektorstrom einen Basiswiderstand von weniger als 575 Ohm."

Vielleicht erneut berechnen.

"Erfinderlein und ich brauchen dafür nicht ins Buch zu schauen"

Rede nur für Dich. Die Frage war nur für Dich gestellt.



@Eprom

eine andere Sache: wie kommt bei Dir die Versorgung von 5V zustande?

[Eprom]

@Eprom

eine andere Sache: wie kommt bei Dir die Versorgung von 5V zustande?

Die kommt aus einem Trafo (also im Trafo drin ist ein Gleichrichter es kommen 5V stabilisierte Gleichspannung raus.

Was kann ich denn nun für einen Transistor nehmen, den BD 139 oder doch lieber nicht??

Ich verstehe auch nicht ganz, warum wenn der Transistor komplett durchgesteuert ist(also CE-Strecke niederohmig)keine 5V am Relais anliegen sollen?

[anders]

Verstehe ich auch nicht.
Nimm deinen BD139 mit 470 oder 560 Ohm in der Basisleitung, dann gibts kein Problem mit 100mA Laststrom und der Logikpegel am Ausgang des IC ist auch noch OK.
Der Spannungsabfall am durchgeschaltetn Transistor wird dabei etwa 100mV sein..

[Eprom]

Nochmals danke für die ständigen Antworten!

Also ich habe jetzt die Ausgangspegel nochmals nachgemessen und komme da immer bei High Potential auf 3,5-3,6V. Ist das normal bzw. reicht das um meinen Transistor durchzusteuern?

[Stromus]

@Eprom

Warum realiserst Du nicht endlich die Schaltung unabhängig davon, ob wir hier "wissenschaftliche Diskussionen" über den Sättigungsbetrieb eines Transistors durchführen? Es wird schon nichts passieren. Das beste daran ist man lernt dabei eine ganze Menge zum Teil auch mit AHA-Effekt.

@Anders

Du hast noch keine meiner Fragen beantwortet. Es besteht schon Nachholbedarf (Effektivwert einer Funktion auch nicht vergessen zu erkären).

Mensch Stromus, welches Teufelchen reitet dich den jetzt schon wieder ? Gruss Erfinderlein

[Eprom]

@Eprom

Warum realiserst Du nicht endlich die Schaltung unabhängig davon, ob wir hier "wissenschaftliche Diskussionen" über den Sättigungsbetrieb eines Transistors durchführen? Es wird schon nichts passieren.

Ich werde jetzt einfach anfangen!

Ich habe allerdings die erfahrung gemacht, dass wenn man einen Fehler macht, dies nicht unbedingt beim ersten mal auffällt, sondern erst nach dem 100sten Schaltvorgang!

Aber ich werde es jetzt so realisieren und euch dann Bericht erstatten!