Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 16. Oktober 2012, 15:24

Moin,

da bei den Arduinos nicht mehr als maximal 40mA über einen Pin laufen dürfen, brauche ich einen Leistungstransistor um darüber 16 RGB-LED's mit jeweils 20-30mA pro Farbe zu steuern. Auf einer 4x4 Matrix soll eine Farbe einer Reihe über einen Transistor geschaltet werden. Ich hatte erste Tests mit einer RGB-LED und einem BC846 gemacht, dieser kann aber nur 100mA steuern.

Ich benötige einen Transistor mit möglichst kleinem Basisstrom und optimal 200mA Kollektorstrom. Kennt jemand einen geeigneten SMD-Transistor?

Viele Grüße
Dennis
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 16. Oktober 2012, 15:57

Der BC817 z.B. sollte geeignet sein.

Hast du schon mal an MOSFETs gedacht?
Da brauchst du überhaupt keinen Steuerstrom und es gibt Typen im SOT-23 Gehäuse, die ein paar Ampere schaffen. Z.B.:
http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... T23_IR.pdf
anders
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 16. Oktober 2012, 16:39

anders hat geschrieben:Der BC817 z.B. sollte geeignet sein.

Hast du schon mal an MOSFETs gedacht?
Da brauchst du überhaupt keinen Steuerstrom und es gibt Typen im SOT-23 Gehäuse, die ein paar Ampere schaffen. Z.B.:
http://www.produktinfo.conrad.com/daten ... T23_IR.pdf


Hey Anders,

ich hatte die Transistoren wegen dem kleineren Preis vorgezogen, aber mit einem MOSFET habe ich bislang noch nie gearbeitet. Der BC817-40W sollte auch in Ordnung sein oder? Ich gucke mir mal den MOSFET an.

Viele Grüße
Dennis
laemmen
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Dienstag 16. Oktober 2012, 16:50

Okay, der MOSFET scheint echt eine gute Alternative zu sein! Meine RGB-LED's habe einen gemeinsame Anode und die einzelnen Farben werden über die Kathode gesteuert - insofern sollte ein N-Kanal MOSFET funktionieren?! Bleiben wir mal bei deinem IRLML6244TRPBF, wie habe ich den zu verbauen? Im Datenblatt ist leider keine Beispielschaltung :me:

Ist das korrekt?
Code: Alles auswählen
LED's ------------- d
ARDUINO PIN --- g
GND -------------- s


Viele Grüße
Dennis
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 16. Oktober 2012, 18:52

Ist das korrekt?
Ja.
Oft legt man noch einen kleinen Widerstand, so 100 Ohm bis 1k in die Gateleitung um unerwünschten HF-Schwingungen vorzubeugen, die sich im Umschaltmoment aufschaukeln und Funkstörungen verursachen können, aber prinzipiell nötig ist das nicht.

Es gibt auch entsprechende p-Kanalfets, mit denen du die Anoden der LED-Matrix schalten kannst, aber natürlich brauchsr du weiterhin die Strombegrenzungswiderstände für die LED.
Ob du die Kathodentreiber oder die Anodentreiber damit verzierst, ist eine reine Schönheitsfrage *)

*) P.S.:
Meine RGB-LED's habe einen gemeinsame Anode
Dann gehören die Widerstände an die Kathodentreiber (N-FETs).

P.P.S.:
Wenn die Verbindung zwische den Gates und demArduino trennbar ist, dann ist es üblich einen hochohmigen Widerstand z.B. 100k von G nach S zu legen.
Sonst kann es nämlich passieren, dass sich die Gates allein durch statische Elektriziät so weit aufladen, dass die Transistoren einschalten.
Bei gemultiplexten Anzeigen, die mit hohen Spitzenströmen betrieben werden, kan das zum Ableben der LED führen.

Außerdem sind die Gates überhauopt durch statische Elektrizität gefährdet.
Dasa sollte man beim Hantieren mit MOSFETs generell beachten.
Wenn möglich, macht man deshalb die Verbindung zum Prozessor untrennbar; dann sorgen die Schutzdioden des µC dafür, dass sich keine gefährlich hohen Ladungen auf den Gateleitungen ansammeln können
Zuletzt geändert von anders am Dienstag 16. Oktober 2012, 19:06, insgesamt 2-mal geändert.
anders
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Mittwoch 17. Oktober 2012, 06:58

Hey Anders,

was genau sind die Gates? GND & VCC? Ich wollte einen 10k Widerstand zwischen G und GND setzen. Es gibt einen ON/OFF-Schalter der die +5V-Leitung unterbricht - gut oder schlecht? Ich habe an einigen Stellen gelesen, dass es ein Problem mit der Durchschaltbarkeit von kleinen Spannungen geben soll. Der MOSFET muss 2,2-3,2V komplett durchschalten können.

Viele Grüße
Dennis
laemmen
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon anders am Mittwoch 17. Oktober 2012, 08:43

was genau sind die Gates?
Elektroden aus leitfähigem Material, früher Metall, heute meist polykristallines Silizium, die durch eine extrem dünne Isolationsschicht von dem S-D-Kanal getrennt sind, un nur über das elektrische Feld die Leitfähigkeit des Kanals beeinflussen.

Dieser extrem dünne Isolator ist auch der Schwachpunkt der MOSFETs. Er hat nur eine Durchschlagsfestigkeit von allenfalls ein paar Dutzend Volt, und wenn er beschädigt wird, ist der Transistor dauerleitend.
Da praktisch jeglicher Stromfluss fehlt, können sich durch Umgebungseinflüsse leicht fatale Spannungen an nicht angeschlossenen Gates aufbauen.

Bei integrierten Schaltungen, wie z.B. der CMOS-Logik, sind deshalb Schutzdioden an den Gate-Anschlüssen integriert, aber bei den Leistungs-MOSFETS fehlen diese. Da verlässt man sich ganz auf die Wirkung der relativ hohen Gate-Kapazität.

gut oder schlecht?
Kann man ohne die vollständige Schaltung nicht sagen.

dass es ein Problem mit der Durchschaltbarkeit von kleinen Spannungen geben soll. Der MOSFET muss 2,2-3,2V komplett durchschalten können.
Da hat wohl jemand etwas falsch verstanden.
Um den MOSFET vollständig durchzuschalten muß die Steuerspannung hoch genug sein, aber das ist bei den 5V, die aus dem µC kommen, ja gegeben.

Hinsichtlich kleinen Spannungsabfällen im Lastkreis verhalten sich MOSFETS weitaus besser als bipolare Transistoren.
Ein eingeschalteter MOSFET verhält sich bei mäßigen Strömen wirklich wie ein sehr geringer ohmscher Widerstand: Er braucht -in beiden Richtungen(!)- keine Anlaufspannung damit Strom fliesst, und es kommt auch keine Spannung heraus.
Zuletzt geändert von anders am Mittwoch 17. Oktober 2012, 08:55, insgesamt 4-mal geändert.
anders
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Mittwoch 17. Oktober 2012, 09:09

Hey anders,

vielen Dank für die Aufklärung! Ich hatte das mit der schlechten Durchschaltung an verschiedenen Stellen gelesen und häufig im Zusammenhang mit niedrigen Spannungen. Ich habe hier einmal den bisherigen Schaltplan mit einem ATTiny, der über einen Wippenschalter mit +5V versorgt wird. Rechts oben die Schaltung für eine LED-Reihe (4x) die pro Farbe eine Buchsenleiste belegen (+Anode).

Bild

Viele Grüße
Dennis
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Samstag 22. Dezember 2012, 15:15

Hey, ich habe eine weitere Frage. Ich habe das Projekt erfolgreich mit dem ATtiny2313 umgesetzt, allerdings habe ich bei einem aktuellen Projekt Probleme mit den MOSFETS! Die Schaltung ist fast identisch, ich habe einen ATtiny, der größere Ströme schalten soll. Der PWM-Pin geht an das Gate des MOSFET, die Source ist an GND geschaltet und die LEDs mit Vorwiderständen hängen am Drain. Zusätzlich habe ich noch 10k zwischen GND und Gate gesetzt.

Nun folgendes Problem: die Tinys resetten bzw. flackern, wenn das PWM Signal gegen 100% läuft, der MOSFET also voll durchschalten soll. Diese Symptome (flackern/resetten) machen die Tinys nur, wenn sie zu stark belastet werden, also ein Pin zu viel Strom leisten soll (z.B. wenn die Vorwiderstände bei LEDs vergessen wurden). Das kann ich leider nicht nachvollziehen, denn eigentlich schaltet doch der MOSFET den Strom durch?!

Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte? Die Vorwiderstände sind korrekt berechnet.

Viele Grüße
Dennis
Zuletzt geändert von laemmen am Samstag 22. Dezember 2012, 15:21, insgesamt 1-mal geändert.
laemmen
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon derguteweka am Samstag 22. Dezember 2012, 15:19

Moin,

laemmen hat geschrieben:Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte? Die Vorwiderstände sind korrekt berechnet


Ich tipp' mal auf: Keine Blockkondensatoren an der Versorgungsspannung? Oder zu wenige oder falsch angebracht.

Gruss
WK
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Samstag 22. Dezember 2012, 15:23

derguteweka hat geschrieben:Moin,

laemmen hat geschrieben:Hat jemand eine Idee woran das liegen könnte? Die Vorwiderstände sind korrekt berechnet


Ich tipp' mal auf: Keine Blockkondensatoren an der Versorgungsspannung? Oder zu wenige oder falsch angebracht.

Gruss
WK


Moin,

ich habe gar keine Kondensatoren im Schaltkreis, die Spannung kommt direkt von 3x AA Batterien.

Viele Grüße
Dennis
Zuletzt geändert von laemmen am Samstag 22. Dezember 2012, 15:24, insgesamt 1-mal geändert.
laemmen
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon derguteweka am Samstag 22. Dezember 2012, 15:45

Moin,

laemmen hat geschrieben:ich habe gar keine Kondensatoren im Schaltkreis, die Spannung kommt direkt von 3x AA Batterien.


Dann nimm mal einen 10..1000uF Elko, was grad' da ist, haeng den parallel zu deiner Batterie und einen ca. 100nF Keramikkondensator,den moeglichst nahe und kurz an die entsprechenden Beinchen des Prozessors anschliessen - also am besten direkt am Sockel.

Gruss
WK
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Re: Transistor mit kleinem Basis- und 200mA Kollektorstrom

Neuer Beitragvon laemmen am Samstag 22. Dezember 2012, 16:21

derguteweka hat geschrieben:Moin,

laemmen hat geschrieben:ich habe gar keine Kondensatoren im Schaltkreis, die Spannung kommt direkt von 3x AA Batterien.


Dann nimm mal einen 10..1000uF Elko, was grad' da ist, haeng den parallel zu deiner Batterie und einen ca. 100nF Keramikkondensator,den moeglichst nahe und kurz an die entsprechenden Beinchen des Prozessors anschliessen - also am besten direkt am Sockel.

Gruss
WK


Großartig! Funktioniert wunderbar. Vielen Dank! :-)

Viele Grüße
Dennis
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