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pnp-Transistor

Peo

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Baden-Württemberg
Hi

Ich habe überall gesucht, aber nichts gefunden.

Kann mir mal jemand aufzeichnen, wie ich einen pnp-Transistor an den Ausgang eines MOS-Chips (z. B. Dekadenzähler 4017) anschließe, damit eine LED leuchtet, wenn der Ausgang low ist und nicht leuchtet, wenn der Ausgang high ist?

Das wäre sehr hilfreich

mfg

Peo
 
Schließe den Emitter (das Beinchen, was den zum Transistor zeigenden Pfeil hat) an +, den Kollektor über Widerstand an die LED und die Basis über Widerstand (~10kOhm) an den Ausgang des 4017.

Tom
 
Und wie bekomme ich dann die negative Spannung an die Basis? Muss ich da noch den Ausgang zwischen Widerstand und Basis mit dem Minuspol verbinden?

Peo
 
???

die negative Spannung ist in diesem Fall die Masse und wird von deinem Chip geschaltet. Weisst Du ob der mit sogenanntem Totem-Pole Ausgang oder mit open collector versehen ist?
Die genannte Schaltung sollte aber mit beiden Varianten funktionieren ...

Luchs.
 
Mit welcher Spannung arbeitest Du? bei 5V reichen 220 Ohm als Vorwiederstand vor der LED, bei 12 V musst Du auf mindestens 560 (ich glaube 820 reichen auch) erhöhen.

Ansonsten scheint´s zu stimmen.

Luchs.
 
Naja, ich habe hier mal beispielhaft 9V eingemalt. Es ging mir ja nur ums Prinzip.

Eigentlich nutze ich immer eine Zener Diode als Spannungsbegrenzung, damit muss ich dann nicht immer schauen, ob meine Widerstände für die jeweilige Spannung ausreichen. Ich kann die Schaltung zum Testen dadurch an ein Netzteil oder einen 9V Block anschließen. Die 350Ohm waren nur dazu da, dass keiner sagt, ich hätte den Vowiderstand der LED vergessen.

Schaun wir mal, ob das funktioniert.

mfg

Peo
 
Peo schrieb:
Also sollte das dann so aussehen?

Eher nicht, da Du die LED in Sperrrichtung betreibst.
Warum muss es eigentlich ein pnp-Typ sein?
 
LED umpolen, dann funzt es auch! :top:
Warum nicht PNP? Hier ist der besser geeignet als ein NPN, meine ich. Auch im Hinblick auf höhere/ unabhängige Versorgunsspannung der LED, man könnte ja auch ein Relais betreiben wollen, welches mit 5V noch nicht schaltet! Da hat man mit NPN größere Probleme bzw größeren Aufwand!
 
Ob pnp oder npn ist nur abhängig davon, ob mit L oder H geschaltet werden soll und ob die geschaltete Spannung mit der Betriebsspannung des CMOS-Bausteins identisch ist.

Tom
 
@ttbauer

Das musst Du mir mal näher auseinandersetzen.
Außer in Darlington- bzw Leistungsstufen hab ich schon ewig keinen pnp mehr gebraucht.
Zumal die üblichen Logikschaltkreise alle irgendwo zwischen einer positiven Betriebsspannung als High-Pegel und einer negativen rsp. 0V als Low-Pegel runlungern.

Das mit dem Umpolen der LED war mir auch klar, ich wollt Peo ja nur den Tipp geben, dass er sich vermalt hat.
 
Danke für's vermalen. Ich kann mir nie merken, wie rum der Pfeil der Diode sein muss. Macht aber nichts, bei den LED weiß ich, dass das kurze Beinchen ans Minus gehört und bei Dioden der Strich immer Richtung Plus :)

Ein pnp Transistor muss es deswegen sein (glaub ich) weil der die Collector-Emitterstrecke durchschaltet, wenn der Ausgang des Chips LOW ist, während ein npn Transistor dies bei HIGH macht. Da ich aber das Ausgangssignal umkehren will, dachte ich mir, wäre das die einfachste Möglichkeit.


oder irre ich mich da?

mfg

Peo
 
Das mit der Polarität bei Dioden ist ganz einfach: der (positive) Strom fließt in Pfeilrichtung. Oder andersrum: die Spitze des Diodenpfeils entspricht der Kathode, dem "Minus-Anschluss".

Tom
 
welcher Pfeil??
wenn Du das Dreieck im Schaltbild meinst, muss da der Pluspol der Versorgungspannung liegen, da es die Anode ist und gleiche Polaritäten stossen sich ab und dann kommt es erst zum Stromfluss in "Pfeilrichtung",
siehe auch hier
http://www.led-info.de/grundlagen/l_halwes.htm
oder irre ich da oder habe DIch falsch verstanden?
mfg Bernd
 
weshalb eine diode oder generell ein halbleiter leitet hängt mit dem aufbau zusammen. genauergesagt: die dotierart, dotiermenge und am entscheidendsten, dem dotierprofil. letzteres bestimmt den verlauf der sog. FERMI energie. je, nachdem, wo diese liegt isoliert oder leitet der HL. (sperr- oder durchlassrichtung) das ganze zu erklären ist recht umfangreich und bedarf einiger physikalischer grundlagen. nichtzuletzt ist es eine studienfachrichtung, also nichts, was man mal eben in 2 minuten erklären kann.

kurzer exkurs: eine diode hat ein p-dotiertes und direkt anliegend ein n-dotiertes gebiet. d.h. der verlauf der fermi-energie sieht folgendermassen aus (hoffentlich wird das was)
_______________ Leitungsband
___
. . \
. 1 \2 3
. . . \_________ Fermi-Energie-Verlauf
_______________ Valenzband

von links nach rechts ist die diode in durchlassrichtung geschalten, die elektronen "fallen" den berg herab und folgen dem verlauf des ferminiveaus.
von rechts nach links ist eine sehr hohe spannung nörtig um elektronen den "berg hochzutreiben" wird diese spannung erreicht leitet die diode in sperrichtung und wird, aufgrund der hohen verlustleistung die dabei auftritt, in kürzester zeit zerstört. einzig die Z-Dioden sind optimiert einen bestimmten strom in dieser betriebsart auszuhalten.
1: n-dotierter bereich, elektronenüberschuss
2: pn- übergang,
3: p-dotierter bereich, elektronenmangel, löcherüberschuss

das hier hat keinerlei anspruch auf vollständigkeit und soll nur zum ganz groben verständnis der vorgänge beitragen. ich weiß, daß man mehr nicht mit worten beschreiben kann und der weg der formeln bedingt, daß man die nötigen physikkenntnisse besitzt um es zu verstehen.

p.s.: eigentlich ist das ferminiveau das statische niveau, das leitungsband bzw valenzband ist normalerweise verschoben, der einfacheren anschauung wegen habe ich das hier umgedreht (ehe man mir wieder den kopf abreisst, weil man mich falsch verstanden hat)
 
@Peo

Warum versuchst Du es nicht mal mit 'nem ULN 2004. Der kann dann gleich acht Ausgänge treiben und Du kannst bedenkenlos LED's oder Relaise damit treiben. Wenn die Logik falsch rum ist, muss halt noch was negierendes dazwischen.

Guckst Du hier z.B http://www.goblack.de/desy/digitalt/logikgatter/uln_2803.htm

Wenn ich mal ein wenig Zeit finde, mal ich mal für Euch Logiker auf, wie man das Problem von Peo auch mit 'nem npn-Transistor lösen kann.
 
Lieber Peo,

falls Du für Dein Problem noch keine Lösung gefunden hast, kann ich sie Dir vielleicht liefern.

Für den 4017 wird Dir ein PNP-Transistor nicht viel helfen, weil die Ausgänge highaktiv sind. Du braucht also einen Transistor, der mit diesem High-Pegel eine LED schaltet.

Das muß aber ein NPN-Transistor, z.B. ein BC550, sein.

Ohne großartig theoretisch zu werden, muß man folgendes wissen, wenn man einen Transistor als Schalter verwenden will:

Ein Silizium-Transistor fängt an der C/E-Strecke an zu leiten, wenn die B/E-Spannung 0,7V übersteigt. Beim PNP muß sie also negativer, beim NPN positiver als das Emitterpotential werden (siehe die angehängte Skizze).

Die Widerstände von der Basis zu Masse bzw. Ub braucht man, wenn das Ruhepotential größer als 0,7V ist, und somit den Transistor auch im Ruhezustand aufsteuern würde.

Für eine highaktive Steuerspannung muß also der NPN ran.

Einen PNP kann man dann für den gleichen Zweck mit einer lowaktiven Steuerspannung benutzen.

Durch die LED fließt dann der Strom in 'Pfeilrichtung', die Kathode (kurzes Beinchen) zeigt also in Richtung negatives Potential.

Ach ja, noch ein Tip zum Schaltplan-Zeichnen:
Sinnvollerweise ist der Stromlauf von links nach rechts (quasi 'mitteleuropäisch') und die positive Versorgungsspannung sollte oben sein. Dann erkennt man auf den ersten Blick leichter, ob irgendwo unterwegs was verpolt ist, und andere Leute können die Schaltung schneller lesen und verstehen. Eine durchaus sinnvolle Konvention, finde ich...

Also, viel Erfolg beim Schaltungsentwerfen (und Bauen!) wünscht
Achim
 

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@alle

Nach dem Achim mir leicht zuvorgekommen ist und das wesentliche eigentlich schon geschrieben hat, schließe ich mich mit den versprochenen Varianten mal an (s.u.):
Ich hab an Stelle der ansteuernden Schaltungen einfach mal einen Schalter eingezeichnet, der soll die Vorstufe versinnbildlichen.
Schaltung 1 ist der High-aktive Fall, den Achim auch schon ausgeführt hat. Der Widerstand vom Schalter gegen Masse dient dazu, keinen undefinierten Eingangszustand zu haben. Bei offenem Schalter zieht er den Eingang definitiv nach Masse. Der Widerstand an der Basis dient zur Basisstrombegrenzung. Logik: Schalter ein (=High) -> Transistor steuert durch, LED leuchtet.
Schaltung 2 kehrt den Eingang um. Im "Ruhefall" liegt über den Widerstand im Basiskreis die Basis auf High-Potential, der Transistor steuert durch, die LED leuchtet. Wird ein Low-Signal angelegt (Schalter geschlossen) wird das Basispotential nach Masse gezogen, der Transistor sperrt und die LED verlischt. Logik: Schalter ein (Low) -> LED aus.
Was soll der Quatsch, wird sich jetzt mancher denken, ist beides ja das selbe. Stimmt, deshalb schauen wir uns jetzt den Ausgang an:
Schaltung 3. Eingangsstufe wie 1. nur jetzt schließt der durchgesteuerte Transistor die LED quasi kurz, schaltet sie somit ab. Logik: Schalter ein (High)-> LED aus. Schaltung 4 erreicht das selbe, nur mit einem Low-aktiven Signal. Logik: Schalter ein (Low)-> Transistor sperrt -> LED leuchtet) Damit lassen sich jetzt prinzipiell alle denkbaren Eingangs-/Ausgangslogiken darstellen. Sollte sich bei Schaltung 3 und 4 an der Kollektor-Emitter-Strecke des durchgesteuerten Transistors eine Spannung von >= Ufluss der LED einstellen, werden einfach Dioden in Reihe geschaltet, bis die Summe der Flußspannungen über Uce liegt.
Der schaltungstechnische Aufwand ist unwesentlich größer, als wenn man einen pnp-Transistor verwendet. Es geht also prinzipiell auch mit einem npn. Zu beachten sind eventuell die ansteuernden Ausgänge, insbesondere wenn diese nach Masse schalten. Ein Blick ins Datenblatt hilft hier meist.

Ansonsten schließe ich mich Achim an. Die Konventionen zum Zeichnen von Schaltungen haben an der einen oder anderen Stelle durchaus ihren Sinn. Und als Mitteleuropäer, der gewohnt ist von links nach rechts und von oben nach unten zu lesen, sollte man auch seine Schaltungen so zeichnen, das erleichtert den Anderen das Lesen.

Es sei mir ein letzter Satz zum Schaltzeichen der Diode gestattet. In der Diskussion ob es sich dabei um einen Pfeil oder um ein Dreieck handelt, sollte man den Ursprung der Halbleiterdiode nicht vergessen. Und der ist in den Halbleiterdetektoren der frühen Rundfunkamateuere zu finden: Ein Halbleiterkristall, auf dem mit einer Metallspitze eine günstige Stelle für die Demodulation gesucht wurde. Wenn Ihr Euch das Schaltbild mit der Katode nach unten anseht, seht Ihr heute noch die Kristallfläche und die darauf setzende Metallspitze.
Mit der weitergehenden Technisierung der Schaltungserstellung über Computer und Drucker wurden dann auch die Schaltzeichen immer schematischer und "flacher", so dass man heute ihren Ursprung eigentlich kaum noch wahrnimmt.
 

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1435er-fan schrieb:
@ttbauer

Das musst Du mir mal näher auseinandersetzen.
Außer in Darlington- bzw Leistungsstufen hab ich schon ewig keinen pnp mehr gebraucht.
Zumal die üblichen Logikschaltkreise alle irgendwo zwischen einer positiven Betriebsspannung als High-Pegel und einer negativen rsp. 0V als Low-Pegel runlungern.

Das mit dem Umpolen der LED war mir auch klar, ich wollt Peo ja nur den Tipp geben, dass er sich vermalt hat.

Lieber 1435er Fan, weil es eben einfacher ist. Wenn ich mit low- aktiven Ausgängen arbeite und dazu noch nach Masse schalten muss, weil ich unabhängig in der Versorgungsspannung des zu schaltenden Objektes sein will, dann ist der PNP nunmal erste Wahl. Selbstverständlich geht alles auch mit NPN, aber hier eben mit Umwegen. Und gerade bei Mikroprozessoranwendungen wirst du um PNP nicht herum kommen. Im übrigen sind die Kosten für einen PNP nicht wirklich anders als für einen NPN.
 
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