Frage:
Spannung am Transistor
jfasoc
2012-02-06 17:45:32 UTC
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Ich habe eine Schaltung wie folgt aufgebaut. Von 5V ein 220 Ohm Widerstand zu einer LED zu einem 2N3904 Transistor zu 0V. Die Basis des Transistors ist mit einem 10K-Ohm-Widerstand verbunden, um einen Schalter auf 5 V zu stellen.

Wenn ich die Spannung über dem Transistor vom Kollektor zum Emitter bei geöffnetem Schalter messe, messe ich 3,43 V und bei geschlossenem Schalter 73,4 mV.

Nach dem, was ich gelesen habe, habe ich bei geschlossenem Schalter einen etwas höheren Spannungsabfall erwartet. Ist diese niedrige Spannung bei einem solchen Stromkreis zu erwarten?
Und der Teil, den ich nicht bekomme, ist, warum ich 3,43 V bei geöffnetem Schalter messe. Auch bei geöffnetem Schalter messe ich 3mV über der LED und 0V über dem Widerstand. Das stimmt nicht mit den von Masse bis +5 V gemessenen 4,98 V überein. Beeinflusst mein Voltmeter das, was ich lese?

circuit

Was verwenden Sie für ein Voltmeter? Wenn es sich um einen altmodischen, nicht angetriebenen Typ mit beweglicher Nadel handelt, kann dies Ihre Schaltung beeinträchtigen. Aber wenn es sich um eine Art DVM handelt, machen Sie sich darüber keine Sorgen.
Wie ist die Basis verbunden?
[Die vollständige Schaltung] (http://i.imgur.com/PoJ0S.png)
Das Voltmeter ist ein digitales AC-Zangenmessgerät, das auch DC misst.
Wenn ich die Basis an 0V anschließe. Wenn die Basis schwimmt oder direkt an 0 V angeschlossen ist, zeigt sie die gleiche Spannung wie der offene Schalter.
OK, vergiss meinen früheren Kommentar! Oder versuchen Sie nicht immer nur, Spannungen zu lesen, die sich auf Masse beziehen. Es ist besser, den * Abfall über der LED * zu überprüfen, als einzelne Anoden-Masse- und Kathode-Masse-Messwerte zu subtrahieren!
@stevenvh Wenn der 20k-Widerstand bei geöffnetem Schalter von der Basis entfernt wird, schwebt die Basisspannung des Transistors. Wie hat es keinen Zweck erfüllt?
Drei antworten:
Olin Lathrop
2012-02-06 22:33:13 UTC
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Ich sehe, Sie haben mehrere Antworten, aber sie sind größtenteils falsch. Sie sehen KEINEN Abfall auf der LED aufgrund eines Lecks des Transistors. Das Hinzufügen eines Widerstands zur Masse an der Basis wird nichts reparieren, da Sie diesen im Wesentlichen bereits zwischen R1 und R2 haben. Diese Transistoren haben eine kleine Leckage, wenn die Basis auf 0 V gehalten wird, aber genau das sehen Sie jetzt.

Was Sie sehen, ist das Voltmeter, das wie ein Widerstand wirkt und an der Spannung nach unten zieht LED-Kathode genug, um den benötigten Strom zu erhalten. LEDs sind Dioden, daher ist der Strom in Abhängigkeit von der Spannung nichtlinear. Da das Voltmeter einen kleinen Strompfad zur Erde bereitstellt, beträgt die LED-Durchlassspannung anscheinend 1,55 V. Es ist wahrscheinlich bei 2V oder so, wenn es wirklich an ist. 1,55 V sind plausibel, um die wenigen µA oder sogar nA zu unterstützen, die das Voltmeter zieht.

Um diesen Punkt zu beweisen, verwenden Sie dasselbe Voltmeter, um zwischen der LED-Kathode und der 5-V-Versorgung zu messen. Wenn der Stromkreis den scheinbaren Spannungsabfall an der LED verursacht, sollten Sie jetzt etwa 1,5 V ablesen. Ich gehe davon aus, dass Sie im Wesentlichen 0 V lesen werden. Dies liegt daran, dass jetzt kein Strompfad durch die LED zur Erde vorhanden ist.

Die LED-Kathode ist ein Knoten mit sehr hoher Impedanz, bei dem der Schalter geöffnet ist. So hoch, dass das Voltmeter die Schaltung erheblich beeinflusst.

Olin, das Schema wurde von AndrejaKo basierend auf unseren Antworten hinzugefügt, und ich glaube nicht, dass das OP den Pulldown-Widerstand hatte; Wie auch immer, was Sie über das Herunterziehen des Voltmeters gesagt haben, ist möglich.
@Olin - Ich denke, Sie haben wahrscheinlich Recht. Wenn man darüber nachdenkt, sollte die LED nur eine kleine Menge Strom benötigen, um eine Spannung abzusenken.
@Oli: Wenn der OP mit demselben Voltmeter über LED und R3 messen würde, würden wir sicher wissen, ob es sich um das Voltmeter handelt oder nicht.
@Olin - Ich habe gerade einen Schnelltest durchgeführt und mein Multimeter verursacht einen Tropfen. +1
Ein bisschen offensichtlich, wenn Sie einmal darüber nachdenken; Bei niedrigem Strom sieht die LED wie ein sehr großer Widerstand aus, sodass ein Rückweg, selbst durch 10 MB DVM, einen Abfall anzeigen würde. Das heißt, Sie können davon ausgehen, dass Ihr DVM die Schaltung nicht nur beeinflusst, solange seine Impedanz viel größer ist als die gemessenen Elemente - und in diesem Fall schlägt die Annahme fehl. +1 auf dich.
Wenn ich von 5 V bis zur LED-Kathode messe, messe ich ungefähr 4 mV. Wenn ich den Transistor entferne und die Kathode schwebend lasse, messe ich von dort bis 0V. Ich messe genau das gleiche wie über dem Transistor. Ich denke, das zeigt deutlich, dass es das Voltmeter ist, das den Messwert erzeugt.
stevenvh
2012-02-06 20:27:09 UTC
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Die 3,4 V zeigen an, dass bei ausgeschaltetem Transistor ein winziger Leckstrom in den Kollektor fließt. Der 1,6-V-Abfall liegt über der LED. Wenn überhaupt kein Kollektorstrom vorhanden ist, sollte die Kollektorspannung nahe bei 5 V liegen.
Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, einen Pulldown-Widerstand an der Basis zu verwenden, wie von Clabaccico vorgeschlagen. Die häufigere Platzierung des 1M \ $ \ Omega \ $ -Widerstands erfolgt jedoch direkt auf der Basis. Der Widerstand hat hier einen ziemlich hohen Wert, aber die Art und Weise, wie Clabacchio ihn platziert hat, ist parallel zum 100 \ $ \ Omega \ $ -Widerstand und stellt eine zusätzliche Last dar, wenn der Schalter geschlossen ist. Platzieren Sie es nach dem 100 \ $ \ Omega \ $ -Widerstand in Reihe. Ich würde 1k \ $ \ Omega \ $ für den Serienwiderstand und 10k \ $ \ Omega \ $ für den zu erdenden Widerstand auswählen. Dadurch erhalten Sie einen Basisstrom von ca. 4 mA, der für etwaige Niedrig-Signal-Transistoren hoch genug ist. Für einen 20-mA-LED-Strom benötigen Sie nur ein \ $ H_ {FE} \ $ von 5 (das kann sogar ein 2n3055!). Alles, was höher ist, ist in Ordnung, und die meisten Kleinsignaltransistoren haben einen \ $ H_ {FE} \ $ von mindestens 100.
Wenn der Schalter ausgeschaltet ist, stellt der 10k \ $ \ Omega \ $ -Widerstand sicher, dass die Basis ist bei 0V und es gibt keinen Kollektorstrom.

Die 73-mV-Sättigungsspannung ist tatsächlich sehr gut, aber nicht unmöglich.

Wenn ich die Basis an 0 V anschließe, fällt immer noch der gleiche Abfall von 3,5 V über den Transistor. Könnte man antworten, dass der Transistor etwas fehlerhaft ist, so dass immer ein bisschen Strom austritt und dass dies auch die Sättigungsspannung senken würde.
Entschuldigung @stevenvh,, aber ich bin mit Ihrer Erklärung nicht einverstanden (ein sehr seltenes Ereignis). Ich denke, die LED wird aufgrund des Stroms durch das Voltmeter vorgespannt. Außerdem ziehen bereits 20 kOhm die Basis herunter, wenn der Schalter ausgeschaltet ist, sodass sie bereits bei 0 V oder in der Nähe sein sollte.
@Olin - Ich hatte nicht daran gedacht, aber Sie haben wahrscheinlich Recht: Das Voltmeter könnte der Schuldige sein.
Entschuldigung Steven, ich hatte das Schema gesehen und dachte, es hängt mit Ihrer Antwort zusammen. Ich habe nicht gesehen, dass es vom OP im Kommentar gepostet wurde, daher werde ich alle von mir vorgenommenen Änderungen rückgängig machen. Wenn Sie möchten, können Sie das Bild erneut einfügen. Entschuldigung nochmal
Oli Glaser
2012-02-06 17:59:28 UTC
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Wenn Sie 0 V über dem Widerstand und 3 mV über der LED bei geöffnetem Schalter ablesen, woher kommt dann der ~ 1,6 V-Abfall?
BEARBEITEN - Ich denke, Olin hat Recht mit Ihrem Multimeter, das den LED-Abfall verursacht. Da eine LED eine sehr hohe Impedanz unterhalb ihres Vf hat, wird nur ein kleines bisschen Strom benötigt, um einen Abfall zu verursachen.

Um dies zu testen, habe ich einfach meine Tischversorgung auf 5 V eingestellt, eine standardmäßige rote 5-mm-LED genommen, die positive Leitung an die Anode angeschlossen und dann mein Digitalmultimeter zwischen der Kathode und der negativen Leitung in Reihe geschaltet.
Der Messwert betrug 3,76 V, was beweist, dass es sich um das Multimeter handelt (zumindest in meinem Fall), bei dem genügend Strom fließt, um die Spannung über der LED abzusenken.

Ich habe wieder gemessen. Von 0 V zum Kollektor und zur LED-Kathode messe ich jetzt 3,49 V und von 0 V zur LED-Anode messe ich jetzt 5,04 V. Aber über die LED messe ich jetzt 1,6 mV. Ich denke, das Voltmeter erstellt einen Pfad über die LED?
Oder ich denke umgekehrt. Wenn ich über den Transistor messe, der einen Pfad erzeugt, der die LED öffnet und einen 1,6-V-Abfall darüber erzeugt, aber nicht genug Strom, um sie zum Leuchten zu bringen?


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Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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