NPN-Transistor als Schalter nutzen (⚡Lerne Elektronik ⚡)

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FearlessEngineers - Elektrotechnik & Programmieren

Күн бұрын

🎓Lernmaterial zum Video: go.tfe.academy/21052102
In diesem Video erkläre ich dir, wie ein Transistor funktioniert, warum er für die Elektronik so wichtig ist und wie man ihn dazu nutzen kann, eine Leuchtdiode ein- und auszuschalten.
Ich zeige dir, wie man die Schaltung dazu aufbaut und vor allem die Vorwiderstände für die Anschlüsse "Basis" und "Kollektor" mit dem Ohm'schen Gesetz und dem Maschensatz berechnet.
Und falls du nach diesem Video Lust auf Praxis hast, dann zeige ich dir im nächsten Video, wie man einen Transistor-Schalter aufbauen und in Betrieb nehmen kann.
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INHALT
3:04 Was ist ein Transistor?
11:02 Die Transistor-Eingangskennlinie
13:09 Gleichungen zum Betrieb als Schalter aufstellen und lösen
22:01 Simulation: „Transistor als LED-Schalter”
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LINKS
Podcast “Elektronik und Programmieren”: go.tfe.academy/podcast
E-Technik und Elektronik: go.tfe.academy/elektronik
Programmieren & Schnittstellen-Themen zwischen Elektronik und Informatik: go.tfe.academy/programmieren
Gespräche mit interessanten Persönlichkeiten aus dem MINT-Bereich: go.tfe.academy/talk
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ÜBER
Andreas Haja arbeitet als Professor an der Hochschule Emden/Leer und ist seit mehreren Jahren in der Ingenieurausbildung tätig. Ziel seines Kanals “Elektronik & Programmieren” ist es, Theorie und Praxis so zu vermitteln, dass Lernen mit Spaß und Neugierde verbunden ist.
Studieren in den 2020er Jahren kann so viel mehr sein, als die klassische Frontal-Vorlesung der letzten Jahrhunderte!
www.thefearlessengineer.com

Пікірлер: 69

@user-sh9yl8wp1x Ай бұрын

Das erste Video, in dem alles genauestens erklärt wird ohne Nebensächlichkeiten!

@leythecg 2 жыл бұрын

Hervorragende Präsentation! Herzlichen Dank dafür!

@markushahn9123 14 күн бұрын

Sauberer Vortrag. Wirklich gut.

@vina-arts 2 жыл бұрын

Ich habe keine Ahnung von der Elektronik. Aber ich kann deinen Erklärungen folgen. Super verständlich erklärt. Vielen Dank.

@VKlett 2 жыл бұрын

Wollte mir am ANfang das Video nicht anschauen, weil es 26min geht, hat sich aber definitiv gelohnt, klasse Video

@janhibiskus2845 5 ай бұрын

Nach drei mal anschauen, endlich begriffen. Vielen Dank.

@fldr4362 Жыл бұрын

Top Erklärvideo! Danke dafür!

@sorenbrandes7900 2 жыл бұрын

Super Klasse Video ! benötige ich für die Technikerschule

@ShadowD71 2 жыл бұрын

Hervorragendes Video. So hätt ich das damals in der Schule präsentiert bekommen sollen, dann wäre es einfacher gewesen :-) Danke dafür ... Abo und Like

@tiger-electronics Жыл бұрын

Echt coole Lehrvideos. Respekt!!!

@jonasbretschneider Жыл бұрын

Top erklärt, danke

@herzog311 Жыл бұрын

Wirklich sehr gutes Video.

@user-bk8to7lh1c 11 ай бұрын

Sehr gut erklärt!

@hermannkiessling5229 5 ай бұрын

Fantastisch

@mariowolf1072 8 ай бұрын

Top ich bin immer wider begeistert selbst für mich als Laien ser gut erklärt ich kann ser gut folgen danke 😊

@oliver8640 2 жыл бұрын

11:22 Das ist das Ausgangskennlinienfeld. Das Eingangskennlinienfeld wäre I_B(U_BE) und würde der Kennlinie einer Diode entsprechen. Finde das Video sonst super strukturiert und gut erklärt. Gerne mehr davon. Gibt es auch ein Video zum Miller Effekt bzw. Kapazität?

@NoName-zx6pv Жыл бұрын

Super Video :) direkt Abo dagelassen

@Romanhayer 2 жыл бұрын

Erstmal Lob, das Video ist sehr gut gemacht und klar, das Tempo hängt mit den Vorkenntnissen zusammen, für den einen ists es zu schnell, für den anderen zu langsam. Bin dabei, mich in die Transistorschaltung einzuarbeiten und hab öfter gelesen, dass man den Basisstrom um 3,1 oder sogar mehr übersteuern soll, um sauberer und deutlicher in die Sättigung zu kommen. Müsste das nicht den Basiswiderstand um 2/3 verkleinern? Hast du das hier bewusst weggelassen oder hab ich das falsch verstanden?

@crazymelon02 Жыл бұрын

gutes video, genau nach dem hab ich gesucht. mal ne frage was für ein wert nimmt man eigentlich wenn für die saturation spannung nur einen max wert im datenblatt hat. was für ein wert muss man dann einsetzen. muss man dann einfach raten ?

@christinayildizkaya7435 2 жыл бұрын

Danke für das Video, ich kann echt gut folgen. Aber ich hänge bei 14:00. Was ist die Signalspannung, wo kommt die her?

@christinayildizkaya7435 2 жыл бұрын

Ist Us bei 14:00 der Steuerstromkreis und UB der Arbeitsstromkreis? Diese Bezeichnungen verwenden wir in der Schule?

@johnmccain3050 10 ай бұрын

Mit welcher Software simulierst du die Schaltungen? Ich würde meine Hausaufgaben gerne auf ihre Richtigkeit verifizieren.

@rotepille2454 Жыл бұрын

Klasse 😃schwupps ... aboniert

@fearlengi Жыл бұрын

Super, dankeschön!

@thevintagehifiambassador8524 3 жыл бұрын

16 min 18s. Links oben, wenn der Thumbnail nicht wäre, könnte der Text vergrössert werden, da auch die Geräte links unten audgeblendet odee verkleinert werden dürfe. Auf dem Ipad seh ich die Werte des Datenblattes nicht, aber höre gut zu. Zum Transistor kann anschaulich das Beispiel mit dem Schleusentor und Wasserdurchlauf benutzt werden cf Video eines Eisenbahnelektronikers :-). so weiter geht’s. ganz grosses Kino hier :-). Best warning ever !

@fearlengi 2 жыл бұрын

Danke für den Hinweis und den ausführlichen Kommentar.

@uweberning9402 Жыл бұрын

Hi, tolles video. Frage: Warum noch ein Vorwiderstand für die LED, wenn wir doch mit Ib den C-E Strom auf 20mA begrenzen könnten? Da komme ich nicht ganz mit.

@fearlengi Жыл бұрын

Hallo und danke für die Frage. 🤖 Da es oft etwas länger dauert, bis ich Zeit für eine Antwort finde, habe ich einen "virtuellen Professor" entwickelt, dem du deine Frage stellen kannst: prof.tfe.academy

@liamdederke290 Жыл бұрын

Sehr cooles Video, aber wo kommen die 20 mA her? Meine LED hat eine Beriebsspannung von 150 mA, nehme ich dann die? Und ich nutze einen Transistor, weil die Stromquelle zum schalten zu schwach für die LED ist, habe ich dann an der Basis auch 150 mA oder weniger und wenn ja wie viel?

@thomasmuhlhausen7464 10 ай бұрын

Ein Normale alte LED hat 20mA bei ca. 2V, superhell Beleuchtungsled hat größern Strom/Spannung

@happybader2494 2 жыл бұрын

best of best

@ImPresSiveXD Жыл бұрын

Was passiert denn wenn die Verstärkung in der Realität sehr viel kleiner ist? Dann erhalten wir doch auch einen kleinen Strom Ic und damit fällt am LED-Vorwiderstand weniger Spannung ab und dafür muss dann Uce sich erhöhen, wass zur Zerstörung des Transistors führen kann oder nicht? Man sollte dann doch immer die kleinste Verstärkung zur Berechnung der Widerstände nehmen? Da dürfte dann im Notfall der Transistor einfach sperren, weil Uce sehr klein wird wenn dann unerwartet ein höherer Strom Ic fließt und somit mehr Spannung am Widerstand abfällt.

@konstantinospapa9260 6 күн бұрын

Ich finde das gut auch Bezogen auf das Datenblatt. Aber die Rechnung geht auf wenn die Verstärkung 450 entspricht damit deine 40mikro Ampere am Basis Eingang fließen. Warum nicht 124,2kOhm mit ca. 60mikro Ampere ? Der Bezug zu " wir möchten nichts kaputt machen erschließt mir nicht, logisch " ? Dieser Kanal wird definitiv durchgesuchtet :-)

@SuperWilly1952 10 ай бұрын

Würdest du mir bitte die Webseite für die Daten des Transistors zukommen lassen.Danke.

@magstdukaffee 2 жыл бұрын

11:52 meintest du vielleicht 40 Mikroampere und nicht 40 Milliampere?

@donaldsaape9606 Жыл бұрын

ich finde das Video echt krass jedoch hätte ich eine Frage. bei der PN Übergaang im Allgemein in welcher Richtung fließt die Ladungsträger eigentlich. von kir aus ist von der N-Seite zur P-Seite weil die N-Seite mit Eelktronenüberschuss eingeprägt ist und die P-Seite mit Löcher das heisst die Elektronen versuchen mal die Löcher in der P-Seite zu besetzen . diese Sogenannte Rekombination heisst das. Allerding erklären Sie es in Ihrem Beispiel ander stromfluss von P nach N und warum?

@fearlengi Жыл бұрын

@thomasmuhlhausen7464 10 ай бұрын

Der I Quadrant ist die Ausgangskennlinie, dennoch gute Videos

@walter_mayer 2 жыл бұрын

@21:30 Du wolltest den Transistor in Sättigung betreiben. Dann musst Du die minimale Verstärkung nehmen. Dann bist Du auf der sicheren Seite. Den Basisstrom (im mA Bereich) zu groß zu wählen zerstört den Transistor nicht. Wenn aber ein realer Transistor minimale Verstärkung hat, geht der Transistor nicht in Sättigung und kann bei höheren Strömen zu heiß werden.

@juergenfreenet Жыл бұрын

Ich bin über den gleichen Punkt gestolpert. Die Rechnung mit der minimalen Verstärkung würde sicherstellen dass der Transistor voll Durchgeschaltet ist. In dem konkreten Beispiel, bei Transistor in Sättigung, ist doch der Diodenstrom in erster linie durch den Vorwiederstand R_LED begrenzt!? Nach meinem Verständniss könnte mann hier auch mit der Sättigungsspannung von 0,9V (Datenblattwert für volle Kollektor Belastung mit 100mA) Rechnen um den Transistor ganz sicher in Sättigung zu betreiben. Oder Liege ich da falsch? ...Nachteil wäre dann wohl eine etwas höhere Leistungsaufnahme der Schaltung ohne zusätzlichen Nutzen... Gibt das Datenblatt auch einen Wert für die maximale Belastbarkeit des Basis Eingang an? Generell finde ich das Video sehr gut, und auch die Geschwindigkeit finde ich einen sehr guten Kompromiss. Gut finde ich auch die entscheidenden Sachverhalte zu wiederholen (natürlich immer mit anderen Worten), was hilft Missverständnisse beim Zuhörer zu vermeiden.

@iurlc Жыл бұрын

@@juergenfreenet Wenn der Transistor im Schalterbetrieb ist, dann wird der LED Strom durch den LED Vorwiderstand begrenzt. Man kann die LED also nicht durch zu große Verstärkung überlasten. Man rechnet nun mit der minimalen Verstärkung den Basisstrom aus (und wird den um den Faktor 2 noch erhöhen). Der Hersteller hat in seinem Datenblatt ja sogar nur mit einer Verstärkung von 20 gerechnet (100mA / 5mA = 20). Achtung - wenn es um große Leistungen geht und die Sättigungsspannung UCE nicht überschritten werden darf, dann muss man den vom Hersteller angegebenen Basisstrom einprägen! Und dann nimmt man die höchste BE Spannung für die Berechnung des Vorwiderstands. Eine direkte Angabe für den maximalen BE-Strom gibt es in der Regel nicht. Wenn Du sauber nachweisen willst, dass die Basis nicht überlastet wird, dann würde ich den Teststrom bei maximalen Sättigungsstrom nicht überschreiten.

@rudiralla9630 8 ай бұрын

Vorsicht bei dem Begriff "Sättigung", der wird bei unipolaren und bipolaren Transistoren unterschiedliche verwendet!

@rudiralla9630 8 ай бұрын

@@iurlc, hä? "Achtung - wenn es um große Leistungen geht und die Sättigungsspannung UCE nicht überschritten werden darf, dann muss man den vom Hersteller angegebenen Basisstrom einprägen!" Wer behauptet diesen Blödsinn?

@iurlc 8 ай бұрын

@@rudiralla9630 Nun - im Prinzip muss man gar nichts. Wenn es aber um große Leistungen geht gibt das Datenblatt eben selten eine andere Angabe mit der der Hersteller die Stättigungsspannung garantiert. Und wenn Du die Sicherheit der Schaltung nachweisen willst, gibt es nur die Möglichkeit über die Werte die im Datenblatt stehen oder Du vereinbarst mit dem Hersteller einen anderen Wert, auf den Du Dich verlassen kannst. Nur die Werte im Datenblatt oder sonstiger schriftlicher Vereinbarungen sind immer garantiert, auch wenn der typische Transistor i.d.Regel deutlich besser ist. Bei großen Leistungen muss man immer die Gefahr von thermischer Überlastung und deren Folgen im Auge haben. Und wer seine Arbeit nicht mit belastbaren Dokumenten abgesichert hat, hat ggf. vor Gericht ein Problem.

@katharinagubler7218 2 жыл бұрын

wie heißt nochmal die Seite von der die Simulation kommt?

@fearlengi 2 жыл бұрын

Die Simulationssoftware heißt iCircuit. Dazu habe ich mal ein Video gemacht: kzfaq.info/get/bejne/qLt9jZeAuLKXoJc.html Viele Grüße!

@katharinagubler7218 2 жыл бұрын

@@fearlengi Achso Dankeschön

@gelotim7961 Ай бұрын

Hast du schon mal den Miller-Effekt erklart?

@gelotim7961 Ай бұрын

Sorry ich meine Miller- Theorem.

@VISION-IT 2 жыл бұрын

der Transistor ist ein Sschalter oder ein Wasserkran ... ;)

@linghuu2023 3 жыл бұрын

Warum benutzt man jetzt nur Diode statt RC als Schutz bitte. Wo ist vor und Nachteile usw

@thevintagehifiambassador8524 3 жыл бұрын

RC = radio control. R C = Widerstand + Kondensator

@fearlengi 2 жыл бұрын

Danke für die Frage! Die Diode ist hier kein Schutz, sondern nur eine optische Anzeige, die das Durchschalten des Transistors anzeigt.

@MrXman1104 Жыл бұрын

soweit gut, aber das geht auch mit PNP Transister, zum Ausschalten, das könnte man auch mal erörtern

@joebrutscher9738 Жыл бұрын

PNP geht genauso, wenn man + und - vertauscht. In der Praxis nimmt man zum Schalten aber besser einen MOSFET, wie zum Beispiel den für Kleinsignale gut tauglichen BS170.

@mahuubao 2 жыл бұрын

SMD-Transistoren wären auch interessant ...

@uwesed Жыл бұрын

SMD (Surface Mounted Device) sind auch nur Transistoren in speziellen Gehäuse, die für die Oberflächenmontage auf Platinen optimiert wurden. Darum gilt das für Durchsteckmontage-Bauteile gesagte auch für SMD Bauteile. SMD Bauteile sind notwendig um die Elektronik weiter zu miniaturisieren. Ansonsten könnte ein PC oder Händy nie so klein sein. Grüße Uwe

@variopancolar6487 9 ай бұрын

Werter Herr Professor Haja, ich bin ehrlich gesagt etwas verwundert über dieses Video. Sie beschreiben ausführlich, wie man den Basisvorwiderstand berechnet, um durch den Kollektor 20 mA fließen zu lassen. Am Ende des Videos freuen Sie sich dann auch darüber, dass ihre Simulation ergeben habe, dass tatsächlich 20,17 mA fließen. Ja was bitteschön haben Sie denn erwartet, wenn Sie den LED-Vorwiderstand von 340 Ohm in der Schaltung belassen? Es KÖNNEN doch dadurch gar nicht mehr als 20 mA fließen. Der Witz ist doch, wenn ich mit dem Basisvorwiderstand den Kollektorstrom derart exakt EINSTELLE, dann kann ich diesen LED-Vorwiderstand WEGLASSEN (bzw. kurzschließen), und es fließen trotzdem nur etwa 20 mA. Ich hab es extra nochmal praktisch nachgeprüft, weil ich selbst verunsichert war durch ihr Video. Es bleibt auch bei kurzgeschlossenem LED-Vorwiderstand bei etwa 20 mA (allerdings erhöht sich der Strom langsam, weil der Transistor warm wird und der Stromverstärkungsfaktor driftet). Für mich ist das hier auch ein Beispiel, wie eine Simulation in die Irre führen kann, wenn man sich blind auf ihr Ergebnis verlässt. Das ist im Zusammenhang mit der in diesem Video erfolgten Debatte mit Prof. Hild besonders eindrücklich.kzfaq.info/get/bejne/i5qFlaiEmLiUgpc.html&ab_channel=FearlessEngineers-Elektrotechnik%26Programmieren

@patty1991 2 жыл бұрын

9v + led = 1k 9v + Transistor (bc547) 10k basic 😜

@karollklein6134 Жыл бұрын

Aber der Transistor verstärkt doch den Strom nicht....er schaltet einen Strom doch nur durch....d.h. wenn an C oder e 12v Anliegen und durch eine kleinere Spannung an der Basis geregelt wird....wird der Strom doch nicht verstärkt die Stärke wird doch nur geregelt.....von 0 bis max 12v damit kann man eine verstärkende Schaltung aufbauen aber nicht die Anliegende Spannung/Strom verstärken...

@misteregal8248 2 жыл бұрын

viel zu schnell...da kommt keiner mit....nur zur info...ich bin völlig genervt

@fearlengi 2 жыл бұрын

Was genau wurde denn nicht verstanden? Vielleicht kann ich weiter helfen.

@ChronOJohn2 2 жыл бұрын

Ich fand das Tempo gut. Die meisten Tutorials schau ich mir aber auch auf 1,25 oder 1,5x Geschwindigkeit an. Da ist jeder unterschiedlich

@jurgenpankratz4056 5 ай бұрын

Wieso so einen Schrotttransistor? Der war schon vor über dreißig Jahren überholt.

@rudiralla9630 8 ай бұрын

"Steuerbarer Widerstand", was hast du denn gelernt? Transistoren sind Stromquellen...

@hartmutwalczak8053 Жыл бұрын

Zu langatmig, zu viele Wiederholungen, geeignet für gehobene Kitas.

@tilolpz 5 ай бұрын

Dann suchen Sie sich einen anderen Kanal für Ihre gehobenen Ansprüche. Ich finde das Video und überhaupt die Reihe sehr anschaulich und gut erklärt, auch wenn man nicht Elektrotechnik studiert hat und fühle mich in der "gehobenen Kita" sehr gut aufgehoben.