BJT- oder MOSFET-Schalter für LED-Anzeigeproblem

Es sieht so aus, als ob Sie möchten, dass eine LED aufleuchtet, wenn eine Last angeschlossen wird, ohne die Spannung an der 1,8-K-Last zu beeinflussen. Der BJT ist besser als die meisten MOSFETs in dieser Anwendung, und ja, der Vbe-Übergang fällt bei 5 mA um 600 mV oder mehr ab. Die meisten MOSFETs benötigen zum Einschalten mehr als 600 mV. Selbst wenn Sie einen Widerstand mit niedrigem Wert in Reihe mit der Last schalten, müssen Sie mehr Spannung absenken.

Es wäre einfacher und mindestens genauso effizient, die LED und den Vorwiderstand einfach über die Last anzuschließen, aber vielleicht ist das aus irgendeinem Grund nicht bequem.

Wenn Sie eine sogar niedrige Spannung als 600 mV erreichen möchten, ist es einfacher, einen Komparator zu verwenden , der Komparator zieht jedoch etwas Strom aus den 9 V, auch wenn die Last nicht angeschlossen ist.

Die folgende Schaltung fällt bei angeschlossener Last um 50 mV ab. Es ist möglich, mit einem besseren Komparator wieder nach unten zu gehen - dieser ist sehr billig, hat aber im schlimmsten Fall einen Vos von fast 10 mV, also habe ich ungefähr -25 mV und +25 mV als differentielle Eingangsspannungen eingestellt. Es kann einige mA an die LED treiben, wenn Sie mehr benötigen, verwenden Sie einen anderen Komparator oder fügen Sie einen Transistor hinzu.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Rechnen wir mal ein bisschen: Bei einer Basis-Emitter-Spannung von ca. 0,7 V und einer stabilen Quelle (siehe unten) von 9 V, erhält Ihre "externe Last" 8,3 V. Wenn es wirklich resistiv ist und 1,8 k hat, wird der resultierende Strom sein

$$I_{R2}=\frac{8.3\text{V}}{1.8\text{k}\Omega}=4.6\text{mA}$$ Das ist alles, was Sie mit dieser Schaltung erreichen können. Aber auch bei einem idealen Transistor mit Basis-Emitter-Spannung Null ist die Bedingung $$I_{R2}\leq\frac{9\text{V}}{1.8\text{k}\Omega}=5\text{mA}$$ hält, also ist dies der maximale Strom, den Sie in Ihre Last bekommen können. Andernfalls müssten Sie zuerst Ihre 9V auf einen höheren Pegel anheben.

Die MOSFET-Schaltung nützt nichts, da kein Gate-Strom fließt und Sie daher nur einen sehr kleinen Strom durch R3 erhalten, da er durch R1 = 1M fließen muss. Die Strömung wird also ungefähr sein

$$I_{R3}\approx\frac{9\text{V}}{1\text{M}\Omega}=9\mu\text{A}$$

In jedem Fall sollten Sie sich auch um Ihre LED kümmern. Der LTL-307EE ist auf 20 mA ausgelegt, während der vollständig eingeschaltete BC546 und der 100R so etwas geben

$$I_{D1}\approx\frac{9\text{V}-2\text{V}-0.2\text{V}}{100\Omega}=68\text{mA}$$

Versuchen Sie, einen Indikator für ein industrielles 4-20-mA-Ding zu bauen? Diese werden in der Regel mit 24V betrieben. Unabhängig von der Last darf der maximale Basisstrom des Transistors nicht überschritten werden. Dieser Wert scheint im Datenblatt zu fehlen, aber ich würde für einen solchen Kleinsignal-BJT nicht über 10 mA kontinuierlich gehen.

*stabile Quelle: Falls Sie die Schaltung mit einer 9-V-Blockbatterie betreiben, überprüfen Sie bitte deren Spannung während des Betriebs. Diese haben eine ziemlich hohe Impedanz, sodass Ihre 9-V-Quelle je nach Last leicht auf 8 V oder etwas anderes abfallen kann.

Grüße Philipp