Wassermelder mit einem BC547 und helfen beim Verständnis von Transistoren

1. Der 4,7-kΩ-Widerstand ist ausfallsicher, falls sich die Elektroden berühren und zu viel Strom durch den Transistor senden und ihn zerstören. Ich habe diesen Fehler schon gemacht. Wenn sich die Elektroden berühren, werden bei eingesetztem 4,7k-Widerstand nur 1,9 mA zur Basis geleitet. Woher weiß ich, wie viel Strom zu viel für die Basis ist? Ich habe mir diese Spezifikation angesehen, aber ich sehe keine Spezifikation dafür. Entspricht er dem maximalen Kollektorstrom (100 mA)?

Es gibt keine gute Antwort auf Ihre Frage. Der Hersteller hat sich nicht mit dem Problem befasst, so viel Basisstrom durch den Transistor zu treiben, dass er den Transistor tötet. Vermutlich scheinen 100 mA ein vernünftiger Ausgangspunkt zu sein, obwohl es keine schlechte Idee wäre, diesen Wert zu reduzieren.

2. Wenn ich den 4,7k-Widerstand durch 1M Ohm ersetze, brennt die LED sehr schwach. Wie passiert das? Sicherlich ist der Schalter nur ein und aus.

Sicher nicht. Solange die Kollektor-Emitter-Spannung größer als etwa 1 Volt ist (und der Emitterstrom innerhalb der Grenzen liegt), wirkt ein Transistor als Stromverstärker, wobei der Kollektorstrom mehr oder weniger proportional zum Basisstrom ist. Schauen Sie sich das Datenblatt an und sehen Sie "aktuelle Verstärkung". Denken Sie auch daran, dass die Verstärkung mit dem Strom variiert und insbesondere abfällt, wenn der Strom über die angegebenen Werte hinaus ansteigt. Sie nimmt auch mit abnehmendem Strom ab.

Sobald Sie in die Situation geraten, dass Vce weniger als etwa ein Volt beträgt, ist die Verstärkung des Transistors ziemlich niedrig. Beachten Sie, dass die Bewertung für Vce(sat), die Sättigungsspannung, bei einer Verstärkung von 20 angegeben ist. Sobald Sie in diesen Bereich kommen, haben kleine Änderungen des Basisstroms fast keine Auswirkung auf die Ausgangsspannung, und Sie können den Transistor als verwenden schalten.

3. Es scheint, dass mein Leitungswasser einen Widerstand von ungefähr 500 kOhm hat. Dies bedeutet, dass nur 18 uA Strom zur Basis des Transistors fließen, was ihn tatsächlich einschaltet. Welcher Strom wäre zu klein, um zu funktionieren, und wie würde ich diese Zahl berechnen?

Das erfordert ein wenig Überlegung, um genau zu definieren, was Sie meinen. Was genau bedeutet "einschalten"? Nehmen wir an, dass "ein" 2 mA durch die LED bedeutet UND dass es sich um eine weiße LED handelt. Dann hat es einen Spannungsabfall von etwa 3 Volt. 2 mA durch den 1k-Widerstand erzeugen einen Abfall von 2 Volt. Vce am Transistor beträgt also 9 - 2 - 3 Volt oder 4 Volt.

2 mA Kollektorstrom und 4 V Kollektorstrom sind fast genau dort, wo die Verstärkung des Transistors angegeben ist, und Sie werden feststellen, dass der Mindestwert als 110 aufgeführt ist. Der Basisstrom dafür beträgt also 2 mA / 110 , oder ungefähr 18 uA.

Natürlich muss man sich, wie gesagt, genau überlegen, was „einschalten“ bedeutet. Wenn die LED 1 mA erhält und etwas dunkler ist, ist das "an"?

4. Die BC547-Spezifikation besagt, dass die maximale Emitter-Basis-Spannung 6 V beträgt. Bedeutet dies, dass ich die Spannung entlang dieser Leitung absenken muss? Soll ich ein paar Dioden anschließen?

Nein, Sie müssen genau überlegen, was die Spezifikation sagt. Beachten Sie, dass es sich um die Emitter-Basis-Spannung handelt, nicht um die Basis-Emitter-Spannung. Es bezieht sich auf die Sperrspannung, die Sie an das Emitter-Basis-Paar anlegen können, und nicht auf die Durchlassspannung, die durch die Diodenwirkung des Übergangs auf etwa 0,7 Volt begrenzt wird. Wenn Sie nicht vorhaben, die Stromkabel in Ihrem Stromkreis umzukehren, brauchen Sie sich darüber keine Gedanken zu machen.

Deine Einstellung erscheint mir gut.

1. Der 4k7 ist Basisschutz, wie Sie bereits erwähnt haben. Legen Sie maximal 1,9 mA an die Basis, um sicher zu sein.
2. 1M in der Basis leiten zu wenig Strom an den vollständig geöffneten Transistor (Sie müssen mit weiteren 500k Wasserbeständigkeit rechnen). Mit High Beta BC547C könnte es funktionieren.
3. Wenn Sie möchten, dass der offene Transistor 6 mA durchlässt, benötigen Sie einen Basisstrom von mindestens 6 mA / Beta. Für Beta = 200 benötigen Sie also etwa 30 uA.
4. Die 6V sind eine maximale BE-Sperrspannung und Sie müssen sich in diesem Fall nicht darum kümmern.