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Transistorschalter



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Schaltbild des Transistorschalters

Der Transistor schaltet in dieser Schaltung die LED an oder aus. Dazu ist er am Kollektor in den Stromkreis der LED eingefügt, nur wenn die Kollektor-Emitter- Strecke leitend wird, bekommt die LED Strom und leuchtet.

Transistorschalter

Der Trimmer lässt uns den Strom durch die Basis des Transistors regulieren. Zwischen Basis und Trimmerschleifer ist noch ein Widerstand mit 47 kΩ eingebaut, damit die Basis des Trimmers nicht zu viel Strom zieht, falls der Trimmer auf zu hohe Spannung eingestellt ist.

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Die Bauteile

Was ist ein Transistor?

Das hier ist ein Transistor vom Typ BC547B. Er hat drei Anschlüsse, von links nach rechts Kollektor, Basis und Emitter. Der Emitter geht an den Minuspol der Batterie, der Kollektor an den Pluspol.

Transistor

Ohne angeschlossene Basisleitung leitet der Transistor den Strom praktisch nicht. Erst wenn vom Emitter aus durch die Basis ein Strom fließt, beginnt die Emitter-Kollektorstrecke zu leiten. Das besondere ist, dass der Strom durch die Emitter-Kollektorstrecke etwa 150 mal so groß ist wie der Basisstrom. Man kann also mit einem kleinen Basisstrom den Transistor einschalten. Fließt kein Basisstrom durch, ist der Kollektorstrom aus.



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Was ist ein Trimmwiderstand

Damit wir sehen wie ein Trimmer funktioniert, hier zuerst ein Exemplar ohne Gehäuse.

Trimmer

Der schwarze Belag ist eine Kohleschicht mit einem hohen Widerstand. Sie ist mit dem linken und rechten Anschluss verbunden. Der mittlere Anschluss ist mit einem Schleifer verbunden, der links oben mit einem Auflieger auf der Kohleschicht aufliegt.

Im gezeichneten Bild ist der Schleifer näher am linken Anschluss als am rechten Anschluss, er greift etwa zwei Fünftel des gesamten Widerstands ab. Die Position des Schleifers kann mit einem Schraubendreher auf der Kohlebahn verstellt werden. Das Finden der richtigen Einstellung bezeichnet man als Trimmen.

Mit einem Trimmer kann man Spannungen teilen. Ist eine Spannung von z.B. 9 V an die gesamte Kohleschicht angeschlossen, hat jeder kleine Teil der Schicht einen kleine Spannungsteil. Der Schleifer teilt die 9 V auf. In der gezeigten Stellung hat der Schleifer ungefähr 3,5 V Spannung. Dreht man den Schleifer weiter auf den linken Schleifer zu, wird die Spannung am Schleifer noch niedriger. Ein Trimmer ist also ein verstellbarer Spannungsteiler.

Das hier ist ein Trimmwiderstand mit Gehäuse von oben und von der Seite.

Trimmer von oben Trimmer von der Seite

Er hat insgesamt 10.000 Ohm Widerstand Bei Widerständen über 1.000 Ohm kürzt man die 1.000 als Kilo oder dem Buchstaben K ab. Obwohl das nicht ganz korrekt ist, verwendet man oft auch ein kleines k.

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Der 47k-Widerstand

Das hier ist der 47k-Widerstand.

Widerstand 47k

Die Ringe lauten in diesem Fall gelb (4), violett (7), schwarz (0) und rot (2 Nullen). Zusammen also 47000 oder 47 kΩ.

Die Bauteilliste

Die Bauteile sind vom Zimmermann-Elekronikshop Darmstadt oder Versandhandel Reichelt oder vom Versandhandel Conrad erhätlich.

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Aufbau der Schaltung

So wird die Schaltung aufgebaut.

Transistorschalter

Beim Transistor und der LED kommt es auf die richtige Polarität an, bei den beiden Widerständen nicht. Der Trimmer muss so platziert werden, dass seine drei Beine in jeweils eine eigene Spalte des Bretts gelangen.

Wenn wir nun am Trimmer drehen, gibt es einen Bereich, in dem die LED völlig aus ist, und einen Bereich, in dem die LED voll hell leuchtet. Dazwischen gibt es einen kleinen Übergangsbereich, in dem wir die Helligkeit mit dem Trimmer regulieren können. Dieser Übergangsbereich sollte bei einem richtigen Schalter eigentlich nicht vorhanden sein, der ja nur ein oder aus kennt.

Kennlinie

Das hier bildet den LED-Strom bei steigender Spannung am Trimmer dar. Unterhalb von 0,5 V fließt überhaupt kein Strom durch die LED. Zwischen 0,5 und 3 V steigt der Strom gleichmäßig an. Über 3 V steigt der Strom durch die LED praktisch nicht mehr an. In diesem Bereich regelt der Transistor nicht mehr, er ist in der Sättigung. Der Strom durch die LED wird nur noch durch den 470 Ω-Widerstand begrenzt.

Wenn die Schaltung keinen Übergangsbereich mehr haben soll, muss der Transistor mehr Verstärkung haben. Dann wird der Übergang steiler. Wir werden später sehen, wie sich das Hintereinanderschalten von Transistoren zum Erreichen höherer Verstärkung bemerkbar macht.

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©2011 by Gerhard Schmidt