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NPN-Transistor

Ein Bipolartransistor, der mit einem kleinen Basisstrom schaltet oder verstärkt. Der MMBT3904 schaltet LEDs, Summer und kleine Relais von einem GPIO aus.

Was er macht#

Strom in die Basis (B) lässt einen viel größeren Strom vom Kollektor © zum Emitter (E) fließen. Mit dem Emitter an GND ist er ein Low-Side-Schalter wie ein N-MOSFET, aber stromgesteuert: Er braucht immer einen Basiswiderstand.

Der Basiswiderstand#

Damit er hart durchschaltet („in Sättigung geht“), gib der Basis etwa ein Zehntel des Kollektorstroms. Beispiel: 20 mA Last an einem 3.3 V-GPIO: I_B ≈ 2 mA, R_B = (3.3 V − 0.7 V) / 2 mA ≈ 1.3 kΩ → 1 kΩ.

Beispielschaltung: GPIO → 1 kΩ → Basis. Die LED und ihr 100 Ω-Widerstand hängen von 5 V am Kollektor, so schaltet ein 3.3 V-Pin eine 5 V-Last.
GPIO → 1 kΩ → Basis. Die LED und ihr 100 Ω-Widerstand hängen von 5 V am Kollektor, so schaltet ein 3.3 V-Pin eine 5 V-Last. Öffne das Beispiel npn_switch von dieser Seite in PCB Canvas: „In meinen Schaltplan einfügen“.

MOSFET oder BJT?#

Bei einigen zehn mA geht beides; der BJT ist billig und verzeihend. Für Ampere nimm einen MOSFET: kein Basisstrom, weniger Wärme. Der SS8050 (1.5 A) aus dem Katalog hat dieselbe Pinbelegung wie der MMBT3904 (200 mA).

Stolperfallen#

  • Kein Basiswiderstand = der GPIO treibt eine Diode gegen GND, und beide leiden.
  • Sättigungsspannung: Ein eingeschalteter BJT verliert trotzdem 0.1–0.3 V.
  • Pinbelegung: Im SOT-23 ist es bei diesen Teilen 1 = B, 2 = E, 3 = C. Bei TO-92 unterscheidet sie sich je nach Hersteller.

Footprint#

SOT-23. MMBT3904 (C20526) und SS8050 (C2150) sind Basic Parts bei JLCPCB.