Astabile Kippstufe mit OUTPUT über Transistor?

Der Timer 555 kann an seinem Ausgang bis 200 mA Strom treiben. [1]

Der BC160-16 erlaubt einen Emitter-Kollektor-Strom von maximal 1 A. Die Einschaltzeit liegt bei 500 ns, die Ausschaltzeit bei 650 ns. [2]

Zur genauen Antwort müsste noch Versorgungsspannung, gewünschter Strom durch die LED, erreichter Strom durch die LED, genaue Schaltung, Typ der LED und die Zeiten bekannt sein.

Welche Grenzwerte hat die LED? Die "kleinen" LEDs, mit einem Strom um 20 mA im Dauerbetrieb, arbeiten sehr gut bis in den MHz-Bereich. Die LED hier scheint mit mehreren 100 mA betrieben zu werden. Vielleicht wurde die LED auf Leistung optimiert und dabei das Zeitverhalten verschlechtert. Die Information zur Geschwindigkeit der Diode könnte im Datenblatt zu finden sein.

Ist die Stromversorgung stabil? Kann die Stromversorgung schnell genug den Strom liefern, oder bricht die Spannung beim Einschalten der LED ein? Ein Kondensator (sehr wahrscheinlich ein Elko für die großen Zeiten) parallel zur Versorgungsspannung nahe am Verbraucher (hier die Transistor LED Kombination) kann die Spannung stabilisieren. Der Kondensator kann den Strom schneller liefern als die Stromquelle.

Wurde der Strom gemessen, oder nur beobachtet, dass die LED dunkler wird? Die LED dunkler erscheinen, weil weniger Strom fließt, oder weil die LED eine kürzere Zeitdauer angeschaltet wird. Das Auge und Kameras mitteln die Helligkeit über einen festen Zeitraum. Ist die Leuchtdauer kürzer als die Öffnungszeit der Kamera, dann erscheint die Lichtquelle auf dem Bild dunkler.

Wenn der Strom gemessen wurde, dann könnte die Form der Strompulse Hinweise geben. Verlieren die Pulse die Rechteckform, oder wird der Strom über die gesamte Einschaltdauer kleiner?

Je nachdem wie die Frequenz eingestellt wird, könnte beim Verstellen der Frequenz auch das Ein/Aus-Zeitverhältnis verändert werden.

Wird eine LED nur mit Stromimpulsen betrieben, dann kann der Strom deutlich über den maximalen Dauerstrom der LED gewählt werden. Der Strom durch die LED wird vergrößert, indem der Vorwiderstand verkleinert wird. Gibt es keinen Vorwiderstand, dann kann die Versorgungsspannung vergrößert werden. Für eine grobe Schätzung Strom beim Puls = Dauerstrom * Einzeit / Periodendauer.

Wird der Strom durch den Transistor wirklich kleiner mit steigender Frequenz, dann sollte die Ursache bei Kapazitäten oder Induktivitäten liegen. Der Transistor hat durch seinen Aufbau intern Kapazitäten. Die werden wichtig, wenn die Frequenzen im Bereich über 1 MHz liegen. Über die Basis muss genügend Strom fließen, um die internen Kapazitäten umzuladen. Laut Datenblatt darf kurzzeitig bis 200 mA durch die Basis fließen. Ein kleinerer Basiswiderstand könnte probiert werden, oder zum Pulsen einen Kondensator parallel zum Basiswiderstand. Bei Umschalten fließt dann durch den Kondensator ein zusätzlicher Strom. Ob der Basiswiderstand der Engpass ist, kann ausprobiert werden, indem der aktuelle Wert vergrößert wird. - Doch bei 30 Hz sollte das keinen deutlichen Einfluss haben.

Ist der Strom an der Basis bereits zu klein? Die Stromverstärkung des BC160 liegt zwischen 20 und 100. Damit wären 50 mA notwendig, um die 1 A durch den Kollektor sicher zu schalten. Der 555 kann den Strom liefern. Wird der Transistor im Betrieb hieß, dann schaltet er nicht durch, dann ist der Basisstrom zu klein. - Doch das ist von der Frequenz unabhängig.

Messungen mit einem Oszilloskop wären hilfreich. Ohne Messungen rate ich: Zeitverhältnis An/Aus oder die Stromversorgung bricht ein.

Ein Elko parallel zum Widerstand könnte das Problem lösen.

Die Helligkeit einer LED richted sich danach wieviel Ampere durch das Bauteil fließen ... und natürlich wie hoch der Wirkungsgrad ist, wa swiederrum von Bandgap im Bauteil abhängt.

Willst du also deine LED heller leuchten lassen musst du entweder den Wirkungsgrad der LED oder den Strom der durch die LED fließt erhöhren. da ersteres ohne komplizierten chemischen und physikalischen Verfahren nicht möglich ist bleibt dir wohl nur letzteres über ... ;)

Wie man allerdings den Strom an dein Output erhöht weis ich nicht, bin kein Elektriker ...

Ich meien die Ursache haste ja selbst genannt:

"Allerdings lässt dieser ab einer bestimmten Frequenz nur noch wenig Strom durch, die LED wird dunkler."

Den Strom könnte man z.b. auch durch absenkung der Frequenz erhöhen, weil dann mehr Teilchen die Chance haben in eine Richtung zu fließen ( = größerer Strom).

Oder man legt höhere Spannung an ... dadurch zwingst du mehr Teilchen sich gleichzeitig zu bewegen, was beenfalls ein höheren Strom zur folge hat ... allerdnings ist es ein Halbleiterbauelement, das mit der Spannung funktioniert nur bis zu ein bestimmten Grad, weil einfach nur eine begrenzte Zahl an Teilchen vorhanden sind.

Eine andere möglichkeit wäre es die Leitfähigkeit der Diode zu erniedrigen, wodurch man mehr Teilchen zur Verfügung hat die sich im niedrigeren Energiezustand befinden ... und man somit mehr über den Bandgap schicken kann, und sich der Wirkungsgrad erhöht ... dies sollte durch Absenken der Betriebstempertur möglich sein. (Halbleiter sind sogenannte "Heißleiter")

Dies ist allerdings uch nur bis zu ein gewissen grad möglich und ist extrem abhängig von der Qualität des Bauteils.