• Articles
• admin

Det er ikke helt nok informasjon i spørsmålet ditt for å gi et definitivt svar, men la oss gå gjennom designtrinnene slik at du ikke bare kan finne ut dette, men du kan være bedre rustet til å løse det neste transistorspørsmålet som oppstår for deg.

Ohms lov

Ohms lov uttrykker forholdet mellom motstand( R), strøm (I) og spenning (V): V = i * R. Så hvis vi hadde EN 5v forsyning og en 100 ohm motstand over den, ville strømmen jeg VÆRE V / R = 5V/100OHM = 0,05 a = 50mA. I ditt spesielle eksempel er det imidlertid OGSÅ EN IR-diode. Kretsen du beskriver MED IR-dioden og ingen transistor ser slik ut:

simuler denne kretsen – Skjematisk opprettet Ved Hjelp Av CircuitLabNote som jeg har vist dine fire 10 ohm motstander som en enkelt 40 ohm motstand for klarhet. I denne kretsen er fremspenningen rundt 1,6 V (som er under maksimal VF på 1,7 V per databladet) og strømmen er rundt 85mA. Hvis du bruker en ANNEN IR-diode, må du finne og slå opp databladet for å få detaljene for din del.

Hva er en transistor?

Ja, det er et retorisk spørsmål. Det er mange måter å tenke på transistorer, skjønt. En nyttig måte er å tenke på dem som nåværende forsterkere. Forsterkningen av en transistor, spesifisert som hFE, er omtrent forholdet mellom kollektorstrømmen IC og basestrømmen IB. Dette er en veldig forenklet måte å tenke på, men det er faktisk fortsatt nyttig i praksis. Det er IB * hFE = ic (omtrentlig). Den faktiske verdien av hFE varierer, men en typisk verdi er 100 eller mer.

den neste tingen å huske er IB + IC = IE; all strømmen strømmer gjennom emitteren. Det er delt mellom basen (liten) og samleren (det meste av dagens). Retningen av strømmen avhenger av om transistoren ER PNP eller NPN. En 2N2222 er EN npn-transistor, som også er den vanligste typen bipolar transistor, så resten av diskusjonen vil anta NPN. Alt er stort sett det samme for EN pnp-transistor, bortsett fra at strømmer og spenninger reverseres med hensyn til EN npn-transistor.

Bruke en transistor som bryter

det vi ofte vil ha fra en transistor, som i ditt tilfelle, er at den skal fungere som en bryter. Vi vil ha det» på «hvis inngangsspenningen er høy og» av » hvis inngangsspenningen er lav. Det er en lineær region der transistorer virker, vel, lineært som den nåværende forsterkeren beskrevet ovenfor. Det er nyttig hvis du bruker en transistor som en analog signalforsterker. Men hvis vi leter etter en binær på / av-operasjon, er vi ikke interessert i det lineære området. Faktisk søker vi å unngå det og drive transistoren utelukkende i en av to regioner: cut-off og metning. Det typiske arrangementet for å kjøre dette fra EN GPIO-port (for enhver prosessor) ser slik ut:

simuler denne kretsen

lastmotstandsberegning

motstanden R2 representerer lasten. I ditt tilfelle er lasten IR-dioden, og uansett nåværende begrensningsmotstand kan være nødvendig. Vi kan beregne det først.

spenningen og strømmen TIL IR-dioden, som nevnt ovenfor, kan vi få fra databladet. Dataarket sier at maksimal kontinuerlig strøm er 100mA(dataarket kan angi et annet nummer). Så vi kan begynne med det. Vi kan enten bruke en 3.3 V Vcc eller EN 5V Vcc. La OSS si 5V. spenningen over dioden vil være mindre enn 1.7 V i henhold til databladet, SÅ 5V – 1.7 V = 3.3 V.

Neste ser vi på databladet for EN 2n2222 transistor og ser opp PÅ VCE (sat) som betyr spenningen fra kollektoren til emitteren når transistoren er i metning (fullt på). Det er 0.3V ved IC=150MA i henhold til databladet som er nær nok til vårt mål om 100mA å bruke. Så 3,3 V-0,3 V = 3,0 V. så nå 3,0 V / 100mA = 30 ohm. Du kan bruke tre av dine 10 ohm motstander eller en enkelt 33 ohm motstand (som er nærmeste standardverdi). Imidlertid vil jeg anbefale å øke det litt slik AT IR-dioden ikke fungerer ved sin absolutte grense. Vi kan gå opp til neste standardverdi som er 39 ohm.

input resistor calculation

Gitt at vi har bestemt samlerstrømmen (rundt 100mA), kan vi beregne en minimumsbasestrøm ved å bruke transistorens hfe, hvis det er det eneste tallet vi har. Så 100mA / 100 = 1mA. Verdien av hFE er imidlertid ikke så nyttig når du prøver å kjøre transistoren til metning. Det er fordi hFE bare er meningsfylt i det lineære området av enheten der mer basestrøm oversettes til proporsjonalt mer kollektorstrøm. Fordi vi vil kjøre transistoren til metning, som er en region der mer basestrøm ikke resulterer i mer kollektorstrøm (fordi den er mettet), må vi legge til en faktor for å sikre at den drives helt til metning. Vi kan vilkårlig velge en verdi på 5 til 10 eller så for det. Så en 10x multiplikator ville gi oss 10mA i. GPIO Av Pi er i stand til å levere det, men la oss gjøre beregningen på en annen måte i stedet.

VBE (sat) er basen til emitterspenningen når transistoren er i metning. Databladet gir en minimumsverdi på 0.6V (som er veldig typisk) og en maksimal verdi på 1,5 V ved 15ma basestrøm. Hvis Pi leverer 3,3 V når tappen drives høyt, er spenningen over inngangsmotstanden 3,3 V – 0,6 V = 2,7 V. 2,7 V / 15mA = 180 ohm som bare skjer for å være en standardverdi. Den resulterende kretsen ser slik ut:

simuler denne kretsen

Noen få viktige statiske (DC) simuleringsresultater for denne kretsen er:

V(R1.nA) = 739.5 mVI(R1.nA) = -14.23 mAI(R2.nA) = 83.48 mAV(D1.nA)-V(D1.nK) = 1.656 V

Vi ser at inngangsstrømmen er omtrent 15mA, som beregnet og diodestrømmen er 83.48 mA (komfortabelt mindre enn maksimalt 100ma). Diodespenningsfallet er 1.656 V som er nær, men mindre enn maksimalt 1.7 V. for litt ekstra sikkerhetsmargin kan du ytterligere øke verdien av strømbegrensende motstand R2.

Merk også at dette er nær maksimal spesifisert strøm For Pi, så du må programmere den aktuelle porten for så mye strøm (strøm er spesifisert fra 2mA til 16ma).

Konklusjon

beregningen av motstandsverdier er en flertrinnsprosess som bruker data fra dataark for både lasten og transistoren som brukes. Det krever bare noen enkle matematikk som enkelt kan gjøres for hånd. Jeg håper at dette svaret ikke bare svarer på ditt spesifikke spørsmål, men kan også brukes av andre som ønsker å gjøre egne design.