• Articles
• admin

There ’ s not aivan tarpeeksi tietoa kysymykseesi antaa lopullisen vastauksen, mutta mennään läpi suunnittelun vaiheet niin, että ei vain voi selvittää tämän, mutta saatat olla paremmin varustettu ratkaisemaan seuraavan transistori kysymys, joka tapahtuu sinulle.

Ohmin laki

Ohmin laki ilmaisee resistanssin (R), virran (I) ja jännitteen (V) välistä suhdetta: V = I * R. Joten jos meillä olisi 5V tarjonta ja 100 ohmin vastus sen poikki, nykyinen Olisin V/R = 5V/100ohm = 0.05 A = 50mA. Omassa esimerkissä, kuitenkin, on IR-diodi samoin. Piiri kuvaat IR diodi ja ei transistori näyttää tältä:

simuloida tämä piiri-kaavamainen luotu CircuitLabNote että olen osoittanut neljä 10 ohmin vastukset yhtenä 40 ohmin vastus selkeyttä. Tässä piiri, eteenpäin jännite on noin 1,6 V (joka on alle suurin VF 1,7 V per datalehti) ja nykyinen on noin 85mA. Jos käytät eri IR-diodi, sinun täytyy löytää ja etsiä sen datalehti saada yksityiskohtia osaltasi.

mikä on transistori?

kyllä, se on retorinen kysymys. Transistoreja voi kuitenkin ajatella monella tavalla. Yksi hyödyllinen tapa on ajatella niitä nykyisinä vahvistimina. Transistorin HFE-arvo on suurin piirtein keräinvirran IC ja kantavirran IB välinen suhde. Tämä on hyvin yksinkertainen tapa ajatella sitä, mutta se on oikeastaan silti hyödyllinen käytännössä. Eli Ib * hFE = IC (likimäärin). HFE: n todellinen arvo vaihtelee, mutta tyypillinen arvo on 100 tai enemmän.

seuraava muistettava asia on IB + IC = IE; kaikki virta virtaa emitterin läpi. Se on jaettu pohja (pieni) ja keräilijä (suurin osa nykyisestä). Virran suunta riippuu siitä, onko transistori PNP vai NPN. 2n2222 on NPN-transistori, joka on myös yleisempi kaksisuuntainen transistori, joten muu keskustelu olettaa NPN. Kaikki on enimmäkseen sama PNP transistori paitsi että virrat ja jännitteet ovat päinvastaisia suhteessa NPN transistori.

transistorin käyttäminen kytkimenä

haluamme usein transistorilta, kuten teidän tapauksessanne, että se toimii Kytkimen tavoin. Haluamme sen ”päälle”, jos tulojännite on korkea ja” pois”, jos tulojännite on alhainen. On lineaarinen alue, jossa transistorit toimivat, no, lineaarisesti kuten edellä kuvattu virtavahvistin. Se on hyödyllistä, jos käytät transistoria analogisena signaalinvahvistimena. Jos kuitenkin etsimme binääristä on / off-operaatiota, Emme ole kiinnostuneita lineaarisesta vaihteluvälistä. Itse asiassa pyrimme välttämään sitä ja käyttää transistori vain yhdellä kahdesta alueesta: cut-off ja kylläisyys. Tyypillinen järjestely ajo tämä GPIO-portti (tahansa prosessori) näyttää tältä:

simuloi tätä piiriä

Kuormitusvastuslaskenta

vastus R2 edustaa kuormaa. Sinun tapauksessasi kuorma on IR-diodi, ja mitä virtaa rajoittava vastus voidaan tarvita. Voimme laskea sen ensin.

ir-diodin jännite ja virta, kuten edellä mainittiin, saamme datalehdestä. Datalehdessä sanotaan, että suurin jatkuva virta on 100mA (datalehdessäsi voi olla jokin muu numero). Aloitetaan siitä. Voisimme käyttää joko 3.3 V Vcc: tä tai 5 V Vcc: tä. Sanotaan 5V. jännite koko diodi on alle 1.7 V mukaan datalehti, joten 5V – 1.7 V = 3.3 V.

seuraavaksi tarkastelemme datalehti varten 2n2222 transistori ja etsiä ylös VCE(sat) mikä tarkoittaa jännite keräilijä emitteri kun transistori on kylläisyyttä (täysin päällä). Se on 0.3V IC=150mA datalehden mukaan, joka on tarpeeksi lähellä tavoitettamme 100mA käyttää. Eli 3,3 V-0,3 V = 3,0 V. niin nyt 3,0 V / 100mA = 30 ohmia. Voit käyttää kolme Oman 10 ohmin vastukset tai yhden 33 ohmin vastus (joka on lähin vakioarvo). Kuitenkin, suosittelisin lisätä, että hieman niin, että IR-diodi ei toimi sen absoluuttinen raja. Voimme siirtyä seuraavaan standardiarvoon, joka on 39 ohmia.

Tulovastuslaskenta

ottaen huomioon, että olemme määrittäneet keräinvirran (noin 100mA), voimme laskea minimiperusvirran käyttämällä transistorin hFE: tä, jos se on ainoa lukumme. Eli 100mA / 100 = 1MA. HFE: n arvo ei kuitenkaan ole kovin hyödyllinen, kun yritetään ajaa transistori kylläisyyteen. Tämä johtuu siitä, että hFE on merkityksellinen vain laitteen lineaarisella alueella, jossa enemmän perusvirtaa muuttuu suhteellisesti enemmän keräinvirta. Koska haluamme ajaa transistori saturaatio, joka on alue, jossa enemmän perusvirta ei johda enemmän keräilijä nykyinen (koska se on kylläinen), meidän täytyy lisätä tekijä varmista, että se ajetaan aina kylläisyys. Voimme mielivaltaisesti valita arvon 5-10 tai niin, että. Joten 10x kerroin antaisi meille 10mA sisään. PI: n GPIO pystyy toimittamaan sen, mutta tehdään laskenta eri tavalla sen sijaan.

VBE (sat) on emitterijännitteen pohja, kun transistori on kylläisyydessä. Tietolomake antaa vähimmäisarvoksi 0.6V (joka on hyvin tyypillinen) ja enimmäisarvo 1,5 V 15mA perusvirta. Jos Pi toimittaa 3.3 V kun pin ajetaan korkea, niin jännite koko tulovastuksen on 3.3 V-0.6 V = 2.7 V. 2.7 V / 15mA = 180 ohmia, joka vain sattuu olemaan myös vakioarvo. Tuloksena piiri näyttää tältä:

simuloi tätä piiriä

muutamia tärkeitä staattisia (DC) simulointituloksia tälle piirille ovat:

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

näemme, että tulovirta on noin 15mA, kuten laskettu ja diodivirta on 83.48 mA (mukavasti alle enintään 100mA). Diodi jännite pudota on 1.656 V, joka on lähellä, mutta vähemmän kuin suurin 1.7 V. joitakin ylimääräisiä turvamarginaali, voit edelleen lisätä arvoa virtaa rajoittava vastus R2.

Huomaa myös, että tämä on lähellä Pi: lle määriteltyä maksimivirtaa, joten sinun on ohjelmoitava kyseinen portti tämän verran virtaa varten (virta on määritelty 2MA: sta 16mA: han).

Conclusion

vastusarvojen laskeminen on monivaiheinen prosessi, jossa käytetään datasheeteistä saatuja tietoja sekä kuormasta että käytettävästä transistorista. Se vaatii vain jotain yksinkertaista matematiikkaa, joka voidaan helposti tehdä käsin. Toivon, että tämä vastaus ei vastaa ainoastaan konkreettiseen kysymykseenne, vaan sitä voivat käyttää myös muut, jotka haluavat tehdä omat suunnitelmansa.