• Articles
• admin

nu există suficiente informații în întrebarea dvs. pentru a da un răspuns definitiv, dar să parcurgem pașii de proiectare, astfel încât să nu numai că vă puteți da seama de aceasta, dar s-ar putea să fiți mai bine echipați pentru a rezolva următoarea întrebare a tranzistorului care vă apare.

legea lui Ohm

legea lui Ohm exprimă relația dintre rezistență (R), curent (I) și tensiune (V): V = i * R. Deci, dacă am avea o sursă de 5V și un rezistor de 100 ohm peste ea, curentul I ar fi V/R = 5V/100ohm = 0.05 a = 50mA. În exemplul dvs. particular, totuși, există și o diodă IR. Circuitul pe care îl descrieți cu dioda IR și fără tranzistor arată astfel:

simulați acest circuit – Schematic creat folosind Circuitlabrețineți că v-am arătat cele patru rezistențe de 10 ohmi ca un singur rezistor de 40 ohmi pentru claritate. În acest circuit, tensiunea înainte este în jur de 1,6 V (care se află sub VF maxim de 1,7 V pe fișa tehnică), iar curentul este în jur de 85ma. Dacă utilizați o diodă IR diferită, va trebui să găsiți și să căutați fișa sa tehnică pentru a obține specificul pentru partea dvs.

ce este un tranzistor?

da, asta e o întrebare retorică. Există multe moduri de a gândi despre tranzistori, deși. O modalitate utilă este să le gândim ca amplificatoare actuale. Câștigul unui tranzistor, specificat ca hFE este aproximativ raportul dintre curentul colectorului IC și curentul de bază IB. Acesta este un mod foarte simplist de a gândi despre asta, dar este de fapt încă util în practică. Aceasta este IB * hFE = IC (aproximativ). Valoarea reală a hFE variază, dar o valoare tipică este de 100 sau mai mult.

următorul lucru de reținut este IB + IC = IE; tot curentul curge prin emițător. Aceasta este împărțită între bază (mic) și colector (cea mai mare parte a curentului). Direcția curentului depinde de faptul dacă tranzistorul este PNP sau NPN. Un 2N2222 este un tranzistor NPN, care este, de asemenea, cel mai frecvent tip de tranzistor bipolar, astfel încât restul discuției va presupune NPN. Totul este în mare parte același pentru un tranzistor PNP, cu excepția faptului că curenții și tensiunile sunt inversate în raport cu un tranzistor NPN.

utilizarea unui tranzistor ca comutator

ceea ce ne dorim adesea de la un tranzistor, ca în cazul tău, este ca acesta să acționeze ca un comutator. Vrem să fie ” pornit „dacă tensiunea de intrare este ridicată și” oprit ” dacă tensiunea de intrare este scăzută. Există o regiune liniară în care tranzistorii acționează, bine, liniar ca amplificatorul de curent descris mai sus. Acest lucru este util dacă utilizați un tranzistor ca amplificator de semnal analogic. Cu toate acestea, dacă suntem în căutarea unei operații binare on/off, nu suntem interesați de gama liniară. De fapt, încercăm să o evităm și să operăm tranzistorul numai într – una din cele două regiuni: cut-off și saturație. Aranjamentul tipic pentru conducerea acestui lucru dintr-un port GPIO (pentru orice procesor) arată astfel:

simulați acest circuit

calculul rezistorului de sarcină

rezistorul R2 reprezintă sarcina. În cazul dvs., sarcina este dioda IR și orice rezistență de limitare a curentului ar putea fi necesară. Putem calcula asta mai întâi.

tensiunea și curentul pentru dioda IR, așa cum am menționat mai sus, putem obține din fișa tehnică. Fișa tehnică spune că curentul continuu maxim este de 100mA (fișa dvs. tehnică poate specifica un alt număr). Deci putem începe cu asta. Am putea folosi fie un 3.3 V Vcc sau un 5V Vcc. Să spunem 5V. tensiunea pe diodă va fi mai mică de 1,7 V conform fișei tehnice, deci 5V – 1,7 V = 3,3 V.

apoi ne uităm la fișa tehnică pentru un tranzistor 2N2222 și privim în sus la vce(sat), ceea ce înseamnă tensiunea de la colector la emițător atunci când tranzistorul este în saturație (complet pornit). Acesta este 0.3V la IC = 150mA conform fișei tehnice care este suficient de aproape de ținta noastră de 100mA de utilizat. Deci 3,3 V-0,3 V = 3,0 V. Deci acum 3,0 V/100mA = 30 ohmi. Puteți utiliza trei dintre rezistențele dvs. de 10 ohmi sau un singur rezistor de 33 ohmi (care este cea mai apropiată valoare standard). Cu toate acestea, aș recomanda creșterea unui pic, astfel încât dioda IR să nu funcționeze la limita sa absolută. Putem trece la următoarea valoare standard, care este de 39 ohmi.

calculul rezistorului de intrare

având în vedere că am determinat curentul colectorului (în jur de 100mA), putem calcula un curent de bază minim folosind HFE-ul tranzistorului, dacă aceasta este singura cifră pe care o avem. Deci 100mA / 100 = 1mA. Cu toate acestea, valoarea hFE nu este chiar atât de utilă atunci când încercați să conduceți tranzistorul în saturație. Asta pentru că hFE este semnificativ doar în domeniul liniar al dispozitivului în care mai mult curent de bază se traduce proporțional mai mult curent colector. Pentru că vrem să conducem tranzistorul în saturație, care este o regiune în care mai mult curent de bază nu are ca rezultat mai mult curent colector (deoarece este saturat), trebuie să adăugăm un factor pentru a ne asigura că este condus până la saturație. Putem alege în mod arbitrar o valoare de la 5 la 10 sau cam asa ceva pentru asta. Deci, un multiplicator 10x ne-ar da 10mA în. GPIO-ul Pi este capabil să ofere acest lucru, dar să facem calculul într-un mod diferit.

VBE(sat) este baza tensiunii emițătorului atunci când tranzistorul este în saturație. Fișa tehnică oferă o valoare minimă de 0.6V (care este foarte tipic) și o valoare maximă de 1,5 V la 15mA curent de bază. Dacă Pi furnizează 3,3 V când știftul este condus ridicat, atunci tensiunea pe rezistența de intrare este de 3,3 V – 0,6 V = 2,7 V. 2,7 V / 15mA = 180 ohmi, ceea ce se întâmplă să fie și o valoare standard. Circuitul rezultat arată astfel:

simulați acest circuit

câteva rezultate importante de simulare statică (DC) pentru acest circuit sunt:

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

vedem că curentul de intrare este de aproximativ 15mA, așa cum este calculat și curentul diodei este 83.48 mA (confortabil Mai puțin decât 100mA maximă). Căderea de tensiune a diodei este de 1,656 V, care este aproape, dar mai mică decât maximul de 1,7 V. Pentru o marjă de siguranță suplimentară, puteți crește și mai mult valoarea rezistenței de limitare a curentului R2.

rețineți, de asemenea, că acest lucru este aproape de curentul maxim specificat pentru Pi, deci va trebui să programați portul special pentru acel curent (curentul este specificat de la 2ma la 16mA).

concluzie

calculul valorilor rezistorului este un proces în mai multe etape care utilizează date din fișele tehnice atât pentru sarcină, cât și pentru tranzistorul utilizat. Este nevoie doar de unele matematică simplă, care poate fi ușor de făcut de mână. Sper că acest răspuns nu numai că răspunde la întrebarea dvs. specifică, dar poate fi folosit și de alții care doresc să-și facă propriile modele.