الكهرباء والإلكترونيات
حاسبة مفتاح BJT ومقاومة القاعدة
حدد مقاومات القاعدة لمفاتيح NPN أو PNP وقدّر تيار القاعدة وتبديد القدرة في المقاومة والترانزستور.
قيم الإدخال
النتائج
- المقاومة المقترحة
- —
- المقاومة المثالية
- —
- تيار القاعدة المطلوب
- —
- تيار القاعدة الاسمي
- —
| قدرة المقاومة المبددة | — |
|---|---|
| تبديد الترانزستور المقدّر | — |
| نسبة التيار الاسمية · Ic/Ib | — |
تُقرّب المقاومة القياسية للأسفل (0.1 Ω–1 GΩ) لتوفير تيار القاعدة الاسمي المطلوب على الأقل.
Ib = Ic / βتقدير مقاومة القاعدة لمفتاح NPN أو PNP
قدّر تيار القاعدة ومقاومة قاعدة ذات قيمة مفضلة لترانزستور ثنائي القطبية يُستخدم كمفتاح. أدخل تيار الحمل وكسب تيار مفروضًا تختاره وجهود الوصلات المفترضة. يغيّر اختيار NPN/PNP التوصيل المرسوم؛ وتستخدم الحسابات مقادير جهد موجبة بالنسبة إلى الباعث. لا يتحقق هذا النموذج الثابت من التشبع أو سرعة التبديل أو قدرة دائرة القيادة أو الحدود الحرارية لترانزستور معين.
خطوة بخطوة
- اختر NPN أو PNP وافحص المخطط. أدخل مقدار جهد القيادة المتاح بالنسبة إلى الباعث، وتيار الحمل بوحدة mA، وقيمتي VBE وVCE(sat) المفترضتين.
- اختر الكسب المفروض Ic/Ib وسلسلة مقاومات E12 أو E24 أو E96. تأكد من أن مقدار جهد القيادة يتجاوز جهد القاعدة والباعث المفترض، لكي يبقى جهد موجب على المقاومة.
- راجع المقاومة المثالية والموصى بها، وتيار القاعدة المطلوب والمقدّر، والكسب المفروض الفعلي، والقدرة المبددة. قارن تيار القاعدة المقدّر بما تستطيع دائرة القيادة توفيره أو سحبه، ثم تحقق من مواصفات الترانزستور والمقاومة.
الإعدادات والحدود
- الكسب المفروض وتيار القاعدة
- تيار القاعدة المطلوب هو Ib = Ic / β، باستخدام الكسب المفروض الذي اخترته. هذه النسبة افتراض للتبديل، وليست قراءة تلقائية لكسب الإشارة الصغيرة للترانزستور. استخدم افتراضات لجهود الوصلات وشروطًا لقيادة القاعدة تناسب المكون الفعلي والحمل.
- اختيار المقاومة
- المقاومة المثالية هي Rb = (Vdrive − VBE) / Ib. تقرّب الأداة القيمة إلى أسفل إلى قيمة مفضلة، لكي يكون تيار القاعدة المحسوب مساويًا على الأقل للمقدار المطلوب وفق الافتراضات المُدخلة. قد تقلل سلسلة أكثر كثافة الفرق؛ وتزيد المقاومة الأصغر أيضًا تيار دائرة القيادة وفقد القدرة في المقاومة.
- قيادة PNP والقدرة المبددة
- للتبديل باستخدام PNP، استخدم مقدار خفض دائرة القيادة لجهد القاعدة عن جهد الباعث، وليس جهد دائرة القيادة بالنسبة إلى الأرضي. يُحسب تبديد القدرة في المقاومة باستخدام هبوط الجهد عليها وتيار القاعدة الفعلي. يشمل تبديد القدرة في الترانزستور VCE(sat) × Ic بالإضافة إلى VBE × Ib؛ ويستثني فواقد التبديل.
مثال تطبيقي
اختر NPN مع جهد قيادة 5 V، وتيار حمل 100 mA، وVBE = 0.7 V، وVCE(sat) = 0.2 V، وكسب مفروض 10، وقيم E12. تيار القاعدة المطلوب هو 10 mA، ومقاومة القاعدة المثالية هي 430 Ω.
| Rb* | Rb (E12) | Ib* | Ib | PRb | PQ |
|---|---|---|---|---|---|
| 430 Ω | 390 Ω | 10 mA | 11.0256 mA | 47.4103 mW | 27.7179 mW |
المقاومة الموصى بها هي 390 Ω، ما يعطي تيار قاعدة نحو 11.0256 mA وكسبًا مفروضًا فعليًا 9.06977. تبديد القدرة في المقاومة نحو 47.4103 mW؛ وتبديد القدرة المقدّر في الترانزستور 27.7179 mW. تستخدم هذه الأرقام جهود الوصلات المفترضة، بدلًا من توقعها لمكون حقيقي.
الأسئلة وحل المشكلات
لماذا تقرّب هذه الأداة المقاومة إلى أسفل بينما تقرّبها أداة LED إلى أعلى؟
يجب أن توفر القيمة المختارة هنا تيار القاعدة المطلوب على الأقل في النموذج. ستقلل المقاومة الأكبر ذلك التيار. أما أداة LED فتحد تيار LED المقدّر، لذا يخدم اختيارها للقيمة المفضلة غرضًا مختلفًا.
هل يمكن استخدام المقاومة مباشرة مع خرج متحكم دقيق؟
قارن تيار القاعدة المحسوب بقدرة الخرج على توفير التيار أو سحبه، وبجهده تحت الحمل. تحقق أيضًا من ظروف تشغيل الترانزستور والقدرة المبددة فيه. لا تتضمن الحاسبة نموذجًا لدائرة القيادة، ولا يمكنها تأكيد بقاء جهد القيادة المُدخل متاحًا.
لماذا يظهر خطأ في هامش الجهد؟
يجب أن يكون مقدار جهد القيادة أكبر من VBE المفترض. وإلا فلن يبقى جهد موجب على المقاومة لتوفير تيار القاعدة المطلوب. تحقق من مرجع الباعث والقطبية وافتراضات الجهد؛ ولا تحاول التعويض بإدخال مقاومة سالبة.