Elektrotechnik und Elektronik

BJT-Schalt- und Basiswiderstandsrechner

Dimensioniere Basiswiderstände für NPN- oder PNP-Schalter und schätze Basisstrom sowie Verlustleistung von Widerstand und Transistor.

Deine Eingaben

Deine Ergebnisse

Empfohlener Widerstand: —

Idealer Widerstand: —

Erforderlicher Basisstrom: —

Nominaler Basisstrom: —

Verlustleistung im Widerstand	—
Geschätzte Transistorverlustleistung	—
Nominales Stromverhältnis · Ic/Ib	—

Der Normwiderstand wird abgerundet (0,1 Ω–1 GΩ), um mindestens den erforderlichen nominalen Basisstrom bereitzustellen.

FormelIb = Ic / β

Einen Basiswiderstand für einen NPN- oder PNP-Schalter abschätzen

Schätzen Sie den Basisstrom und einen Vorzugswert für den Basiswiderstand eines als Schalter verwendeten Bipolartransistors ab. Geben Sie Laststrom, eine gewählte erzwungene Stromverstärkung und angenommene Übergangsspannungen vor. Die NPN/PNP-Auswahl ändert die dargestellte Verbindung; die Berechnungen verwenden positive Spannungsbeträge relativ zum Emitter. Dieses statische Modell überprüft weder Sättigung, Schaltgeschwindigkeit, Treiberfähigkeit noch thermische Grenzen eines bestimmten Transistors.

Schritt für Schritt

Wählen Sie NPN oder PNP und prüfen Sie das Schaltbild. Geben Sie den verfügbaren Betrag der Ansteuerspannung relativ zum Emitter, den Laststrom in mA sowie die angenommenen VBE und VCE(sat) ein.
Wählen Sie die erzwungene Verstärkung Ic/Ib und eine E12-, E24- oder E96-Widerstandsreihe. Stellen Sie sicher, dass der Ansteuerbetrag die angenommene Basis-Emitter-Spannung überschreitet, sodass am Widerstand eine positive Spannung verbleibt.
Prüfen Sie idealen und empfohlenen Widerstand, erforderlichen und geschätzten Basisstrom, tatsächliche erzwungene Verstärkung und Verlustleistung. Vergleichen Sie den geschätzten Basisstrom mit dem Strom, den der Treiber liefern oder aufnehmen kann, und prüfen Sie dann die Transistor- und Widerstandsspezifikationen.

Einstellungen und Grenzen

Erzwungene Verstärkung und Basisstrom: Der erforderliche Basisstrom ist Ib = Ic / β mit der von Ihnen gewählten erzwungenen Verstärkung. Dieses Verhältnis ist eine Schaltannahme und keine automatische Übernahme der Kleinsignalverstärkung des Transistors. Verwenden Sie Übergangsspannungsannahmen und Basisansteuerbedingungen, die zum tatsächlichen Bauteil und zur Last passen.
Widerstandsauswahl: Der ideale Widerstand ist Rb = (Vdrive − VBE) / Ib. Das Werkzeug rundet auf einen kleineren Vorzugswert ab, sodass der berechnete Basisstrom unter den eingegebenen Annahmen mindestens dem gewünschten Strom entspricht. Eine dichter abgestufte Reihe kann die Differenz verringern; ein kleinerer Widerstand erhöht auch Treiberstrom und Widerstandsverlustleistung.
PNP-Ansteuerung und Verlustleistung: Verwenden Sie beim PNP-Schalten den Betrag, um den der Treiber die Basis unter den Emitter zieht, nicht die Treiberspannung gegen Masse. Die Widerstandsverlustleistung verwendet den Spannungsabfall und den tatsächlichen Basisstrom. Die Transistorverlustleistung umfasst VCE(sat) × Ic plus VBE × Ib; Schaltverluste sind nicht enthalten.

Durchgerechnetes Beispiel

Wählen Sie NPN mit 5 V Ansteuerung, 100 mA Laststrom, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, erzwungener Verstärkung 10 und E12-Werten. Der erforderliche Basisstrom beträgt 10 mA, und der ideale Basiswiderstand beträgt 430 Ω.

Erwartetes Ergebnis
Rb*	Rb (E12)	Ib*	Ib	PRb	PQ
430 Ω	390 Ω	10 mA	11.0256 mA	47.4103 mW	27.7179 mW

Der empfohlene Widerstand beträgt 390 Ω und ergibt etwa 11.0256 mA Basisstrom sowie eine tatsächliche erzwungene Verstärkung von 9.06977. Die Widerstandsverlustleistung beträgt etwa 47.4103 mW; die geschätzte Transistorverlustleistung beträgt 27.7179 mW. Diese Werte verwenden die angenommenen Übergangsspannungen, statt sie für ein reales Bauteil vorherzusagen.

Fragen und Fehlerbehebung

Warum wird der Widerstand hier abgerundet, während das LED-Werkzeug aufrundet?

Hier muss der gewählte Wert im Modell mindestens den gewünschten Basisstrom liefern. Ein größerer Widerstand würde diesen Strom verringern. Das LED-Werkzeug begrenzt dagegen den geschätzten LED-Strom; seine Vorzugswertauswahl dient daher einem anderen Zweck.

Kann ich den Widerstand direkt an einem Mikrocontrollerausgang verwenden?

Vergleichen Sie den berechneten Basisstrom mit der Fähigkeit des Ausgangs, Strom zu liefern oder aufzunehmen, und mit seiner Spannung unter Last. Prüfen Sie außerdem Betriebsbedingungen und Verlustleistung des Transistors. Der Rechner enthält kein Treibermodell und kann nicht bestätigen, dass die eingegebene Ansteuerspannung weiterhin verfügbar ist.

Warum wird ein Fehler für die Spannungsreserve angezeigt?

Der Ansteuerbetrag muss größer als die angenommene VBE sein. Andernfalls verbleibt am Widerstand keine positive Spannung für den erforderlichen Basisstrom. Prüfen Sie Emitterbezug, Polarität und Spannungsannahmen; gleichen Sie den Fehler nicht durch Eingabe eines negativen Widerstands aus.