Electricidad y electrónica
Calculadora de conmutador BJT y resistencia de base
Dimensiona resistencias de base para conmutadores NPN o PNP y estima la corriente de base y la disipación en resistencia y transistor.
Tus datos
Tus resultados
- Resistencia recomendada
- —
- Resistencia ideal
- —
- Corriente de base requerida
- —
- Corriente nominal de base
- —
| Disipación de la resistencia | — |
|---|---|
| Disipación estimada del transistor | — |
| Relación nominal de corrientes · Ic/Ib | — |
La resistencia estándar se redondea hacia abajo (0,1 Ω–1 GΩ) para proporcionar al menos la corriente nominal de base requerida.
Ib = Ic / βEstimar una resistencia de base para un interruptor NPN o PNP
Estima la corriente de base y una resistencia de base normalizada para un transistor bipolar utilizado como interruptor. Introduce la corriente de carga, una ganancia de corriente forzada elegida y las tensiones de unión supuestas. El selector NPN/PNP cambia la conexión ilustrada; los cálculos utilizan módulos de tensión positivos respecto al emisor. Este modelo estático no verifica la saturación, la velocidad de conmutación, la capacidad del controlador ni los límites térmicos de un transistor concreto.
Paso a paso
- Elige NPN o PNP e inspecciona el diagrama. Introduce el módulo de tensión de excitación disponible respecto al emisor, la corriente de carga en mA, la VBE supuesta y la VCE(sat) supuesta.
- Elige la ganancia forzada Ic/Ib y una serie de resistencias E12, E24 o E96. Asegúrate de que el módulo de excitación supere la tensión base-emisor supuesta, de modo que quede una tensión positiva en la resistencia.
- Revisa la resistencia ideal y la recomendada, la corriente de base requerida y la estimada, la ganancia forzada real y la disipación. Compara la corriente de base estimada con la que puede suministrar o absorber el controlador y comprueba después las especificaciones del transistor y la resistencia.
Ajustes y límites
- Ganancia forzada y corriente de base
- La corriente de base requerida es Ib = Ic / β, utilizando la ganancia forzada seleccionada. Esta relación es un supuesto de conmutación, no una lectura automática de la ganancia de pequeña señal del transistor. Utiliza supuestos de tensión de unión y condiciones de excitación de base adecuados para el componente y la carga reales.
- Selección de resistencia
- La resistencia ideal es Rb = (Vdrive − VBE) / Ib. La herramienta redondea hacia abajo a un valor normalizado, de modo que la corriente de base calculada sea al menos la solicitada bajo los supuestos introducidos. Una serie más densa puede reducir la diferencia; una resistencia menor también aumenta la corriente del controlador y la pérdida en la resistencia.
- Excitación PNP y disipación
- Para la conmutación PNP, utiliza el módulo de tensión en que el controlador sitúa la base por debajo del emisor, no la tensión del controlador respecto a masa. La disipación en la resistencia utiliza su caída de tensión y la corriente de base real. La disipación del transistor incluye VCE(sat) × Ic más VBE × Ib; excluye las pérdidas de conmutación.
Ejemplo resuelto
Selecciona NPN con excitación de 5 V, corriente de carga de 100 mA, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, ganancia forzada de 10 y valores E12. La corriente de base requerida es de 10 mA y la resistencia de base ideal es de 430 Ω.
| Rb* | Rb (E12) | Ib* | Ib | PRb | PQ |
|---|---|---|---|---|---|
| 430 Ω | 390 Ω | 10 mA | 11.0256 mA | 47.4103 mW | 27.7179 mW |
La resistencia recomendada es de 390 Ω, lo que da aproximadamente 11.0256 mA de corriente de base y una ganancia forzada real de 9.06977. La disipación de la resistencia es de aproximadamente 47.4103 mW; la disipación estimada del transistor es de 27.7179 mW. Estas cifras utilizan las tensiones de unión supuestas, en lugar de predecirlas para un componente real.
Preguntas y solución de problemas
¿Por qué aquí se redondea la resistencia hacia abajo mientras que la herramienta LED redondea hacia arriba?
Aquí el valor seleccionado debe suministrar al menos la corriente de base solicitada en el modelo. Una resistencia mayor reduciría esa corriente. La herramienta LED, en cambio, limita la corriente LED estimada, por lo que su selección de valores normalizados tiene otro propósito.
¿Puedo utilizar la resistencia directamente con una salida de microcontrolador?
Comprueba la corriente de base calculada frente a la capacidad de la salida para suministrar o absorber corriente y frente a su tensión bajo carga. Comprueba también las condiciones de funcionamiento y la disipación del transistor. La calculadora no contiene un modelo del controlador y no puede confirmar que la tensión de excitación introducida siga disponible.
¿Por qué aparece un error de margen de tensión?
El módulo de excitación debe ser mayor que la VBE supuesta. De lo contrario, no queda una tensión positiva en la resistencia para la corriente de base requerida. Comprueba la referencia del emisor, la polaridad y los supuestos de tensión; no lo compenses introduciendo una resistencia negativa.