विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक्स

BJT स्विच और बेस प्रतिरोध कैलकुलेटर

NPN या PNP स्विच का बेस प्रतिरोध चुनें और बेस करंट तथा प्रतिरोध व ट्रांजिस्टर की शक्ति हानि का अनुमान लगाएँ।

आपके इनपुट

ट्रांजिस्टर का प्रकार

उपलब्ध ड्राइव वोल्टेज · V

Ic · लोड धारा · mA

ड्राइव वोल्टेज Vdrive − Ve का परिमाण है: NPN के लिए एमिटर से ऊपर और PNP के लिए नीचे।

VBE · बेस-एमिटर वोल्टेज का परिमाण · V

VCE(sat) · कलेक्टर-एमिटर सैचुरेशन वोल्टेज का परिमाण · V

मजबूर करंट गेन · Ic/Ib

प्रतिरोधकों की मानक श्रेणी

छोटे सिग्नल hFE के बजाय डेटाशीट के सैचुरेशन मान और मजबूर Ic/Ib अनुपात लें। ड्राइवर करंट और तापीय सीमाएँ जाँचें। नाममात्र मॉडल सहनशीलता को नहीं मानता।

आपके परिणाम

सुझाया गया प्रतिरोधक: —

आदर्श प्रतिरोध: —

आवश्यक बेस करंट: —

नाममात्र बेस करंट: —

प्रतिरोधक में शक्ति क्षय	—
अनुमानित ट्रांजिस्टर शक्ति हानि	—
नाममात्र करंट अनुपात · Ic/Ib	—

मानक प्रतिरोध नीचे की ओर राउंड किया जाता है (0.1 Ω–1 GΩ), ताकि कम से कम आवश्यक नाममात्र बेस करंट मिले।

सूत्रIb = Ic / β

NPN या PNP स्विच के लिए बेस प्रतिरोधक का अनुमान लगाएँ

स्विच के रूप में इस्तेमाल होने वाले बाइपोलर ट्रांज़िस्टर के लिए बेस करंट और पसंदीदा बेस प्रतिरोधक का अनुमान लगाएँ। लोड करंट, चुना हुआ फ़ोर्स्ड करंट गेन और माने गए जंक्शन वोल्टेज दें। NPN/PNP चयन दिखाए गए कनेक्शन को बदलता है; गणना एमिटर के सापेक्ष धनात्मक वोल्टेज परिमाण इस्तेमाल करती है। यह स्थिर मॉडल किसी विशिष्ट ट्रांज़िस्टर के सैचुरेशन, स्विचिंग गति, ड्राइवर की क्षमता या तापीय सीमाओं की पुष्टि नहीं करता।

चरण-दर-चरण

NPN या PNP चुनें और आरेख देखें। एमिटर के सापेक्ष उपलब्ध ड्राइव वोल्टेज का परिमाण, लोड करंट mA में, माना गया VBE और माना गया VCE(sat) दर्ज करें।
फ़ोर्स्ड गेन Ic/Ib और E12, E24 या E96 प्रतिरोधक श्रेणी चुनें। सुनिश्चित करें कि ड्राइव का परिमाण माने गए बेस-एमिटर वोल्टेज से अधिक है, ताकि प्रतिरोधक पर धनात्मक वोल्टेज बचा रहे।
आदर्श और सुझाया गया प्रतिरोध, आवश्यक और अनुमानित बेस करंट, वास्तविक फ़ोर्स्ड गेन तथा शक्ति क्षय देखें। अनुमानित बेस करंट की तुलना ड्राइवर की करंट देने या खींचने की क्षमता से करें, फिर ट्रांज़िस्टर और प्रतिरोधक के विनिर्देश जाँचें।

सेटिंग और सीमाएँ

फ़ोर्स्ड गेन और बेस करंट: आवश्यक बेस करंट Ib = Ic / β है, जिसमें आपका चुना हुआ फ़ोर्स्ड गेन इस्तेमाल होता है। यह अनुपात स्विचिंग की एक धारणा है, ट्रांज़िस्टर के छोटे सिग्नल गेन का स्वतः लिया गया मान नहीं। वास्तविक घटक और लोड के अनुसार जंक्शन वोल्टेज की धारणाएँ और बेस ड्राइव की स्थितियाँ चुनें।
प्रतिरोधक का चयन: आदर्श प्रतिरोध Rb = (Vdrive − VBE) / Ib है। टूल नीचे की ओर पसंदीदा मान चुनता है, ताकि दर्ज की गई धारणाओं के तहत गणना किया गया बेस करंट कम से कम माँगी गई मात्रा हो। अधिक घनी श्रेणी अंतर घटा सकती है; कम प्रतिरोध ड्राइवर करंट और प्रतिरोधक की शक्ति हानि भी बढ़ाता है।
PNP ड्राइव और शक्ति क्षय: PNP स्विचिंग के लिए वह परिमाण लें जिससे ड्राइवर बेस का वोल्टेज एमिटर से नीचे करता है, ग्राउंड के सापेक्ष ड्राइवर का वोल्टेज नहीं। प्रतिरोधक का शक्ति क्षय उसके वोल्टेज ड्रॉप और वास्तविक बेस करंट से निकाला जाता है। ट्रांज़िस्टर के शक्ति क्षय में VCE(sat) × Ic और VBE × Ib शामिल हैं; स्विचिंग हानियाँ शामिल नहीं हैं।

हल किया हुआ उदाहरण

5 V ड्राइव, 100 mA लोड करंट, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, फ़ोर्स्ड गेन 10 और E12 मानों के साथ NPN चुनें। आवश्यक बेस करंट 10 mA और आदर्श बेस प्रतिरोधक 430 Ω है।

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

सुझाया गया प्रतिरोधक 390 Ω है, जिससे लगभग 11.0256 mA बेस करंट और वास्तविक फ़ोर्स्ड गेन 9.06977 मिलता है। प्रतिरोधक का शक्ति क्षय लगभग 47.4103 mW है; ट्रांज़िस्टर का अनुमानित शक्ति क्षय 27.7179 mW है। ये आँकड़े माने गए जंक्शन वोल्टेज इस्तेमाल करते हैं, किसी वास्तविक घटक के वोल्टेज का पूर्वानुमान नहीं लगाते।

सवाल और समस्या समाधान

यह टूल प्रतिरोध नीचे की ओर क्यों चुनता है जबकि LED टूल ऊपर की ओर चुनता है?

यहाँ चुने गए मान को मॉडल में कम से कम आवश्यक बेस करंट देना होता है। बड़ा प्रतिरोधक वह करंट घटा देगा। LED टूल इसके बजाय अनुमानित LED करंट को सीमित करता है, इसलिए उसके पसंदीदा मान के चयन का उद्देश्य अलग है।

क्या प्रतिरोधक को सीधे माइक्रोकंट्रोलर के आउटपुट के साथ इस्तेमाल कर सकते हैं?

गणना किए गए बेस करंट को आउटपुट की करंट देने या खींचने की क्षमता और लोड के तहत उसके वोल्टेज से मिलाएँ। ट्रांज़िस्टर की संचालन स्थितियाँ और शक्ति क्षय भी जाँचें। कैलकुलेटर में ड्राइवर मॉडल नहीं है और वह पुष्टि नहीं कर सकता कि दर्ज किया गया ड्राइव वोल्टेज उपलब्ध बना रहता है।

वोल्टेज हेडरूम की त्रुटि क्यों दिखती है?

ड्राइव का परिमाण माने गए VBE से अधिक होना चाहिए। अन्यथा आवश्यक बेस करंट के लिए प्रतिरोधक पर कोई धनात्मक वोल्टेज नहीं बचता। एमिटर संदर्भ, ध्रुवता और वोल्टेज की धारणाएँ जाँचें; ऋणात्मक प्रतिरोध दर्ज करके इसकी भरपाई न करें।