Listrik dan elektronika

Kalkulator Sakelar BJT dan Resistor Basis

Tentukan resistor basis sakelar NPN atau PNP dan perkirakan arus basis serta disipasi resistor dan transistor.

01

Nilai masukan

Tegangan penggerak adalah besar Vdrive − Ve: di atas emitor untuk NPN, di bawah untuk PNP.

Gunakan nilai saturasi dan Ic/Ib paksa dari lembar data, bukan hFE sinyal kecil. Periksa arus penggerak dan batas termal. Model nominal mengabaikan toleransi.

02

Hasil Anda

Resistor yang disarankan
Resistansi ideal
—
Arus basis yang diperlukan
—
Arus basis nominal
—
Disipasi resistor—
Perkiraan disipasi transistor—
Rasio arus nominal · Ic/Ib—

Resistansi standar dibulatkan ke bawah (0,1 Ω–1 GΩ) agar menyediakan setidaknya arus basis nominal yang diperlukan.

RumusIb = Ic / β

Estimasikan resistor basis untuk sakelar NPN atau PNP

Estimasikan arus basis dan resistor basis standar untuk transistor bipolar yang digunakan sebagai sakelar. Masukkan arus beban, penguatan arus paksa yang dipilih, dan asumsi tegangan sambungan. Pemilih NPN/PNP mengubah hubungan yang digambarkan; perhitungan menggunakan magnitudo tegangan positif relatif terhadap emitor. Model statis ini tidak memverifikasi saturasi, kecepatan peralihan, kemampuan penggerak, atau batas termal transistor tertentu.

Langkah demi langkah

  1. Pilih NPN atau PNP dan periksa diagram. Masukkan magnitudo tegangan penggerak yang tersedia relatif terhadap emitor, arus beban dalam mA, asumsi VBE, dan asumsi VCE(sat).
  2. Pilih penguatan paksa Ic/Ib dan seri resistor E12, E24, atau E96. Pastikan magnitudo penggerak melebihi asumsi tegangan basis-emitor sehingga tersisa tegangan positif pada resistor.
  3. Tinjau resistansi ideal dan yang direkomendasikan, arus basis yang diperlukan dan yang diperkirakan, penguatan paksa aktual, serta disipasi daya. Bandingkan arus basis yang diperkirakan dengan kemampuan penggerak untuk menyuplai atau menyerap arus, lalu periksa spesifikasi transistor dan resistor.

Pengaturan dan batas

Penguatan paksa dan arus basis
Arus basis yang diperlukan adalah Ib = Ic / β, menggunakan penguatan paksa yang Anda pilih. Rasio ini merupakan asumsi untuk operasi sakelar, bukan pembacaan otomatis penguatan sinyal kecil transistor. Gunakan asumsi tegangan sambungan dan kondisi penggerak basis yang sesuai dengan komponen dan beban sebenarnya.
Pemilihan resistor
Resistansi ideal adalah Rb = (Vdrive − VBE) / Ib. Alat membulatkan ke bawah ke nilai standar agar arus basis yang dihitung setidaknya sebesar jumlah yang diminta berdasarkan asumsi yang dimasukkan. Seri yang lebih rapat dapat mengurangi selisihnya; resistansi lebih rendah juga meningkatkan arus penggerak dan rugi daya resistor.
Penggerak PNP dan disipasi daya
Untuk peralihan PNP, gunakan magnitudo penurunan tegangan basis di bawah emitor yang ditarik oleh penggerak, bukan tegangan penggerak terhadap ground. Disipasi daya resistor menggunakan penurunan tegangannya dan arus basis aktual. Disipasi daya transistor mencakup VCE(sat) × Ic ditambah VBE × Ib; rugi daya saat peralihan tidak diperhitungkan.

Contoh pengerjaan

Pilih NPN dengan penggerak 5 V, arus beban 100 mA, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, penguatan paksa 10, dan nilai E12. Arus basis yang diperlukan adalah 10 mA, dan resistor basis ideal adalah 430 Ω.

Hasil yang diharapkan
Rb*Rb (E12)Ib*IbPRbPQ
430 Ω390 Ω10 mA11.0256 mA47.4103 mW27.7179 mW

Resistor yang direkomendasikan adalah 390 Ω, menghasilkan arus basis sekitar 11.0256 mA dan penguatan paksa aktual 9.06977. Disipasi daya resistor sekitar 47.4103 mW; estimasi disipasi daya transistor adalah 27.7179 mW. Angka ini menggunakan asumsi tegangan sambungan, bukan memprediksi tegangan tersebut untuk komponen nyata.

Pertanyaan dan pemecahan masalah

Mengapa resistansi di sini dibulatkan ke bawah, sedangkan alat LED membulatkan ke atas?

Di sini nilai yang dipilih harus menyuplai setidaknya arus basis yang diminta dalam model. Resistor yang lebih besar akan mengurangi arus tersebut. Sebaliknya, alat LED membatasi estimasi arus LED, sehingga pemilihan nilai standarnya memiliki tujuan berbeda.

Bisakah resistor digunakan langsung pada keluaran mikrokontroler?

Bandingkan arus basis yang dihitung dengan kemampuan keluaran menyuplai atau menyerap arus serta tegangannya saat berbeban. Periksa juga kondisi operasi dan disipasi daya transistor. Kalkulator tidak memiliki model penggerak dan tidak dapat memastikan bahwa tegangan penggerak yang dimasukkan tetap tersedia.

Mengapa muncul galat headroom?

Magnitudo penggerak harus lebih besar dari asumsi VBE. Jika tidak, tidak ada tegangan resistor positif yang tersisa untuk arus basis yang diperlukan. Periksa referensi emitor, polaritas, dan asumsi tegangan; jangan mengatasinya dengan memasukkan resistansi negatif.