전기 및 전자
BJT 스위치 및 베이스 저항 계산기
NPN 또는 PNP 스위치의 베이스 저항을 정하고 베이스 전류와 저항 및 트랜지스터의 손실을 추정합니다.
입력값
계산 결과
- 권장 저항
- —
- 이상적인 저항
- —
- 필요한 베이스 전류
- —
- 공칭 베이스 전류
- —
| 저항 소비 전력 | — |
|---|---|
| 추정 트랜지스터 손실 | — |
| 공칭 전류 비율 · Ic/Ib | — |
필요한 공칭 베이스 전류 이상을 공급하도록 표준 저항을 아래쪽 값으로 선택합니다(0.1 Ω~1 GΩ).
Ib = Ic / βNPN 또는 PNP 스위치용 베이스 저항 추정하기
스위치로 사용하는 바이폴라 트랜지스터의 베이스 전류와 표준 베이스 저항을 추정합니다. 부하 전류, 선택한 강제 전류 이득, 가정한 접합 전압을 입력하세요. NPN/PNP 선택은 그림의 연결을 바꾸며, 계산에는 이미터를 기준으로 한 양의 전압 크기를 사용합니다. 이 정적 모델은 특정 트랜지스터의 포화, 스위칭 속도, 드라이버 능력, 열적 한계를 검증하지 않습니다.
단계별 사용 방법
- NPN 또는 PNP를 선택하고 회로도를 확인하세요. 이미터를 기준으로 가용 구동 전압의 크기, mA 단위의 부하 전류, 가정한 VBE, 가정한 VCE(sat)를 입력하세요.
- 강제 이득 Ic/Ib와 E12, E24 또는 E96 저항 계열을 선택하세요. 저항 양단에 양의 전압이 남도록 구동 전압 크기가 가정한 베이스-이미터 전압보다 큰지 확인하세요.
- 이상적 저항과 권장 저항, 필요한 베이스 전류와 추정 베이스 전류, 실제 강제 이득, 전력 소모를 확인하세요. 추정 베이스 전류를 드라이버가 공급하거나 흡수할 수 있는 전류와 비교한 다음 트랜지스터와 저항의 사양을 확인하세요.
설정 및 제한
- 강제 이득과 베이스 전류
- 필요한 베이스 전류는 선택한 강제 이득을 사용한 Ib = Ic / β입니다. 이 비율은 스위칭을 위한 가정이며, 트랜지스터의 소신호 이득을 자동으로 읽어 온 값이 아닙니다. 실제 부품과 부하에 적합한 접합 전압 가정 및 베이스 구동 조건을 사용하세요.
- 저항 선택
- 이상적 저항은 Rb = (Vdrive − VBE) / Ib입니다. 도구는 입력한 가정에서 계산된 베이스 전류가 요청한 양 이상이 되도록 아래쪽 표준값을 선택합니다. 값 간격이 더 촘촘한 계열은 차이를 줄일 수 있습니다. 저항이 낮아지면 드라이버 전류와 저항 손실도 증가합니다.
- PNP 구동과 전력 소모
- PNP 스위칭에서는 접지 기준의 드라이버 전압이 아니라 드라이버가 베이스를 이미터보다 낮추는 전압의 크기를 사용하세요. 저항 전력 소모는 저항의 전압 강하와 실제 베이스 전류로 계산합니다. 트랜지스터 전력 소모는 VCE(sat) × Ic와 VBE × Ib의 합을 포함하며 스위칭 손실은 제외합니다.
실습 예제
NPN을 선택하고 구동 전압 5 V, 부하 전류 100 mA, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, 강제 이득 10, E12 값을 설정하세요. 필요한 베이스 전류는 10 mA이고 이상적 베이스 저항은 430 Ω입니다.
| Rb* | Rb (E12) | Ib* | Ib | PRb | PQ |
|---|---|---|---|---|---|
| 430 Ω | 390 Ω | 10 mA | 11.0256 mA | 47.4103 mW | 27.7179 mW |
권장 저항은 390 Ω이며, 베이스 전류는 약 11.0256 mA, 실제 강제 이득은 9.06977이 됩니다. 저항 전력 소모는 약 47.4103 mW이고, 추정 트랜지스터 전력 소모는 27.7179 mW입니다. 이 값들은 가정한 접합 전압을 사용하며 실제 부품의 접합 전압을 예측하지 않습니다.
질문 및 문제 해결
LED 도구는 저항값을 올리는데 여기서는 낮추는 이유는 무엇인가요?
여기서는 선택한 값이 모델에서 요청한 베이스 전류 이상을 공급해야 합니다. 저항이 커지면 그 전류가 줄어듭니다. LED 도구는 추정 LED 전류를 제한하므로 표준값 선택의 목적이 다릅니다.
이 저항을 마이크로컨트롤러 출력에 바로 사용할 수 있나요?
계산된 베이스 전류를 출력의 전류 공급 또는 흡수 능력과 비교하고 부하가 걸렸을 때의 출력 전압도 확인하세요. 트랜지스터의 동작 조건과 전력 소모도 확인하세요. 계산기에는 드라이버 모델이 없으므로 입력한 구동 전압이 계속 확보되는지 확인할 수 없습니다.
전압 여유 오류가 표시되는 이유는 무엇인가요?
구동 전압의 크기는 가정한 VBE보다 커야 합니다. 그렇지 않으면 필요한 베이스 전류를 위한 양의 저항 전압이 남지 않습니다. 이미터 기준, 극성, 전압 가정을 확인하세요. 음의 저항을 입력해 보정하지 마세요.