Eletricidade e eletrónica
Calculadora de comutação BJT e resistência de base
Dimensione resistências de base para comutadores NPN ou PNP e estime a corrente de base e a dissipação na resistência e no transístor.
Os seus valores
Os seus resultados
- Resistência recomendada
- —
- Resistência ideal
- —
- Corrente de base necessária
- —
- Corrente nominal de base
- —
| Dissipação da resistência | — |
|---|---|
| Dissipação estimada do transístor | — |
| Relação nominal de correntes · Ic/Ib | — |
A resistência normalizada é arredondada para baixo (0,1 Ω–1 GΩ) para fornecer pelo menos a corrente nominal de base necessária.
Ib = Ic / βEstime um resistor de base para uma chave NPN ou PNP
Estime a corrente de base e um resistor de base preferencial para um transistor bipolar usado como chave. Informe a corrente da carga, um ganho de corrente forçado escolhido e as tensões de junção assumidas. O seletor NPN/PNP altera a conexão ilustrada; os cálculos usam magnitudes positivas de tensão em relação ao emissor. Este modelo estático não verifica saturação, velocidade de comutação, capacidade do circuito de acionamento nem limites térmicos de um transistor específico.
Passo a passo
- Escolha NPN ou PNP e inspecione o diagrama. Insira a magnitude da tensão de acionamento disponível em relação ao emissor, a corrente da carga em mA, o VBE assumido e o VCE(sat) assumido.
- Escolha o ganho forçado Ic/Ib e uma série de resistores E12, E24 ou E96. Verifique se a magnitude do acionamento excede a tensão base-emissor assumida, de modo que reste uma tensão positiva sobre o resistor.
- Confira as resistências ideal e recomendada, as correntes de base necessária e estimada, o ganho forçado efetivo e a dissipação. Compare a corrente de base estimada com o que o circuito de acionamento pode fornecer ou drenar, depois confira as especificações do transistor e do resistor.
Definições e limites
- Ganho forçado e corrente de base
- A corrente de base necessária é Ib = Ic / β, usando o ganho forçado selecionado. Essa relação é uma hipótese de comutação, não uma leitura automática do ganho de pequenos sinais do transistor. Use hipóteses de tensão de junção e condições de acionamento da base adequadas ao componente e à carga reais.
- Seleção do resistor
- A resistência ideal é Rb = (Vdrive − VBE) / Ib. A ferramenta arredonda para baixo até um valor preferencial, para que a corrente de base calculada seja pelo menos a quantidade solicitada sob as hipóteses inseridas. Uma série mais densa pode reduzir a diferença; uma resistência menor também aumenta a corrente do circuito de acionamento e a perda no resistor.
- Acionamento PNP e dissipação
- Para comutação PNP, use a magnitude pela qual o circuito de acionamento leva a base abaixo do emissor, não a tensão desse circuito em relação ao terra. A dissipação do resistor usa sua queda de tensão e a corrente de base efetiva. A dissipação do transistor inclui VCE(sat) × Ic mais VBE × Ib; não inclui perdas de comutação.
Exemplo resolvido
Selecione NPN com acionamento de 5 V, corrente de carga de 100 mA, VBE = 0.7 V, VCE(sat) = 0.2 V, ganho forçado de 10 e valores E12. A corrente de base necessária é de 10 mA, e o resistor de base ideal é 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 |
O resistor recomendado é de 390 Ω, resultando em aproximadamente 11.0256 mA de corrente de base e ganho forçado efetivo de 9.06977. A dissipação do resistor é de aproximadamente 47.4103 mW; a dissipação estimada do transistor é de 27.7179 mW. Esses valores usam as tensões de junção assumidas, em vez de prevê-las para um componente real.
Perguntas e resolução de problemas
Por que esta ferramenta arredonda a resistência para baixo enquanto a ferramenta de LED arredonda para cima?
Aqui o valor selecionado deve fornecer pelo menos a corrente de base solicitada no modelo. Um resistor maior reduziria essa corrente. A ferramenta de LED limita a corrente estimada do LED, portanto sua seleção de valores preferenciais atende a um objetivo diferente.
Posso usar o resistor diretamente com uma saída de microcontrolador?
Compare a corrente de base calculada com a capacidade da saída de fornecer ou drenar corrente e com sua tensão sob carga. Confira também as condições de operação e a dissipação do transistor. A calculadora não contém um modelo do circuito de acionamento e não pode confirmar que a tensão de acionamento inserida continua disponível.
Por que aparece um erro de margem de tensão?
A magnitude do acionamento deve ser maior que o VBE assumido. Caso contrário, não resta tensão positiva sobre o resistor para a corrente de base necessária. Confira a referência do emissor, a polaridade e as hipóteses de tensão; não compense inserindo uma resistência negativa.