Problem z zaprojektowaniem prostego układu z tranzystorem

[eppe]

Cześć! Zaprojektowałem załączony tu układ z tranzystorem BC548B. Założony prąd kolektora wynosi 30mA a zmierzony 15mA. Co może być tego przyczyną? (wszystkie wartości brane z noty katalogowej z wykresu 1) 

Edytowano Luty 13, 2022 przez eppe

[Hromosom]

Hej, problemem jest zbyt mały prąd bazy.
Tranzystor wedle noty katalogowej ma β równą  maksymalnie 450 (wartość typowa ok 300) w nocie katalogowej podpisany jako hFE 


Więc 50uA w najlepszym przypadku umożliwi przepływ 22,5 mA
 

[Hromosom]

W sumie warto dodać że projektowanie układu w oparciu o betę to na ogół zła praktyka więc najlepiej ustalać prąd za pomocą rezytora emiterowego a prądu do bazy dostarczać z zapasem (w Twoim przypadku ok 300uA powinno być ok 🙂 )

Edit: sprawdź jakie napięcie są w stanie wytrzymać twoje diody (często jest to 20 mA) prąd na emiterze (zaniedbując prąd bazy) jest taki sam jak kolektora więc 30 mA może je uszkodzić

Edytowano Luty 13, 2022 przez Hromosom

[bigos]

Hej,

Też jestem początkujący dlatego zastanówmy się nad tym razem.

Sprawdziłem notę katalogową Twojego tranzystora. Jego wzmocnienie (hfe )wynosi między 200 - 450. To dość duży rozrzut. Jeśli nie masz miernika, który precyzyjnie określi Ci wzmocnienie prądowe Twojego tranzystora, załóżmy średnią, która wynosi 325. Jeśli obliczyłeś, że na bazie tranzystora dostarczysz prąd wynoszący 50uA,to prąd kolektora zostanie wzmocniony 325 razy czyli wyniesie 0,016A.

Wygodnie jest zabrać się do tego odwrotnie. Zakładasz, że chcesz mieć na kolektorze 0,03A (choć to zbyt dużo dla diody LED). Dzielimy prąd kolektora przez 325 i dostajemy prąd jaki trzeba dostarczyć do bazy tranzystora:

 

Dla tranzystorów warto znać wzór:

Ic = Ib x β, gdzie β to właśnie wzmocnienie prądowe tranzystora, oznaczane w notach katalogowych często jako hfe

Ib = Ic/β

Ib = 0,030A/325 = 0,00009A

Teraz obliczasz jaki musisz użyć rezystor aby ograniczyć prąd bazy.

R = U/I

R = 5V - 0,7V/ 0,00009A 

R= 47k.

 

Na marginesie, nie utrudniaj sobie obliczanie rezystora dla kolektora i emitera. Zwróć uwagę, że gdy tranzystor się otworzy, to tak na prawdę masz 2 rezystory w układzie szeregowym. Po prostu oblicz jeden rezystor ograniczający prąd dla diody LED.

Obliczyłbym to tak:

R = U/I

R = (Uzas - Utranz - Udiody)/I

R = (5 - 0,25V - 2) / 0,030

R = 100 Ohm

Spadek napięcia na tranzystorze nie wyniesie aż 0,9V. Zerknij do noty katalogowej.

Jako natężenie prądu podstawiłem 0,03A tak jak Ty sobie to założyłeś, lecz dla czerwonej diody to poziom krytyczny i może się spalić. Lepiej podstawić te 0,020A a nawet mniej. Dioda LED nie potrzebuje wiele prądu by świecić. Znalazłem na ten temat bardzo fajny artykuł na forbot.pl: 

https://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482

Pozdrawiam!

 

Edytowano Luty 14, 2022 przez bigos

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[eppe]

35 minut temu, bigos napisał:

Hej,

Też jestem początkujący dlatego zastanówmy się nad tym razem.

Sprawdziłem notę katalogową Twojego tranzystora. Jego wzmocnienie (hfe )wynosi między 200 - 450. To dość duży rozrzut. Jeśli nie masz miernika, który precyzyjnie określi Ci wzmocnienie prądowe Twojego tranzystora, załóżmy średnią, która wynosi 325. Jeśli obliczyłeś, że na bazie tranzystora dostarczysz prąd wynoszący 50uA,to prąd kolektora zostanie wzmocniony 325 razy czyli wyniesie 0,016A.

Wygodnie jest zabrać się do tego odwrotnie. Zakładasz, że chcesz mieć na kolektorze 0,03A (choć to zbyt dużo dla diody LED). Dzielimy prąd kolektora przez 325 i dostajemy prąd jaki trzeba dostarczyć do bazy tranzystora:

Ic/325 = Ib

0,030A/325 = 0,00009A

Teraz obliczasz jaki musisz użyć rezystor aby ograniczyć prąd bazy.

R = U/I

R = 5V - 0,7V/ 0,00009A 

R= 47k.

 

Na marginesie, nie utrudniaj sobie obliczanie rezystora dla kolektora i emitera. Zwróć uwagę, że gdy tranzystor się otworzy, to tak na prawdę masz 2 rezystory w układzie szeregowym. Po prostu oblicz jeden rezystor ograniczający prąd dla diody LED.

Obliczyłbym to tak:

R = U/I

R = (Uzas - Utranz - Udiody)/I

R = (5 - 0,025V - 2) / 0,030

R = 100 Ohm

Spadek napięcia na tranzystorze nie wyniesie aż 0,9V. Zerknij do noty katalogowej.

Jako natężenie prądu podstawiłem 0,03A tak jak Ty sobie to założyłeś, lecz dla czerwonej diody to poziom krytyczny i może się spalić. Lepiej podstawić te 0,020A a nawet mniej. Dioda LED nie potrzebuje wiele prądu by świecić. Znalazłem na ten temat bardzo fajny artykuł na forbot.pl: 

https://forbot.pl/blog/jak-dobrac-rezystor-do-diody-rozne-metody-zasilania-led-id14482

Pozdrawiam!

 

Ok, ten rezystor Rd miał właśnie ograniczać prąd który dochodzi do diody do 20mA (taki oto pomysł). Mam źłe doświadczenia z obliczaniem układu z tranzystorem za pomocą baty ale tak to ma sens.😁

Edytowano Luty 13, 2022 przez eppe

[bigos]

12 minut temu, eppe napisał:

Ok, ten rezystor Rd miał właśnie ograniczać prąd który dochodzi do diody do 20mA (taki oto pomysł). Mam źłe doświadczenia z obliczaniem układu z tranzystorem za pomocą baty ale tak to ma sens.😁

Pamiętaj o uwzględnianiu spadku napięcia na diodzie w obliczeniach!

[eppe]

@bigos Był tam uwzględnieniony.

[eppe]

@bigos A co z innymi napięciami dla tranzystora? 

[eppe]

0,9V wziąłem z Collector-Emitter Saturation Voltage 

[bigos]

34 minuty temu, eppe napisał:

0,9V wziąłem z Collector-Emitter Saturation Voltage 

Ja też. 

[eppe]

10 minut temu, bigos napisał:

Ja też. 

Z jakiej firmy brałeś notę katalogową?

[bigos]

Z pierwszej lepszej. Sprawdź dokładnie czy masz tam 0,9V czy 0,09V bo to aż niemożliwe, żeby był taki spadek napięcia przy tak małym prądzie.

Edytowano Luty 13, 2022 przez bigos

[eppe]

Fairchild Semiconductor

[eppe]

@bigos

[bigos]

Kolego ćwiczymy zamianę jednostek. Pozdrawiam!