Расчёт базового резистора для ключа

Чтобы транзистор вошёл в насыщение, тока базы берут с запасом в 2–3 раза: I_б = k·I_к/h21э. Пусть нагрузка тянет 100 мА, h21э = 100, запас k = 3: I_б = 3·0,1/100 = 3 мА. Резистор считают так: R_б = (U_упр − U_бэ)/I_б = (5 − 0,7)/0,003 ≈ 1,4 кОм. Берём 1,5 кОм из ряда.

Что на схеме

Прочее

• an-dc — ps, 12 В
• an-dc — drv, 5 В
• an-resistor — rb, 1500 Ом
• an-npn — q1
• an-resistor — rl, 120 Ом
• an-ammeter — pa
• an-gnd — gnd

Как соединено

Соединений на схеме: 8. Цепь считается от общей точки — земли: потенциалы всех узлов отсчитываются от неё. Направление тока задаёт полярность деталей, и у диода, электролита и транзистора она своя: перепутать выводы здесь значит получить другую схему, а не ту же самую наоборот.

Что попробовать

1. Прежде чем нажимать «Запустить», ответьте себе: Нагрузка 120 Ом, питание 12 В, транзистор в насыщении. Какой ток? Варианты: 10 мА; 100 мА; 1 А.
2. Запустите: транзистор в насыщении, на нём меньше трёх десятых вольта, ток нагрузки около 100 мА.
3. Увеличьте базовый резистор до 47 кОм: тока базы не хватит, транзистор выйдет из насыщения и начнёт греться.
4. Правило: в ключевом режиме базу «переоткрывают» нарочно, потому что h21э у разных экземпляров отличается втрое.

Что модель считает, а что нет

Схема считается во времени: каждый шаг — двадцать микросекунд, и заряд конденсатора, ток в катушке и состояние перехода переходят из шага в шаг. Отсюда берутся кривая заряда, форма выпрямленного напряжения и пульсации после фильтра — их нельзя получить расчётом установившегося режима.

Полупроводники описаны уравнениями, а не таблицами: диод — формулой Шокли, биполярный транзистор — моделью Эберса-Молла с поправкой Эрли, полевой — квадратичной. Поэтому падение на диоде растёт с током, а режимы транзистора получаются сами, а не задаются. Не считаются нагрев деталей и его влияние на параметры, ёмкости переходов и всё, что происходит выше единиц мегагерц.

Смотрите также

• Закон Ома: ток, который можно посчитать заранее — Источник, резистор и амперметр — всё. Прежде чем нажимать «Запустить», посчитайте: двенадцать вольт делить на тысячу ом…
• Перегрузка: почему у резистора есть мощность — Тот же закон Ома, но резистор взят на сто ом. Ток вырос до 120 мА, и на четвертьваттном резисторе рассеивается полтора в…
• Последовательное соединение: сопротивления складываются — При последовательном включении через все резисторы идёт один и тот же ток, а напряжения на них складываются: R = R₁ + R₂…
• Параллельное соединение: складываются проводимости — При параллельном включении на всех резисторах одно напряжение, а токи складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂. Для двух резистор…
• Смешанное соединение: считаем от дальнего конца — Схему разбирают с конца: сначала складывают параллельные ветви, потом последовательные. Здесь R₂ ∥ R₃ = 1000·1000/2000 =…
• Первый закон Кирхгофа: сколько втекло, столько и вытекло — В любом узле сумма втекающих токов равна сумме вытекающих: ΣI = 0. Здесь ток источника разветвляется на три: I = I₁ + I₂…

← Все примеры галереи