Kako se koriste otpornici sa LED, Zener i tranzistor

Isprobajte Naš Instrument Za Uklanjanje Problema





U ovom postu saznajemo kako se upotrebljavaju otpornici tijekom projektiranja elektroničkih sklopova pomoću LED-a, zener-dioda ili tranzistora. Ovaj članak može biti vrlo koristan za nove hobiste koji se obično zbunjuju s vrijednostima otpornika koji se koriste za određenu komponentu i za željenu primjenu.

Što je otpornik

Otpor je pasivna elektronička komponenta koja bi u elektroničkom krugu mogla izgledati prilično neugodno u usporedbi s ostalim aktivnim i naprednim elektroničkim komponentama poput BJT-a, MOSFET-a, IC-a, LED-a itd.



Međutim, suprotno ovom osjećaju, otpornici su jedan od najvažnijih dijelova bilo kojeg elektroničkog sklopa i zamišljanje PCB-a bez otpornika može izgledati čudno i nemoguće.

Otpornici se u osnovi koriste za kontrolu napona i struje u krugu koji postaje vrlo važan za rad različitih aktivnih, sofisticiranih komponenata.



Na primjer, BJT poput BC547 ili sličnog možda će trebati pravilno izračunati otpor preko baze / emitora kako bi mogao funkcionirati optimalno i sigurno.

Ako se to ne slijedi, tranzistor može jednostavno puhnuti i oštetiti se.

Slično smo vidjeli kako otpornici postaju toliko bitni u krugovima koji uključuju IC kao što su 555 ili 741 itd.

U ovom ćemo članku naučiti kako izračunati i koristiti otpore u krugovima tijekom dizajniranja određene konfiguracije.

Kako se koriste otpornici za upravljanje tranzistorima (BJT).

Tranzistoru je potreban otpor preko baze i emitora, a to je jedan od najvažnijih odnosa između ove dvije komponente.

NPN tranzistoru (BJT) treba određena količina struje da teče od svoje baze do njegove emiterske šine ili zemaljske šine kako bi aktivirao (propustio) veću struju opterećenja od svog kolektora do svog emitora.

PNP tranzistoru (BJT) treba određena količina struje da teče od svog emitora ili pozitivne tračnice do svoje baze kako bi aktivirao (propustio) veću struju opterećenja od svog emitora do svog kolektora.

Da bi se struja opterećenja optimalno kontrolirala, BJT mora imati pravilno izračunati osnovni otpor.

Možda biste željeli vidjeti povezani primjerak članka za izrada pozornice vozača releja

Formula za izračunavanje osnovnog otpora BJT-a može se vidjeti u nastavku:

R = (Us - 0,6) .Hfe / struja opterećenja,

Gdje je R = osnovni otpor tranzistora,
Us = Izvor ili napon okidača na osnovnom otporu,
Hfe = Naponsko pojačanje tranzistora.

Gornja formula pružit će ispravnu vrijednost otpora za rad opterećenja kroz BJT u krugu.

Iako gornja formula može izgledati presudno i nužno za projektiranje sklopa pomoću BJT-a i otpornika, rezultati zapravo ne moraju biti toliko točni.

Na primjer, pretpostavimo da želimo pogoniti relej od 12 V pomoću tranzistora BC547, ako je radna struja releja oko 30 mA, iz gornje formule, osnovni otpor možemo izračunati kao:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 oma što je jednako 57K

Za gornju vrijednost moglo bi se pretpostaviti da je izuzetno optimalna za tranzistor, tako da će tranzistor upravljati relejem s maksimalnom učinkovitošću i bez rasipanja ili trošenja viška struje.

No praktično biste otkrili da zapravo bilo koja vrijednost između 10K i 60k dobro funkcionira za istu implementaciju, jedini rubni nedostatak je disipacija tranzistora koja je možda malo veća, može biti oko 5 do 10mA, što je apsolutno zanemarivo i nije važno na svi.

Gornji razgovor ukazuje na to da iako se može preporučiti izračunavanje vrijednosti tranzistora, ali to nije u potpunosti bitno, jer svaka razumna vrijednost može jednako dobro obaviti posao za vas.

Ali to bi moglo reći da u gornjem primjeru ako ste odabrali osnovni otpornik ispod 10K ili iznad 60k, tada bi zasigurno počeo uzrokovati neke štetne učinke na rezultate.

Ispod 10k tranzistor bi počeo postajati sve topliji i značajno bi se rasipao..a iznad 60K pronašli biste da relej mucne i ne pokreće se čvrsto.

Otpornici za pogon Mosfeta

U gornjem primjeru primijetili smo da tranzistor presudno ovisi o pristojno izračunatom otporu preko baze kako bi pravilno izvršio rad opterećenja.

To je zato što je baza tranzistora uređaj koji ovisi o struji, gdje je struja baze izravno proporcionalna njegovoj struji opterećenja kolektora.

Ako je struja opterećenja veća, osnovnu struju također će trebati proporcionalno povećati.

Suprotno tome, mosfets su potpuno različiti kupci. To su uređaji koji ovise o naponu, što znači da mosfet vrata ne ovise o struji, već o naponu za aktiviranje tereta preko odvoda i izvora.

Sve dok je napon na vratima veći od ili oko 9V, MOSFET će optimalno aktivirati opterećenje bez obzira na struju vrata, koja bi mogla biti niža od 1mA.

Zbog gore navedene značajke, mosfet otpornik vrata ne zahtijeva bitne izračune.

Međutim, otpor na MOSFET ulazu mora biti što je moguće niži, ali mnogo veći od nulte vrijednosti, koja je negdje između 10 i 50 oma.

Iako bi se mosfet i dalje ispravno aktivirao čak i ako na njegovu kapiju nije uveden otpor, strogo se preporučuje niska vrijednost za suzbijanje ili ograničavanje prolaznih pojava ili skokova preko vrata / izvora mosfet-a.

Korištenje otpornika s LED-om

Baš kao i BJT, upotreba otpornika sa LED diodom neophodna je i može se postići pomoću sljedeće formule:

R = (Napon napajanja - napon LED napona) / LED struja

Opet, rezultati formule su samo za postizanje apsolutno optimalnih rezultata od svjetline LED-a.

Na primjer, pretpostavimo da imamo LED sa specifikacijama od 3,3 V i 20 mA.

Želimo osvijetliti ovu LED diodu s napajanja od 12V.

Korištenje formule govori nam da:

R = 12 - 3,3 / 0,02 = 435 ohma

To implicira da bi za postizanje najučinkovitijih rezultata LED-a trebao biti otpor od 435 ohma.

Međutim, praktički biste otkrili da bi bilo koja vrijednost između 330 ohma i 1K dala zadovoljavajuće rezultate od LED diode, tako da je to gotovo malo iskustva i malo praktičnog znanja te biste lako mogli prijeći preko ovih prepreka čak i bez ikakvih izračuna.

Korištenje otpornika sa zener diodama

Često nam je neophodno uključiti stupanj zener diode u elektronički sklop, na primjer u opampove sklopove gdje se opamp koristi poput usporedbe i namjeravamo upotrijebiti zener diodu za fiksiranje referentnog napona na jednom od ulaza opamp.

Netko se može zapitati kako se može izračunati zener otpor ??

To uopće nije teško i potpuno je identično onome što smo učinili za LED u prethodnoj raspravi.

To je jednostavno koristiti sljedeću formulu:

R = (Napon napajanja - Zener napon) / struja opterećenja

Ne treba spominjati da su pravila i parametri identični kao što je implementirano za gornju LED diodu, neće se pojaviti kritični problemi ako je odabrani zener otpor malo manji ili znatno iznad izračunate vrijednosti.

Kako se koriste otpornici u opampovima

Općenito su sve IC dizajnirane s visokim specifikacijama ulazne impedancije i niskim specifikacijama izlazne impedance.

Znači, ulazi su dobro zaštićeni iznutra i ne ovise o struji za operativne parametre, ali suprotno tome, izlazi većine IC-a bit će ranjivi na struju i kratke spojeve.

Stoga izračunavanje otpora za ulaz IC može biti nimalo kritično, ali dok konfigurirate izlaz s opterećenjem, otpor može postati presudan i možda će ga trebati izračunati kako je objašnjeno u našim gornjim razgovorima.

Korištenje otpornika kao senzora struje

U gornjim primjerima, posebno za LeD-ove i BJT-ove, vidjeli smo kako se otpornici mogu konfigurirati kao ograničavači struje. Sada naučimo kako se otpornik može koristiti kao strujni senzor:

Isto možete naučiti i u ovom primjeru članka koji objašnjava kako izraditi trenutne senzorske module

Prema omskom zakonu kada se prolazi struja kroz otpornik, na njemu se razvija proporcionalna količina potencijalne razlike koja se može izračunati pomoću sljedeće ohmske formule:

V = RxI, gdje je V napon razvijen na otporniku, R je otpor u ohmima, a I struja koja prolazi kroz otpor u amperima.

Recimo, na primjer, struja od 1 amp prolazi kroz otpor od 2 ohma, a rješavanje ovoga u gornjoj formuli daje:

V = 2x1 = 2 V,

Ako se struja smanji na 0,5 ampera, tada

V = 2x0,5 = 1 V

Gornji izrazi pokazuju kako se razlika potencijala na otporniku linearno i proporcionalno mijenja kao odgovor na protok struje kroz njega.

Ovo svojstvo otpornika učinkovito se primjenjuje u svim krugovima za mjerenje struje ili strujnu zaštitu.

Možete vidjeti sljedeće primjere za proučavanje gornje značajke otpornika, svi ovi dizajni koriste izračunat otpornik za otkrivanje željene razine struje za određene primjene.

Univerzalni krug za ograničenje struje LED-a visokog vata - konstantan ...

Jeftini strujni krug punjača baterije od 12 volti ...

LM317 kao regulator promjenjivog napona i promjenjivi ...

Krug upravljačkog sklopa laserske diode - kontrolirano strujom | Domaće ...

Napravite konstantnu struju LED reflektora od sto vata ...

Korištenje otpornika kao potencijalnog razdjelnika

Do sada smo vidjeli kako se otpornici mogu primijeniti u krugovima za ograničavanje struje, sada istražimo kako se otpornici mogu ožičiti za postizanje bilo koje željene razine napona u krugu.

Mnogi krugovi zahtijevaju precizne razine napona na određenim točkama koje postaju presudne reference za sklop za izvršavanje predviđenih funkcija.


Za takve se primjene izračunati otpornici koriste u seriji za određivanje preciznih razina napona koje se nazivaju i potencijalne razlike prema zahtjevu sklopa. Željeni naponski naponi postižu se na spoju dvaju odabranih otpornika (vidi gornju sliku).

Otpornici koji se koriste za određivanje određene razine napona nazivaju se potencijalnim razdjelnim mrežama.

Formula za pronalaženje otpornika i referentnih napona može se vidjeti u nastavku, premda se to može jednostavno postići pomoću unaprijed postavljene vrijednosti ili lonca i mjerenjem središnjeg napona elektrode pomoću DMM-a.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Imate li dodatnih pitanja? Molimo vas da svoje komentare zabilježite u svojim komentarima.




Prethodno: Krug indikatora struje akumulatora - Isključeno punjenje pokrenuto strujom Dalje: LED krug kočionih svjetala za motocikl i automobil