Datos de transistor para valores distintos de la hoja de datos

Si tiene un voltaje de suministro de 12VCC y sus LED están clasificados para un voltaje directo \ $ (V_F, no FB) \ $ de 3.3V con 325mA a través de ellos, entonces cada uno necesitará una resistencia de balasto en serie con un valor de:

$$ R_S = \ frac {V_S - (V_F + V_ {CE} (_ {SAT}))} {I_F} = \ frac {12V - 3.3V + 1V} {0.325A} \ approx 24 \ text { ohms.} $$

el balasto se debe conectar en serie entre el suministro, el LED y el colector TIP31, de esta forma:

Enuncircuitocomoeste,querráshacerfuncionareltransistorcontroladorensaturaciónparaquedisipesolounapequeñacantidaddeenergía,mientrasqueellastrehacelamayorpartedeltrabajo.

Parahacereso,esunaprácticacomúnejecutareltransistorconuna"beta forzada" de 10 al hacer que su corriente base sea del 10% de la corriente del colector, lo que forzará la saturación del transistor si su beta natural (Ic / Ib) es mayor que 10 con la corriente de carga a través del colector. En este caso, tenemos 325 mA en el colector, por lo que para obtener un beta forzado de alrededor de 10 tendremos que empujar unos 30 mA en la base.

Para hacer eso, vaya a la hoja de datos y anote el voltaje de saturación de la base al emisor con 325 mA en el colector, y luego seleccione la resistencia base de esta manera:

$$ R_B = \ frac {V2 - V_ {BE} (_ {SAT})} {0.1 \ veces I_C} = \ frac {12V - 1V} {0.033A} \ approx 330 \ text {ohms} $ $

El gráfico anterior muestra la corriente de colector de la corriente VS de la base para el circuito mostrado, y he compensado un poco la traza verde para mayor claridad.

En realidad, comienza a cero voltios al igual que la traza amarilla.

Finalmente, aquí está la lista de circuitos de LTspice para que pueda simular el circuito y tener una idea de qué es qué, si lo desea.

Si no tiene LTspice está disponible, gratis, aquí.

Version 4
SHEET 1 880 744
WIRE 352 112 -16 112
WIRE 352 176 352 112
WIRE 352 304 352 256
WIRE 352 400 352 368
WIRE 176 448 112 448
WIRE 288 448 256 448
WIRE -16 496 -16 112
WIRE 112 496 112 448
WIRE -16 624 -16 576
WIRE 112 624 112 576
WIRE 112 624 -16 624
WIRE 352 624 352 496
WIRE 352 624 112 624
WIRE -16 688 -16 624
FLAG -16 688 0
SYMBOL npn 288 400 R0
SYMATTR InstName Q1
SYMATTR Value 2SCR512P
SYMBOL LED 336 304 R0
SYMATTR InstName LED1
SYMATTR Value LXHL-BW02
SYMBOL res 336 160 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 24
SYMBOL voltage -16 480 R0
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 12
SYMBOL voltage 112 480 R0
WINDOW 3 24 96 Invisible 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value PULSE(0 12 1 1u 1u .5 1)
SYMBOL res 160 464 R270
WINDOW 0 64 56 VTop 2
WINDOW 3 64 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 330
TEXT -2 656 Left 2 !.tran 10

¿Están conectados los LEDs en paralelo o en serie? Suponiendo que los tres LED blancos están conectados en serie (usted dijo que el voltaje de realimentación es de 3.3 V), el transistor disipa 3.3v x 325mA = 1.07W; este vatio está calentando el transistor, pero un TIP31C puede manejar este vatio sin problemas.

El uso del transistor en la región activa es la razón porque el transistor se calienta; el transistor disipa el calentamiento que, de lo contrario, tendría que ser disipado en la resistencia de potencia.

Vce y Vbe no están directamente relacionados con hFE; TIP31 es un transistor bipolar, cuyo hFE es el resultado de la corriente de colector dividida por la corriente de base (hFE = iC / iB). Por cierto, Vbe debería ser invariable en aproximadamente 0.6v.

Si desea confirmar los datos de la hoja de datos, debe medir iC y iB. Una forma más fácil de medir la hFE es usar un multímetro con una medida de hFE.

Hiciste dos preguntas, que pueden responderse de forma independiente:

  

¿Tengo que hacer lo mismo otra vez cuando estoy haciendo otro proyecto?

Es difícil decir lo que tendrás que hacer en otro proyecto ...

  

o hay una manera de interpretar los datos que medí desde el transistor   hoja de datos.

Tomada la suya como una pregunta genérica, la respuesta es SÍ: todos los datos que alguien puede medir en un circuito siempre se pueden interpretar y confirmar en la hoja de datos del componente.

En el caso que dijo, si desea confirmar los datos de la hoja de datos, debe medir iC y iB, para calcular hFE.

Mi pregunta es que, dado que ninguno de los valores que he medido están en los gráficos, cuando esté haciendo un trabajo de diseño en el futuro, ¿tendré que medir los parámetros como lo hice aquí? O me he perdido cómo leer la hoja de datos correctamente.

• En primer lugar, dependiendo del nivel de precisión necesario en su "producto final", nunca es una mala idea "volver a verificar" el circuito & incluya el (los) elemento (s) ajustable (s) (las ollas son bastante baratas, especialmente cuando se comparan con la molestia de volver a trabajar). La hoja de datos debe proporcionar valores bastante confiables, pero cada componente tiene un cierto grado de "tolerancia", por lo que el rendimiento final rara vez se alinea perfectamente con el rendimiento "teórico ideal" sin ningún ajuste (al menos no para mí).

• En segundo lugar, si comprueba dos veces el gráfico de Hfe que publicó en su imagen, indica en la esquina superior derecha que los valores que se muestran en el gráfico son para un Vce de 4V. Debido a que su Vce medido en su circuito es de solo 2.19 V, no consideraría que su Hfe observado de 81.25 esté "fuera de especificaciones" en comparación con el valor de ~ 160 Hfe previsto a 325mA Ic en esa tabla.

  • Cálculo basado en una trans-resistencia "ideal" (es decir, suponiendo que el transistor tiene un Rce fijo, basado solo en Ib), multiplicé su Hfe observado = 81.25 @ 2.19Vce, por 4Vce / 2.19Vce, dio un ' Hfe ajustado de ~ 148.4. Teniendo en cuenta que mi estimación visual de la Hfe = 160 de la gráfica podría estar desactivada en +/- 10, consideraría que está realmente cerca.

Mi opinión personal:
Si desea crear un controlador de LED de "corriente constante" en el que la corriente esté controlada por un transistor, en lugar de usar una (s) resistencia (es) en serie, un FET está diseñado para controlar la Id basada en Vgs. Por lo tanto, aunque prefiero BJT para muchas cosas, un FET emparejado con un divisor de voltaje a través de la compuerta, generalmente sería más fácil de diseñar / ajustar para controlar su corriente a través de la carga.