resistencia en transistor npn, led funciona, fan no

No creo que tu PNP desconocido en un circuito desconocido tenga nada que ver con esto.

No calculó el valor del resistor base, solo lo adivinó o copió, y es demasiado alto para que el transistor no se encienda completamente. Tal vez el transistor esté conectado correctamente o tal vez esté conectado al revés y, por lo tanto, tenga una ganancia inferior a la normal, no hay forma de saber de la información que proporciona. Puedo decir que parece estar conectado al revés si en realidad es un BC547 que tiene un orden de pines C-B-E.

Reemplazarlo por un corto significa que la base está obteniendo una corriente desconocida del RPi GPIO virtualmente en cortocircuito, probablemente decenas de mA. Así funciona, pero el RPi GPIO está siendo abusado.

También debe tener un diodo a través del ventilador.

Editar:

Gracias por publicar el esquema, sin embargo, generalmente es mejor agregar en lugar de editar la información que mantiene las respuestas existentes coherentes.

De acuerdo con el esquema, su transistor NPN se está utilizando en modo inverso. Tendrá una ganancia de corriente muy baja en ese modo, tal vez 5 o 10. Por lo tanto, necesita suministrar una corriente de base excesiva para que se encienda. Intercambiar emisor y coleccionista. Y un diodo (con polarización inversa) a través de una carga inductiva suele ser una buena idea.

Aquí hay un esquema que ilustra lo que está sucediendo y dónde debería ir el diodo:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El circuito de la izquierda es lo que tienes: el transistor está al revés y funciona de manera similar al circuito de la mano derecha, pero la ganancia de corriente es de aproximadamente 7.5.

El circuito de la derecha tiene el transistor saturado y la corriente está cerca de los 100 mA si el transistor estaba muy corto.

En general, debe reducir la resistencia de base si la corriente de carga es superior a aproximadamente 50 mA. Para un ventilador de 100 mA puede usar 470 ohmios. Eso es usar una beta forzada de 20. La unión del emisor de base se parece a un diodo, por lo que se trata de una caída de 0.7V. La corriente base es (Vout-0.7) / Rbase. Por lo tanto, puede calcular fácilmente el valor de resistencia aproximado adecuado con aritmética simple.

En su caso, sin la resistencia, está forzando que el voltaje de salida sea aproximadamente 0.7 o 0.8V y la corriente estará por encima de los valores nominales para el RPi.

Para comprender el comportamiento de su circuito, necesita saber qué hace un transistor. Un transistor bipolar es básicamente un amplificador de corriente . Eso significa que una pequeña corriente (que va de la Base al Emisor) puede cambiar una corriente mucho más grande (que va del Colector al Emisor).

Para un BC547 la cifra de amplificación de corriente típica (a 100 mA de corriente del colector) es 120, por lo que Para cambiar a 100 mA, la Base necesita al menos 0.83mA (posiblemente un poco más si su transistor en particular tiene menos de la ganancia típica).

Pero solo ser capaz de pasar la corriente no es suficiente. Para asegurar que la carga reciba suficiente voltaje para operar, el transistor también debe tener una baja caída de voltaje a esa corriente. Aquí se muestra un gráfico de la hoja de datos del BC549, que muestra el voltaje típico del colector-emisor frente a la corriente de base a varias corrientes del colector: -

Si la corriente de la base se reduce por debajo de la cantidad requerida para cambiar la corriente deseada del colector, entonces el voltaje del colector-emisor aumenta considerablemente, dejando un voltaje insuficiente para operar la carga. También hay una caída de voltaje mínima que no se puede reducir al aumentar la corriente de la base, llamada 'voltaje de saturación'. Por ejemplo, si la carga consume 100 mA, la caída de voltaje mínima que se puede obtener es de 0,4 V, lo que requiere una corriente de Base de al menos 6mA.

¿Pero por qué funcionó el LED cuando el ventilador no lo hizo? Presumiblemente porque el ventilador necesitaba más corriente que el LED, y la corriente de la Base era suficiente para cambiar el LED de corriente inferior pero no el ventilador de mayor corriente. La razón por la que funcionó sin la resistencia de la Base se vuelve obvia: la resistencia limitaba la cantidad de corriente que entraba en la Base. Sin la resistencia, la corriente de la base solo estaba limitada por los circuitos internos del puerto de E / S de la Pi.

El límite de corriente predeterminado en las salidas Pi GPIO es 8mA, que debería ser suficiente para cambiar 100mA a través de un típico BC549. Con una resistencia de 1 k, la corriente de la base sería inferior a 3 mA, lo que podría no ser suficiente (especialmente si su ventilador necesita más de 100 mA para arrancar).

Si el transistor se instalara al revés (se intercambiaron el colector y el emisor), tendría una ganancia de corriente muy baja y, por lo tanto, no funcionaría con nada que necesitara más de unos pocos miliamperios.

Un BJT tiene una corriente de base para la mejora del colector de aproximadamente 100 (hfe o \ $ \ beta \ $) en general. Necesitas suficiente corriente de base para encender el ventilador. Una resistencia de 1 k es demasiado alta, el \ $ V_ {BE} \ $ es de aproximadamente 0,7 voltios. Un ventilador típico necesita alrededor de 1 A para arrancar y, por lo tanto, necesitamos al menos 10 mA de corriente base. lo que significa una resistencia de (3.3-0.7) /0.01= 260 ohmios máximo.

Sin embargo, un LED solo necesita 20 mA para funcionar = > incluso un (3.3-0.7) / 2e-4, es decir, incluso una resistencia de hasta 10 kilo ohmios encenderá un LED.

El siguiente diagrama muestra la imagen completa de un motor de bobinado de 5 ohmios.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}