BC547 / BC548 con 5V en la base, ¿no puede controlar 12V en el colector-emisor?

Navega tus respuestas
3

Para un proyecto Arduino necesitaba voltajes de 5V y 12V. Específicamente, para un IC necesitaba 5 V y necesitaba poder encenderlo y apagarlo usando un PIN de Arduino. Dado que la corriente dibujada por el IC podría exceder lo que se puede extraer de los pines Atmega328, y como no podía tolerar menos de 5 V, intenté usar el siguiente circuito.

Entonces, la idea era controlar la fuente de 12 V usando el transistor BC547 con la base controlada por un pin Arduino, y luego alimentar el emisor del transistor a una configuración estándar del regulador 7805 (con tamaños de tapa tomados de la hoja de datos del 7805) .

Sin embargo, el circuito no funciona como se esperaba. Solo veo 4.32 V en el emisor del transistor, no 12 V como esperaba. Puedo ver que la entrada a la base es de 5 V y, dada la resistencia 4K, debería haber una corriente considerable para la base (al menos para 100-200 de corriente de colector-emisor). Sin embargo, parece que el único voltaje que estoy viendo en el emisor es el mencionado 4.32 V, que parece ser solo el voltaje base menos una caída de voltaje. Cambiar la resistencia 4K a, por ejemplo, 800 ohm no cambió esto.

Entonces, ¿cuál es el problema aquí? ¿No es posible controlar 12V usando 5V en la base? Si es así, ¿de qué valores en la hoja de datos se puede derivar este hecho?

Intenté reemplazar el BC547 con un MOSFET 2N7000, y realmente funcionó y veo 11.3V en el emisor del transistor y 5V en el PIN de salida, como se esperaba. Pero no veo por qué el BC547 no pudo hacer el trabajo.

    
pregunta Morty

3 respuestas

9

El problema es que su transistor está conectado en la configuración de seguidor de emisor . La salida siempre será un poco menor que la entrada. El punto de un seguidor de emisor suele ser la ganancia de corriente, en realidad se obtiene una pequeña pérdida de voltaje.

Sería mejor usar un PNP para cambiar el voltaje al regulador, en lugar del NPN que se muestra:

Cuandolaseñaldigitalseaalta,elemisordeQ2seráaproximadamente700mVmenos,oaproximadamente4,3V.Estoharáquefluyan10mAatravésdeR1,lamayoríadeloscualesvendráatravésdelcolectordeQ2,quetambiénsignificaqueiráatravésdelabasedeQ1.R2essoloparagarantizarqueelQ1estaráapagadocuandoestéprevisto,apesardeunapequeñafugayquizásalgoderuidoenelsistema.

Nodijolacantidaddecorrientequenecesitaa5V,peroestodebeserconsiderado.LacorrientemáximaquepuedemanejarQ1serásucorrientebasemultiplicadaporsuganancia.Enesteejemplo,lacorrientedebaseesdeaproximadamente10mAcomoyasemuestra.Conunagananciade30,porejemplo,estaconfiguraciónpuedeadmitirhasta300mA.Sinecesitamáscorrientequeeso,entoncescambiarQ1aunDarlingtonounFETdecanalPprobablementeseráunamejorcompensaciónqueaumentarlacorrientebase.

Estecircuitoestádiseñadoparasersimpleytrabajarconunaampliagamadepiezas.Q2puedesercasicualquiertransistorNPNdepequeñaseñal.Q1podríaserunaPNPdejellybeansisolonecesitas100mAomenos.Delocontrario,unpequeñotransistordepotenciapuedesermejor.

Añadido:

Ahoradicequeelreguladorsolonecesitasuministrar30mAmáximoa5V.Enesecaso,Q1puedeserlamayoríadelostransistoresPNPdegelatina,comoun2N4403.Talespequeñostransistorestendránmásgananciaqueuntransistordepotencia.Calculequepuedecontarconunagananciade50comomínimo,porloquelacorrientebasesolodebeserde600µA.UnpardecorrientedebasedemAseríasuficienteparaponerQ1sólidamenteensaturación.EsopermitehacerR1másgrande,como2kΩ.Asíqueaquíestáelcircuitofinal:

    
respondido por el Olin Lathrop
4

Necesitas algo llamado circuito "Controlador del lado alto". Esto le permite controlar una fuente de alimentación de mayor voltaje desde una entrada de control de bajo voltaje.

Esto se puede hacer a partir de transistores bipolares o MOSFETS o una combinación de ambos. Mostraré una versión simple utilizando un par de MOSFET. Tenga en cuenta que la alta tensión que se está cambiando está limitada por la tensión máxima que se puede aplicar a la puerta del FET del lado alto. Pero lo hará con fines ilustrativos y se puede mejorar con los componentes adicionales necesarios para voltajes superiores al Vgs máximo permitido del FET superior.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

R2 se incluye solo como una precaución contra la oscilación del Q1, se debe montar lo más cerca posible del FET.

    
respondido por el Dwayne Reid
2

Como Dwayne ha dado un circuito de trabajo muy adecuado (+1 de mi parte) concentraré mi respuesta en por qué su circuito no funciona.

Has cometido tres errores básicos .

(1) Está utilizando el BC547 (transistor NPN) como un seguidor de emisor y no como un interruptor . Esto significa que el voltaje en el emisor siempre será aproximadamente 0.7V menor que el voltaje base. Si suministra una señal de base de 5 V, la salida no puede subir por encima de aproximadamente 4,3 voltios, sin importar cuánto reduzca el valor de resistencia de la base. Para cambiar de la línea positiva, use un transistor de tipo PNP o, preferiblemente, un MOSFET de canal P (vea la respuesta de Dwayne)

(2) Para que un 7805 funcione, debe tener una diferencia mínima de 2V entre entrada y salida. Hay otros reguladores que requieren menos (Low Drop Out o LDO). Incluso estos podrían no funcionar porque necesitan que la entrada sea más alta que la salida. Debe haber una caída de voltaje mínima en el dispositivo de conmutación. Los MOSFET son superiores a los BJT.

(3) Un 7805 (a diferencia de un 78L05) es capaz de una salida de 1A. Si su circuito hubiera logrado encender el regulador, habría frenado el transistor si se tomara una corriente mayor que unos pocos cientos de mA. El regulador. Asegúrese de que cualquier dispositivo que use para cambiar el regulador sea capaz de cambiar la corriente suficiente.

    
respondido por el JIm Dearden

Lea otras preguntas en las etiquetas

Elección del elemento de calefacción (resistencia de potencia) Señales seguras en el tiempo de arranque para evitar operaciones no deseadas