Determine la corriente base de saturación a partir de la hoja de datos del transistor NPN (¿o qué resistencia necesito para asegurar la saturación?)

Normalmente, el voltaje de saturación se especifica en Ic / Ib = 10, por lo que es garantizado . Algunos transistores lo tienen especificado en diferentes betas forzadas. Tenga en cuenta que no lo está calculando, lo está especificando como parte del diseño.

Si no está muy preocupado acerca de cómo "encendido" está el transistor, puede usar \ $ h_ {FE} \ $, que se define con \ $ V_ {VE} \ $ en 1.0Von esta hoja de datos. También es sensible a la temperatura, por lo que incluso si usa el número mínimo, debe tener en cuenta las variaciones de temperatura. Eso es no normalmente lo que quiere hacer cuando está utilizando el transistor como interruptor. Usted quiere que se encienda bien y bien, para que no cause un mal funcionamiento o se dañe.

Por lo general, es bastante seguro usar Ic / Ib = 20 (en un 2N3904, a, digamos 20mA, o un 2N4401 a 100mA) si no le importa un \ $ V_ {CE} \ $ ligeramente más alto que con Ic / Ib = 10. Si está usando un transistor más pobre o si está arriba cerca del extremo superior del rango actual, o puede que haga mucho frío, etc., es posible que tenga que ajustar esa regla general.

  

Mi pregunta es, ¿cómo hago para calcular \ $ I_ {B} (\ mathrm {sat}) \ $?

De la misma manera que haces para activo hacia adelante. Suponga que la unión b-e tiene 0.6 o 0.7 V, y deje que el circuito de polarización determine la corriente.

Si no hay ningún elemento limitador de corriente en el circuito de polarización,

$$ I_b = I_s \ exp \ left (\ frac {qV_ {be}} {nRT} -1 \ right) $$

Si vas a tu hoja de datos y miras la pág. 3, verá una sección llamada Características ON, y hay un campo para Vce (sat). Da 2 ejemplos, en ambos casos con una relación de colector / corriente base de 10. Asimismo, las figuras 2 y 3 muestran características de saturación, y en ambos casos la parte superior izquierda de la figura especifica una beta de 10. Beta también se llama hfe , y es (aproximadamente) la relación colector a corriente de base.

Puede encontrar una descripción rápida de lo que significa la saturación del transistor aquí enlace . No hay una regla estricta respecto a los niveles actuales que marcarán la transición de activo a saturación (varía según la corriente del colector y el transistor), pero la regla de oro es que una versión beta de 10 siempre lo llevará allí. De hecho, una versión beta de 10 generalmente te llevará a una saturación dura, donde pequeños cambios en la corriente base producirán pequeños cambios en Vce.

Entonces, la respuesta más detallada a su pregunta, teniendo en cuenta su información complementaria, es la siguiente: primero, calcule cuánta corriente necesita conducir: para un circuito TTL, necesita 1.6 mA por compuerta, o si está buscando en una resistencia de hasta 5 voltios es obviamente alrededor de 5 / R. Usted casi no puede ir mal con una unidad base 1/10 de su corriente de carga especificada. En su caso, una unidad base de 9 mA hará el truco. Puede hacer esto en TTL proporcionando una resistencia de extracción de aproximadamente 300 ohmios y una resistencia de unidad de base de aproximadamente 200 ohmios, y esto está (solo) dentro de las capacidades de salida de TTL. Tenga en cuenta que, a partir de la figura 2 de la hoja de datos, esto típicamente producirá un voltaje de saturación de ~ 0.15 voltios. Si puede vivir con un voltaje de salida ligeramente más alto, puede proporcionar un poco menos de unidad base, y extrapolar de la hoja de datos (siempre peligroso) su voltaje de salida en el peor de los casos con una combinación de 9 mA / 90 mA debería ser inferior a 0,4 voltios. / p>