Cálculo / configuración del modo de operación BJT

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Estoy intentando hacer un transmisor de infrarrojos y tengo la siguiente configuración:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Estaba pensando en este circuito, porque quiero correr a través del LED ~ 700mA con una salida de 20mA del microcontrolador. Y poner R2 en el colector significaría una gran cantidad de energía desperdiciada por R2, haciendo esto espero minimizar eso.

Sin embargo, el problema es que quiero poner el BJT en modo de operación de saturación utilizando esta configuración. Encontré esta tabla en wikipedia, que muestra qué voltajes deben aplicarse a qué contant para diferentes modos de operación:

Puedo entender la tabla, pero tengo problemas para calcular los valores de la resistencia. Esto es lo que sé (para la saturación):

  • el colector Q1 actual \ $ I_c = 700mA \ $
  • caída de tensión D1 \ $ V_f = 1.4V \ $
  • Q1 CE caída de voltaje \ $ V_ {CE} = 0.3V \ $
  • Q1 BE caída de voltaje \ $ V_ {BE} = 0.95V \ $

Utilizando estos valores, ¿cómo puedo calcular las resistencias necesarias para poner el transistor en modo de operación de saturación?

¿Podría proporcionar más detalles generales sobre los cálculos, que podrían funcionar para cualquier modo de operación?

    
pregunta Golaž

2 respuestas

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Está utilizando la topología incorrecta para lo que está tratando de lograr. Aquí hay un mejor circuito:

Primero, resolvemos R2. Esto es lo que establece la corriente LED. Quieres 700 mA. D1 cae 1.4 V, y digamos que el transistor se satura a 300 mV. Eso deja 3.3 V a través de la resistencia. (3.3 V) / (700 mA) = 4.7. Tenga en cuenta que esta resistencia se disipará (3.3 V) (700 mA) = 2.3 W.

Ahora para la resistencia de base. Necesita una corriente de colector de 700 mA, por lo que necesita al menos eso dividido por la ganancia del transistor como la corriente base. Digamos que la ganancia mínima garantizada del transistor a 700 mA es 50. (700 mA) / 50 = 14 mA corriente de base mínima requerida. Calcule que la caída de B-E será de 750 mV, por lo que deja 4.25 V a través de R1. (4.25 V) / (14 mA) = 304. Así que el mayor valor común que garantiza todo lo que está dentro de las especificaciones es 270 Ω.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Estoy de acuerdo con Olin en la mejor configuración de transistores, pero habiendo hecho exactamente lo que has hecho tantas veces, te animo a que consideres un circuito MOSFET esta vez, a menos que el BJT sea un requisito absoluto. Honestamente, he usado los BJT para todo lo relacionado con el cambio, por simplicidad, familiaridad y con un gran excedente de ellos. Pero he llegado a ver que los MOSFET son a menudo una opción mucho mejor, (en parte gracias a @OlinLathrop) y generalmente también son muy baratos. Mira este ejemplo, que es similar a lo que estás haciendo.

LarazónporlaqueloharíaconunMOSFETahoraesporque,comousted,queríaponereltransistorBJTensaturaciónprofundaparaquesecomportealmáximocomouninterruptor,paraminimizarladisipación.Peroelhechoesque,enestecaso,eltransistoraúntendráquedisiparalmenos1/2vatioomás,yesosuponequesuciclodetrabajodeondacuadradaesdel50%.Sielcalorolaeficienciasonunapreocupaciónparausted,unMOSFETseráunaopciónmuchomejor.AquíhayunpequeñoMOSFETdecanalN(enrealidadllamadohexfet)enmouser.com,unIRLML6246.Puedeserunaexageraciónparasuaplicación,perosoloconsiderecómoestepequeñodispositivode50¢puedecambiarhasta4amperiosparausted,conuna"resistencia de resistencia" tan baja que disiparía solo 28 milivatios en su aplicación.

La otra consideración es que no veo que mencionó la frecuencia del variador, lo cual será una consideración independientemente de si usa un FET o un BJT, y si le importa cómo los armónicos van más allá de la frecuencia fundamental. Para ese FET en particular que mencioné, el tiempo de retardo de encendido es de aproximadamente 4 nS, y el apagado es de 11 nS. Agregando esos y tomando el recipricol, eso debería hacer que este FET sea bueno a por lo menos 60kHz. (podría acelerar el tiempo de apagado con una menor resistencia de la fuente de la puerta).

    
respondido por el Randy

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