¡No puedo saturar mi transistor NPN!
Aquí está mi circuito:
El Vce está alrededor de 1.7 V, que está muy por encima del Vce de saturación de 0.3, lo que significa que debo estar en modo lineal, ¿no?
No importa qué valor de resistencia intente para Rb, el Vce no cambia.
Mis LED son súper brillantes, 2.4v, 20 mA
Algunos cálculos básicos:
La corriente a través de Rled, asumiendo que el transistor está completamente saturado: $$ I_R = \ frac {3.7V - 2.4V - 0.3V} {39 \ Omega} = 25.6 mA $$
Mirando una hoja de datos 2N3904 , definen la saturación como el punto hfe = 10.
Así: $$ I_b = 2.56 mA $$
Esto significa que su microcontrolador necesita una señal de control de: $$ V_m = 0.65V + I_b \ cdot 3.9 k \ Omega = 10.65V $$
No ha especificado cuál es el suministro de voltaje de su microcontrolador, pero estoy dispuesto a apostar que es de 5 V o menos. Para solucionar este problema, baje el valor de Rb o aumente el valor de Rled.
Suponga \ $ V_m = 3.7V \ $ y no desea cambiar Rled: $$ R_b = \ frac {V_m - 0.65V} {I_b} = 1189.5 \ Omega $$ Así que elige \ $ R_b < 1.19 k \ Omega \ $ para saturar el transistor.
Otro tema preocupante:
Tener los 2 LED en paralelo como usted tiene implica que los LED tienen una caída de voltaje muy adecuada. ¡Usualmente este no es el caso! En la práctica, obtendrá un flujo de corriente asimétrica, donde un LED podría tener una corriente significativamente mayor que la otra. Realmente deberías tener resistencias de límite de corriente de diodo separadas si pretendes cablear D1 y D2 en paralelo.
Si los LED que está utilizando tienen una caída de tensión directa de 2.4 voltios a una corriente de 20 mA, entonces no saturará esa NPN en primer lugar, aunque eso está bien en esta situación. Usted tiene otro problema en otra parte, ya que el voltaje en su transistor es de 1.7 voltios, pero no se proporciona información para decir definitivamente cuál es. Además, intente que su circuito funcione con un LED primero.
Con respecto a la saturación: Digamos que tienes la configuración de abajo. Digamos que está conduciendo Q1 de manera que Ic = 20mA. El voltaje en Q1 será Vce = Vin - R1 * Ic - Vd1 = 3.7 - 39 * .02 - 2.4 = 0.52 V. Para averiguar cómo hacer Ic = 20mA, debe averiguar la ganancia de corriente DC. De acuerdo con la hoja de datos, el mínimo es 100 con Ic a 10 mA y 60 con Ic a 50mA. Asumamos que la ganancia actual es 60. Entonces, Ib = Ic / hfe = 20 mA / 60 = .33 mA. Di tus micro salidas 3.3V cuando el nivel lógico es alto. Desea averiguar R2, así que use Ib = (Vin - Vbe) / R2 para obtener R2 = (Vin - Vbe) / Ib. La hoja de datos dice que el Vbe máximo estará alrededor de 0.85 V ya que el Ib será inferior a 1 mA. Por lo tanto, R2 = (3.3 - .85) / 0.00033 = 7.4kohms. La potencia disipada en Q1 será P = Vbe * Ib + Vce * Ic = .85 * .00033 + .52 * .02 = 11 mW, que es mucho menor que el máximo absoluto de 625mW.
Intente desconectar la entrada y coloque 3.7 v en la resistencia base para ver si eso lo enciende. Asegúrese de que los leds funcionen sin el transistor primero. No veo por qué no funcionaría. Debe ser algo simple.
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