Lectura de especificaciones de transistores y diodos

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Cualquier ayuda será muy apreciada. Esta puede ser una pregunta muy básica. He buscado la respuesta y no puedo encontrar una solución a mi problema. Actualmente estoy trabajando en un proyecto de investigación de la escuela. La idea es hacer y Arduino voltear un relé de 12v, solo para entender los conceptos básicos de EE. He podido adquirir un diagrama de circuito de la serie de videos Jeremy Blums en youtube. El problema es que no estoy seguro de cómo comprar dos partes del circuito. Específicamente el diodo y el transistor. A continuación se muestra el circuito.

Nomemalinterpreten,heencontradomuchostutorialesqueexplicanloquehacenestaspartes.SimplementenoentiendocómocalcularlasespecificacionesdadaslapalabreríadelaparteposteriordelpaquetedeestasdospartesdeRadioShack.Acontinuaciónsemuestraunacapturadepantalladeltransistor.

Y el diodo es:

No he logrado encontrar lo que Vceo, Vcbo, IC, Pd, fr, Hfe, Vce (sat) e Ic (max) representan y su papel en el cálculo del transistor. Así como voltaje (vz), corriente (iz) para el diodo.

Nuevamente, cualquier explicación o simplemente un enlace a un sitio en el que pueda leer sobre estas convenciones de nombres sería genial. Gracias de antemano por su ayuda, y me disculpo por mi ignorancia.

    
pregunta xMythicx

3 respuestas

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El 2N4401 funcionará bien en su circuito. Sin embargo, dejaría el condensador a través del relé. Casi cualquier diodo normal funcionará, pero el que tienes es inadecuado. Ese es un diodo Zener destinado a actuar como una referencia de voltaje. Usted quiere un diodo de silicio ordinario o posiblemente Schottky.

Para calcular las especificaciones mínimas requeridas, primero debe identificar el relé que desea usar. La hoja de datos del relé le indicará la corriente que requiere a 12 V. Eso le indica directamente la corriente que el transistor debe poder manejar. La mayoría de los relés pequeños de 12 V requieren 15-50 mA, lo que está dentro de la capacidad de un 2N4401.

También debe pensar en cuánta corriente de colector puede soportar el transistor para la corriente base que le está dando. Su boceto muestra una resistencia de base de 1 kΩ. Calcule la caída de B-E como 700 mV, que deja 4.3 V a través de la resistencia cuando se supone que el relé está activado. Eso significa que habrá 4.3 mA en la base. Se puede confiar en que la figura a 2N4001 tiene una ganancia de al menos 50. Sus especificaciones dicen 100-300 para Hfe, que es otra forma de decir ganancia, pero lo que publica es una instantánea de la hoja de datos. En cualquier caso, 4.3 mA por 50 es 215 mA, que es mucho más que lo que cualquier relé de 12 V "pequeño" razonable va a requerir, por lo que todo está bien allí.

El diodo debe poder tomar la corriente del relé en modo directo y bloquear al menos la tensión de alimentación en modo inverso. Un 1N4148 es un diodo de señal pequeña común que puede hacer esto. Por lo general, alcanzan alrededor de 50-75 mA (hay muchas variantes), pero de nuevo, eso es más de lo que requerirá un relé razonable.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Olin prácticamente lo ha resumido. Casi cualquier NPN funcionará en esta aplicación. El 2n4401 no es un transistor muy común, también tiene el "pinout europeo", con la base en el centro, el 2N3904 es mucho más común (en los EE. UU.), Mientras que el 2N2222 es popular, y el número de pieza es fácil recordar. Solo tenga en cuenta que algunos de los transistores de plástico, y casi todos los transistores más grandes y de montaje superficial tendrán el colector en el centro.

El 1N4148 es la opción obvia aquí (y si cambiara un relé / solenoide mucho más grande, entonces el 1N5819 es la opción obvia, pero obviamente necesitará un transistor / MOSFET más grande)

El condensador normalmente no iría a donde usted indicó, ¿posiblemente quiso conectar el extremo inferior a tierra? y debe indicar que su valor es inequívoco, parece que tiene "1mF". ¿Esto es 1000uF? (un condensador bastante grande, que normalmente no se escribe como mF, excepto en simuladores de circuitos) o se refería a 1uF o tal vez a 1nF? (En los viejos tiempos de las radios de válvulas, los condensadores a veces se marcaban con "MFD", que significa microfarad o UF)

    
respondido por el BobT
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Vaya, tu pregunta tenía dos frentes, está bien, te explicaré la vergüenza: Las especificaciones de los semiconductores suelen incluir, como mínimo, dos tipos de datos: Máximo absoluto y valores operativos. Los máximos absolutos son las "líneas rojas" de operación, en algún lugar sobre esto, la parte se autodestruirá. En muchas aplicaciones, es posible que no pueda alcanzar algunos de los límites máximos, ya que habrá superado a otro. Tenga en cuenta que todas las especificaciones que parecen "Vabc" son la tensión entre los dos terminales a y b cuando el otro terminal está en la condición c.

Vceo = V oltage c ollector para e mitter con b ase abierto Vcbo = Colector de voltaje a la base con el emisor abierto, fácil de medir con un comprobador de diodos Zener, pero ningún circuito real usa un transistor de esta manera. Tenga en cuenta que si corta la base en gnd y el emisor también está conectado a tierra, entonces la tensión máxima entre el colector y el emisor es numéricamente el valor Vcbo. Por lo tanto, cualquier circuito real como el suyo, con cierta resistencia en la pierna base tendrá un Vce efectivo en algún lugar entre el valor de 40v y 60v para un 2N4401. La importancia de Vceo es que la unión colector-base se comporta como un diodo Zener, y la corriente de fuga aumentará considerablemente cuando la tensión exceda un cierto valor. Esta corriente de fuga aumenta con la temperatura, por lo que lo que el fabricante le está diciendo es que, siempre que la tensión de alimentación sea < 40v, entonces nunca habrá suficiente corriente de fuga que fluya hacia la base para encender accidentalmente el transistor.

Cuando la tensión de alimentación exceda los 60v, la corriente de fuga a través de la unión del colector-emisor será suficiente para calentar la unión, incluso si corta la base a tierra.

Ic = corriente de colector, esto calienta el transistor y puede causar puntos calientes localizados. Ic es la corriente continua máxima, tenga en cuenta que las condiciones de prueba no se parecen en nada a la vida real, por lo que siempre asegúrese de que su valor sea inferior a la mitad de este.

Pd = disipación de potencia, este es el nivel de potencia que hará que la unión supere los 175C con el enfriamiento especificado aplicado al transistor, su circuito puede no tener las mismas condiciones, puede estar lleno, puede estar en un ambiente alto, así que planifique Sólo usando la mitad de esto. Tenga en cuenta que Pd está determinado por el paquete y no por su contenido, por lo que todos los dispositivos en un paquete TO92 tendrán el mismo Pd, incluso si es físicamente imposible obtener este nivel de potencia.

Ft es la frecuencia de transición, esta es la frecuencia a la que la ganancia de corriente del emisor común cae a la unidad. Por encima de esta frecuencia, un trozo de cable tiene más ganancia (corriente de emisor común). Entonces, por ejemplo, no usaría este transistor para circuitos que operan a más de 25 MHz. Su relé funciona en 5 ms, por lo que no hay problema.

Hfe Este es uno de los parámetros "H", asumiendo que el transistor es una caja negra con un par de cables entrando y otro saliendo. Así que su " H parámetro" " f hacia adelante" "común e mitter" así que ponga 1mA en la base, conecte a tierra el emisor y 100-300mA Aparece en el coleccionista. Tenga en cuenta que Hfe cambia con el punto de operación, por lo que nunca es un número fijo. Vce (sat) es el voltaje a través del transistor cuando está "encendido", probablemente a los 600 mA mencionados, este gves 600mA x 0.4V = 240mW, por lo que han llegado a Ic al trabajar hacia atrás desde la Pd. Vce (sat) también varía según el punto de operación.

ZENER: Vz : esta es la tensión a la que fluye 1 mA a través del zener, esto cambia ligeramente con la temperatura. Iz : la corriente de funcionamiento nominal (se reduce a medida que aumenta la tensión Zener) Pd : es 1W, todas las partes con este paquete tienen una clasificación de 1w, esto supone ciertas longitudes de cables, áreas de PCB, etc., los zeners estarán encantados de operar cerca de este valor, pero se pondrán muy, muy calientes, y Puede dañar las partes circundantes. Mejor ir por la mitad de este valor. Tenga en cuenta que multiplicar 20mA x 12v es solo de 240mW, pero encontrará que los zeners 10-20v serán de 20mA, y de 20v a 40v serán de 10mA, los fabricantes los agrupan en tablas. Los zeners siempre fallan en el cortocircuito, por lo tanto, opérelos sólo cerca de los límites si un cortocircuito no causa un fallo en cascada.

Impedancia térmica: no mencionada por usted, pero se ve en las hojas de datos. Básicamente, se necesita un cierto tiempo para que la unión se caliente, por lo que un pulso corto que exceda la calificación continua máxima puede aplicarse de manera segura en ciertas circunstancias. Entonces, por ejemplo, el transistor en su circuito tomará varios amperios para cargar el capacitor brevemente, no es un problema para un capacitor de 1nF, pero "brevemente" se vuelve demasiado largo para un capacitor de 1000uF. Es por eso que su esquema levantó las cejas de sus lectores.

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respondido por el BobT

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