¿Cómo seleccionar los valores de resistencia para un amplificador de corriente?

  

Estoy usando 5 V en el pin "Trigger", por lo que 1 kOhm en la base proporcionaría ~ 4.4 mA. Amplificar esto me llevaría a ~ 264 mA (con Hfe = 60). Ahora, pasar por el PNP amplificaría esta corriente nuevamente a un valor ridículamente alto.

Su fórmula de ganancia actual solo funciona por debajo de la saturación del transistor. Una vez saturada, la corriente que fluye depende del límite establecido por los componentes externos. Dado que R36 es 1k, la corriente máxima que puede obtener a través de Q2 es \ $ \ frac {V_ {IN}} {1k} \ $. por ejemplo, para un suministro de 12 V no puede obtener más de 12 mA a Q2.

De manera similar, para Q3, la mayor cantidad de coleccionistas que puede tener es \ $ \ frac {V_ {IN}} {R_ {23}} \ $.

  

¿Cuál es la forma correcta de encontrar estos valores de resistencia?

Comienza al final y vuelve a trabajar.

• Supongamos que C25 y C11 se cargan a Vin y que el voltaje de activación de SCR es bajo en relación a Vin.
• Con Q3 en el disco duro podemos calcular R23 usando \ $ R_ {23} = \ frac {V_ {IN}} {I_ {TRIG}} = \ frac {V_ {IN}} {0.2} \ $.
• La corriente de base mínima para activar el Q3 es \ $ \ frac {I_C} {h_ {fe}} = \ frac {0.2} {60} = 3.3 ~ mA \ $. Debe incluir un buen factor de seguridad aquí para cubrir la variación en los transistores, la tolerancia de las resistencias, etc. Como se mencionó anteriormente, la corriente máxima viene dada por R36 y, dado que es un valor razonable (12 mA en nuestro cálculo de ejemplo), vamos con que.
• Ahora necesitamos llevar Q2 a saturación para que R27 pueda calcularse de la misma manera. La mayoría de nosotros no nos molestamos y corremos de 1 a 5 mA a través de la base para asegurarnos de encenderla con fuerza. (Si fuera un circuito de batería, podría pensar de manera diferente).

Precaución

Está cargando C25 y C11 a través de R28, 10k. La constante de tiempo de carga \ $ \ tau = RC = 10k \ veces 20u = 200 ~ ms \ $. Si emite pulsos frecuentes o largos en el SCR, el voltaje en los condensadores caerá y su circuito puede dejar de funcionar hasta que le dé un descanso.

Véase también mi respuesta a Cómo calcular corrientes y voltajes con transistores circuito donde el OP estaba teniendo la misma confusión.

Este no es un circuito muy bueno (aunque puede parecer uno).

Suponiendo que su Vin es algo así como 12V, su corriente estará limitada por la ganancia del transistor, por lo que es altamente variable con las variaciones de unidad a unidad y de temperatura, y es probable que supere la corriente máxima o SOA (Área de operación segura) de Q3. Idealmente, debería operar los transistores en saturación o en algún Vce / Ic que esté controlado (en un primer orden) por el diseño del circuito, no por los parámetros del transistor. Esto se puede lograr ya sea aumentando R23 o agregando un transistor y una resistencia para robar la corriente de base de Q2 (para convertirla en una fuente de corriente constante de tipo).

Luego puede operar Q2 bien en saturación (con Ic / Ib entre 10 y 20) y saturar Q3 (con un valor más alto R23) u operarlo con una corriente de colector razonablemente controlada de (por ejemplo) unos pocos cientos de mA. La corriente máxima de disparo del tiristor es de 280 mA a baja temperatura. El tipo de fuente de corriente que sugiero aumenta a baja temperatura, por lo que está bien.

Algo como esto:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Las Rs estarían alrededor de Vbe / 0.3A, así que alrededor de 2 \ $ \ Omega \ $, lo que establece la corriente de la puerta. El R2 debe permitir una corriente de base de aproximadamente 15-30 mA al final del pulso de la puerta (cuando el voltaje del capacitor ha caído). Y R3 debería resultar en un par de mA de corriente base para Q2 cuando la entrada es alta.

Para los tiristores de corriente relativamente altos, es mejor si obtienen un pulso de disparo claramente adecuado, tanto en magnitud como en duración. "Hacer cosquillas en la cola del dragón" con pulsos inadecuados puede llevar a la aglomeración actual en la muerte del tiristor y una desafortunada desaparición temprana.

El truco para descubrir el circuito es darse cuenta de que no desea utilizar los transistores como "amplificadores de corriente" en el sentido habitual. Lo que quieres hacer es usarlos como interruptores.

Comienza con el PNP. Con una fuente de alimentación de 12 voltios y un par de tapas totalmente cargadas, digamos que podemos activar Q3 para que el voltaje sea muy bajo, unas pocas décimas de voltio. Esto se llama estar en saturación, y la regla de oro es que la saturación se producirá de manera confiable con ganancias de corriente de 10 a 20, como Spehro ha respondido. Seamos conservadores y asumamos una ganancia de 10.

Calculando una caída de aproximadamente 2 voltios a través de la compuerta SCR y Q3, deja 10 voltios a través de R23, lo que sugiere que 50 ohmios serían correctos para producir 200 mA a través de la compuerta. Esto a su vez establece 20 mA como una corriente base para Q3. (Ganancia de 10, ¿recuerdas?)

El mismo deseo de operar en saturación se aplica a Q2, y por lo tanto, la caída de voltaje en R36 será del orden de 11 voltios. Es decir, 12 voltios menos 0.7 voltios Vbe (Q3) y menos 0.2 voltios Vce (Q2). 11 voltios está lo suficientemente cerca. Por lo tanto, R36 debe ser de aproximadamente 11 voltios / .02 A, o aproximadamente 560 ohmios.

Finalmente, dado que Q2 está funcionando con una ganancia de 10 y una corriente de colector de 20 mA, la corriente de base debe ser de 2 mA. R27 debería ser de unos 2k.

Si todo esto parece bastante impreciso, lo es. No hay necesidad de alta precisión dado el rango relativamente grande de ganancias de corriente asociadas con la saturación de un transistor. El uso de una estimación conservadora de una ganancia de 10 permite cálculos muy aproximados para realizar el trabajo. Y como no hay altos voltajes ni corrientes involucradas, la posibilidad de que números aproximados produzcan valores de componentes no óptimos simplemente no conlleva una gran penalización.

También notará que este enfoque es mejor que tratar de ajustar los niveles actuales a través de la ganancia del transistor en lugar de los valores de resistencia. Hay una muy buena razón para esto. Si intenta operar los transistores de forma lineal, en principio podría eliminar R36 y R23, lo que podría parecer una buena opción. No es. Los transistores individuales tendrán una amplia gama de ganancias, por lo que tendría que seleccionar sus transistores para obtener el funcionamiento adecuado. Y luego tendría que lidiar con el hecho de que las ganancias de los transistores generalmente variarán con la temperatura, por lo que todo su cálculo y selección no garantizarían un funcionamiento adecuado en diferentes entornos.