Tiene una carga en la que desea \ $ 3.3V_ {DC} \ $ y una conformidad actual de hasta \ $ 500mA \ $. El diseño es lineal y obtiene su poder de una fuente de \ $ 12V_ {DC} \ $. No me queda claro (porque me he perdido de leerlo, o por otras razones) si se trata de una batería de plomo que funciona en un automóvil o una fuente de alimentación de laboratorio en un banco. Tiene algunas preguntas sobre \ $ V_ {BE} \ $ en función de la temperatura y su impacto en el circuito que está considerando. Tienes un PNP BJT muy caliente. Tienes BJTs, no MOSFETs. Actualmente está utilizando un divisor de resistencia para establecer el voltaje de salida.
Permítame comenzar simplemente pensando en voz alta sobre el diseño que ya muestra. \ $ Q_2 \ $ abastecerá la mayor parte de la corriente. Afortunadamente, no funciona saturado, como \ $ V_ {CE} > 1V \ $. Por lo tanto, puede esperar \ $ \ beta \ ge \ ge \ \ $ para el PNP y una corriente base razonable. Desafortunadamente, no está funcionando saturado, con \ $ V_ {CE} > 8V \ $, por lo que se disipa como un loco, probablemente en más de 4W. Eso es probablemente más de lo que un paquete TO220 hará bien en el aire. Así que ese es un problema identificado. Recuérdalo para más tarde. \ $ Q_1 \ $ solo proporciona corriente base a \ $ Q_2 \ $. Es probable que sea \ $ I_ {C_ {Q1}} < 10mA \ $. Y, afortunadamente, \ $ Q_1 \ $ tampoco funciona saturado, por lo que, una vez más, puede esperar \ $ \ beta \ ge 80 \ $ para el NPN y una corriente base muy razonable que probablemente sea \ $ I_ {B_ {Q_1}} \ le 150 \ mu A \ $. No es una corriente de carga mala extraída de algo que establece el voltaje (divisor de resistencia). Pero esto se refleja en su divisor de resistencia, si tiene la intención de mantenerlo, en términos de rigidez y debe considerar cuidadosamente las implicaciones. (También podría considerar un Zener aquí, por supuesto. Pero me quedo con su divisor de resistencia).
Así que vamos a dibujar un diseño e ignorar los problemas de calefacción por ahora. Harías algo como esto:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Bueno, hay una idea aproximada. Puedes ver mucho poder en el PNP BJT.
Ahora, no tienes que quemar toda esa energía en el PNP. Puedes distribuirlo en otro lugar, si quieres. Tiene que ser quemado en alguna parte. Pero puedes insertar una resistencia. Resulta que un lugar fácil estaría en el tramo colector del PNP (el \ $ V_ {CE_ {Q_1}} \ $ permanece igual entonces). Ese PNP solo necesita aproximadamente \ $ 2V \ le V_ {CE} \ le 4V \ $ para mantener tanto a sí mismo como a la NPN fuera de saturación. Y un paquete TO220 probablemente puede disipar 2W en el aire. Así que dividamos la diferencia y calculemos \ $ V_ {CE_ {Q_2}} = 3V \ $, para que \ $ Q_2 \ $ se queme solo 1.5W o más, y empujemos el resto en alguna otra resistencia.
El nuevo esquema se ve así:
simular este circuito
\ $ R_3 \ $ disipará sobre \ $ 3W \ $, en el peor de los casos. (El circuito anterior está realmente orientado a un máximo de \ $ 485mA \ $, pero pensé que estaría de acuerdo con eso para obtener un valor de resistencia estándar allí). \ $ Q_2 \ $, como se predijo, será de aproximadamente \ $ 1.5W \ $.
Si la corriente es, digamos, \ $ 250mA \ $, ¿qué sucede? Bueno, el PNP BJT extenderá su colector y tendrá que dejar caer otro \ $ 3V \ $, por un total de aproximadamente \ $ 6V \ $. Pero la corriente ahora es solo \ $ 250mA \ $, también. Así que todavía se disipará alrededor de \ $ 1.5W \ $. Sin embargo, la resistencia reducirá su disipación.
En cualquier caso, puede salirse con una pequeña señal NPN. Solo necesita obtener un PNP empaquetado TO220 y estos son bastante baratos y fáciles de obtener.
La regulación no es tan buena, todavía. Después de todo, permitimos un rango de \ $ 200mV \ $ para el divisor en los cálculos. Usted podría ir incluso más rígido para el divisor de resistencia. Pero otro enfoque sería usar un zener. (De un valor apropiado.)
¿Dónde obtuve el valor de nodo 4.025V para el divisor? Bueno, el NPN BJT es un pequeño dispositivo de señal. Atascado en mi cabeza es que tienen \ $ V_ {BE} = 0.7V \ $ cuando \ $ I_C = 4mA \ $. Así que calculé \ $ 3.3V + V_ {BE} = 3.3V + 700mV + 60mV \ cdot log10 (\ frac {10mA} {4mA}) = 4.025V \ $ y de ahí proviene el número.
