Calcule la resistencia base del transistor PNP en el circuito de conmutación con resistencia variable

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Me gustaría leer la entrada analógica en mi Raspberry Pi usando varios sensores resistivos que represento en el siguiente esquema como potenciómetros (R5 y R7). Necesito poder encender y apagar los circuitos (lado alto) a través de los pines GPIO. Soy nuevo en los esquemas electrónicos y me doy cuenta de cómo construir circuitos por mi cuenta, así que tengo algunas preguntas sobre los resistores de base (R1 y R3) y el circuito en general.

Información específica sobre Raspberry Pi:
Los pines del limpiaparabrisas de los potenciómetros van a un ADC MCP3008 ya que la Raspberry Pi no tiene pines de entrada analógica. Estoy usando un regulador de voltaje lineal para proporcionar 3.3 V para evitar el uso del riel de 3.3 V que, según he leído, solo puede proporcionar 50 mA. El ADC también será alimentado por el 3.3V proveniente del regulador.

Información general:
He estado siguiendo algunos tutoriales que calculan las resistencias de base de los dos transistores PNP (R1 y R3).

Un video específico de Raspberry Pi indica que la resistencia de base debe calcularse utilizando el valor β de la resistencia y la corriente del circuito después del colector (R2 + R5 y R6 + R7). Esto colocaría la resistencia de base más allá de 3M Ω asumiendo un valor β de 75 y una corriente (Ic) de 0.06mA. No es que tenga experiencia para juzgar, pero esto parece terriblemente alto.

El tutorial sobre Sparkfun parece contradecir esto y afirma que "1mA a 10mA por lo general Basta "en términos de corriente base. Si utilizo una resistencia de 1K as como base, obtendré 3.3 mA a la base de los transistores.

La gran mayoría de los tutoriales de Arduino, aunque utilizan transistores NPN, parecen tener una resistencia de menos de 10 K on en la base de sus transistores, independientemente de lo que están cambiando.

Preguntas:
La pregunta obvia aquí es: ¿cuál es el cálculo correcto? ¿Cómo puedo encontrar la cantidad de corriente necesaria para saturar el transistor 2N3906 por su hoja de datos ? No estoy seguro de qué número estoy buscando ya que no estoy acostumbrado a leer hojas de datos o por qué cada valor es negativo (supongo que es porque el transistor es PNP aunque eso no responde a mi pregunta).

Bonus: ¿Se comportará correctamente el circuito si los potenciómetros (R5 y R7) se reemplazan por un fotorresistor que funciona directamente hacia el ADC? ¿Importa que los pines digitales provengan de la Raspberry Pi y los VCC en este circuito reciban alimentación de una fuente diferente aunque el voltaje sea el mismo (ish) y compartan una conexión a tierra?

Gracias.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta John P.

1 respuesta

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El tutorial de Sparkfun es muy malo. El mayor error, al menos desde su punto de vista, es utilizar un valor relativamente alto (75 a 100) para la versión beta.

Debido a que los transistores se están utilizando como interruptores, deben ser sobrecargados en comparación con el uso del amplificador lineal "regular". Esto se llama estar en saturación. La regla de oro en estos casos es asumir una beta de 10, ya que esto producirá voltajes muy bajos (0.1 a 0.2) para niveles de corriente modestos.

En su caso, sus potes de 50k limitarán la corriente del colector a niveles tan bajos (65 uA o menos) que, en principio, solo necesita resistencias de base del orden de 500k. Sin embargo, en estos niveles bajos, comenzará a tener problemas de fugas.

Probablemente sea mejor que sustituyas tus macetas con unidades de 1k con resistencias limitadoras de 100 ohmios, y que uses algo como resistencias de base de 10k.

    
respondido por el WhatRoughBeast

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