LED, Zener és tranzisztoros ellenállások használata

Ebben a bejegyzésben megtanuljuk, hogyan kell használni az ellenállásokat, miközben LED-eket, zener-diódákat vagy tranzisztorokat használó elektronikus áramköröket tervezünk. Ez a cikk nagyon hasznos lehet azoknak az új hobbistáknak, akik általában összekeverednek az ellenállási értékekkel, amelyeket egy adott alkatrészhez és a kívánt alkalmazáshoz kell használni.

Mi az az ellenállás

Az ellenállás egy passzív elektronikai alkatrész, amely az elektronikus áramkörben meglehetősen imponálónak tűnhet, összehasonlítva a többi aktív és fejlett elektronikus alkatrésszel, például BJT-k, mosfetek, IC-k, LED-ek stb.

Ezzel az érzéssel ellentétben azonban az ellenállások az egyik legfontosabb alkatrész minden elektronikus áramkörben, és a PCB elképzelése ellenállások nélkül furcsának és lehetetlennek tűnhet.

Az ellenállásokat alapvetően az áramkör feszültségének és áramának szabályozására használják, amely rendkívül fontos a különféle aktív, kifinomult alkatrészek működtetése szempontjából.

Például egy BJT-nek, például egy BC547-nek vagy hasonlónak, szüksége lehet egy megfelelően kiszámított ellenállásra az alapja / sugárzója felett az optimális és biztonságos működés érdekében.

Ha ezt nem tartják be, a tranzisztor egyszerűen kifújhat és megsérülhet.

Hasonlóképpen láthattuk, hogy az ellenállások annyira elengedhetetlenné válnak olyan áramkörökben, amelyek olyan IC-ket tartalmaznak, mint egy 555 vagy egy 741

Ebben a cikkben megtudhatjuk, hogyan kell kiszámítani és használni az ellenállásokat az áramkörökben egy adott konfiguráció megtervezése közben.

Az ellenállások használata a tranzisztorok (BJT) vezetéséhez.

A tranzisztorhoz ellenállásra van szükség a bázison és az emitteren keresztül, és ez az egyik legfontosabb kapcsolat e két komponens között.

Az NPN tranzisztornak (BJT) meghatározott mennyiségű áramra van szüksége ahhoz, hogy az alapjától az emittersínjéig vagy a földsínjéig áramoljon, hogy nagyobb terhelési áramot működtessen (továbbítson) a kollektorától az emitteréig.

A PNP tranzisztornak (BJT) meghatározott mennyiségű áramra van szüksége ahhoz, hogy az emitteréből vagy a pozitív sínből az alapjába áramoljon, hogy nagyobb terhelési áramot működtessen (továbbítson) az emitteréből a kollektorába.

A terhelési áram optimális szabályozása érdekében egy BJT-nek rendelkeznie kell egy megfelelően kiszámított alapellenállással.

Érdemes megnéznie egy kapcsolódó cikket váltóversenyző szakasz készítése

A BJT alapellenállásának kiszámítására szolgáló képlet az alábbiakban látható:

R = (Us - 0,6). Hfe / terhelési áram,

Ahol R = a tranzisztor bázisellenállása,
Us = Forrás vagy az alapellenállás kiváltó feszültsége,
Hfe = A tranzisztor előremenő erősítése.

A fenti képlet biztosítja az ellenállás megfelelő értékét az áramkör BJT-n keresztüli terhelésének működtetéséhez.

Bár a fenti képlet kulcsfontosságúnak és elengedhetetlennek tűnhet egy áramkör megtervezéséhez BJT-k és ellenállások segítségével, az eredményeknek valójában nem kell annyira pontosaknak lenniük.

Tegyük fel például, hogy egy 12 V-os relét akarunk BC547 tranzisztorral hajtani, ha a relé üzemi áramának értéke 30 mA körül van, a fenti képlet alapján kiszámíthatjuk az alapellenállást:

R = (12-0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohm, ami egyenlő 57K-val

Feltételezhető, hogy a fenti érték rendkívül optimális a tranzisztor számára, így a tranzisztor a relét maximális hatékonysággal, a felesleges áram eloszlatása vagy pazarolása nélkül fogja működtetni.

Gyakorlatilag azonban azt találná, hogy valójában bármely 10K és 60k közötti érték jól működik ugyanazon megvalósítás esetén, az egyetlen marginális hátrány a tranzisztor disszipációja, amely lehet valamivel nagyobb, 5-10 mA körül lehet, ez teljesen elhanyagolható és nem számít összes.

A fenti beszélgetés azt jelzi, hogy bár a tranzisztor értékének kiszámítása ajánlott, de ez nem teljesen elengedhetetlen, mivel bármely ésszerű érték ugyanolyan jól elvégezheti a munkát az Ön számára.

De ez azt mondta, tegyük fel, hogy a fenti példában, ha az alapellenállást 10K alatt vagy 60k felett választja, akkor minden bizonnyal káros következményekkel járna az eredményekben.

10k alatt a tranzisztor melegebbé válik, és jelentősen szétoszlik .. és 60K felett azt találja, hogy a relé akadozik és nem vált ki szorosan.

Ellenállások a Mosfets vezetéséhez

A fenti példában azt vettük észre, hogy a tranzisztor döntően függ egy alapon átgondoltan kiszámított ellenállástól a terhelési művelet helyes végrehajtásához.

A tranzisztor bázis ugyanis áramfüggő eszköz, ahol az alapáram egyenesen arányos a kollektor terhelési áramával.

Ha a terhelési áram nagyobb, akkor az alapáramot is arányosan növelni kell.

Ezzel szemben a mosfets teljesen más ügyfelek. Ezek feszültségfüggő eszközök, vagyis a mosfet kapu nem az áramtól, hanem a feszültségtől függ a terhelés kiváltásához a lefolyón és a forráson keresztül.

Amíg a kapu feszültsége meghaladja a 9V-ot, a mosfet a terhelést optimálisan ki fogja aknázni, függetlenül a kapuáramától, amely akár 1mA is lehet.

A fenti tulajdonság miatt a mosfet kapuellenállás nem igényel döntő számításokat.

Az ellenállásnak a mosfet kapunál azonban a lehető legkisebbnek kell lennie, de sokkal nagyobbnak kell lennie, mint egy nulla érték, azaz bárhol 10 és 50 ohm között.

Bár a mosfet akkor is helyesen vált ki, ha ellenállást nem vezetnek be a kapujába, szigorúan ajánlott egy alacsony érték a tranziensek vagy tüskék ellensúlyozására vagy korlátozására a mosfet kapun / forrásán keresztül.

LED-es ellenállás használata

Csakúgy, mint egy BJT, a LED-del ellátott ellenállás használata elengedhetetlen, és a következő képlet segítségével tehető meg:

R = (Tápfeszültség - LED fwd feszültség) / LED áram

A képlet eredményei ismét csak abszolút optimális eredmények megszerzésére szolgálnak a LED fényerejéből.

Tegyük fel például, hogy van egy 3,3 V-os és 20 mA-es LED-ekkel.

Meg akarjuk világítani ezt a LED-et egy 12 V-os tápfeszültségről.

A képlet használata azt mondja nekünk, hogy:

R = 12 - 3,3 / 0,02 = 435 ohm

Ez azt jelenti, hogy 435 ohmos ellenállásra lenne szükség a LED-től a leghatékonyabb eredmények eléréséhez.

Gyakorlatilag azonban azt találná, hogy a 330 ohm és 1K közötti érték kielégítő eredményeket hozna a LED-től, így szinte kevés tapasztalattal és gyakorlati ismeretekkel rendelkezik, és számítások nélkül is könnyedén átlépheti ezeket az akadályokat.

Ellenállások használata zener diódákkal

Sokszor elengedhetetlennek tartjuk a zener dióda fokozatának bekapcsolását egy elektronikus áramkörbe, például olyan opamp áramkörökbe, ahol az opampot komparátorként használják, és egy zener diódát kívánunk alkalmazni a referenciafeszültség rögzítésére az egyik bemeneten. az opamp.

Lehet csodálkozni azon, hogy hogyan lehet kiszámítani a zener ellenállást ??

Egyáltalán nem nehéz, és pontosan megegyezik azzal, amit az előző megbeszélés LED-je érdekében tettünk.

Ez egyszerűen a következő képletet használja:

R = (Tápfeszültség - Zener feszültség) / terhelési áram

Nem kell megemlíteni, hogy a szabályok és a paraméterek megegyeznek a fenti LED-re bevezetettekkel, nem lesz kritikus probléma, ha a kiválasztott zener-ellenállás valamivel kisebb vagy jelentősen meghaladja a számított értéket.

Az ellenállások használata az Opamps-ban

Általában az összes IC-t nagy bemeneti impedanciájú és alacsony kimeneti impedancia specifikációkkal tervezték.

Ez azt jelenti, hogy a bemenetek jól védettek belülről, és nem függenek az áramtól a működési paraméterektől, de ezzel ellentétben a legtöbb IC kimenetei érzékenyek lesznek az áramra és a rövidzárlatra.

Ezért az IC bemenetére vonatkozó ellenállások kiszámítása egyáltalán nem lehet kritikus, de a kimenet terheléssel történő konfigurálása során az ellenállás elengedhetetlenné válhat, és szükség lehet a fenti beszélgetésekben kifejtett módon történő kiszámításra.

Ellenállások használata áramérzékelőként

A fenti példákban, főleg a LeD-k és a BJT-k esetében, láttuk, hogyan lehet az ellenállásokat áramkorlátozóként konfigurálni. Most megtudhatjuk, hogyan lehet egy ellenállást használni áramérzékelőként:

Megtanulhatja ugyanezt ebben a példamutató cikkben, amely elmagyarázza hogyan lehet felépíteni az áramérzékelő modulokat

Az Ohm törvény szerint, amikor az ellenálláson keresztüli áramot átengedik, az ellenálláson arányos mennyiségű potenciálkülönbség alakul ki, amelyet a következő Ohms törvény képlettel lehet kiszámítani:

V = RxI, ahol V az ellenálláson kialakult feszültség, R az ellenállás Ohm-ban, I pedig az ellenálláson átmenő áram Amperben.

Tegyük fel például, hogy 1 amper áramot vezetnek át egy 2 ohmos ellenálláson, ennek megoldása a fenti képlettel:

V = 2x1 = 2 V,

Ha az áramot 0,5 amperre csökkentik, akkor

V = 2x0,5 = 1 V

A fenti kifejezések azt mutatják, hogy az ellenállás potenciálkülönbsége lineárisan és arányosan változik-e a rajta keresztül áramló áramra reagálva.

Az ellenállás ezen tulajdonságát minden áramméréssel vagy áramvédelemmel kapcsolatos áramkörben hatékonyan megvalósítják.

A következő példákat láthatja az ellenállások fenti jellemzőinek tanulmányozásához. Mindezek a tervek egy számított ellenállást alkalmaztak a kívánt áramszintek érzékeléséhez az adott alkalmazásokhoz.

Univerzális nagy wattos LED áramkorlátozó áramkör - állandó ...

Olcsó áramvezérlésű 12 voltos akkumulátortöltő áramkör ...

LM317 mint változó feszültségszabályozó és változó ...

Lézerdióda meghajtó áramkör - vezérelt áram | Házi ...

Készítsen száz Wattos LED-es Floodlight állandó áramot ...

Ellenállások használata potenciálosztóként

Eddig láttuk, hogy az ellenállások hogyan alkalmazhatók az áramkörökben az áram korlátozására, most vizsgáljuk meg, hogyan lehet az ellenállásokat bekötni az áramkör belsejében a kívánt feszültségszint eléréséhez.

Számos áramkör pontos feszültségszintet igényel bizonyos pontokon, amelyek az áramkör számára alapvető referenciákká válnak a tervezett funkciók végrehajtásához.


Ilyen alkalmazásokhoz számított ellenállásokat alkalmaznak sorban a pontos feszültségszintek meghatározásához, amelyeket az áramkör követelményeinek megfelelő potenciálkülönbségeknek is neveznek. A kívánt feszültségreferenciákat a két kiválasztott ellenállás találkozásánál érjük el (lásd a fenti ábrát).

A meghatározott feszültségszintek meghatározásához használt ellenállásokat potenciális osztóhálózatoknak nevezzük.

Az ellenállások és a feszültségreferenciák megtalálásának képlete az alábbiakban tanúskodhat, bár ez egyszerűen megvalósítható egy előre beállított eszköz vagy egy fazék segítségével, és a középső ólomfeszültségének DMM segítségével történő mérésével.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
További kérdései vannak? Kérjük, írja meg gondolatait a megjegyzései között.