आपके द्वारा दिखाए जाने वाले सर्किट को काम करना चाहिए, लेकिन अनावश्यक रूप से जटिल और महंगा है। यहाँ कुछ सरल और सस्ता है:
बस किसी भी छोटे एनपीएन ट्रांजिस्टर के बारे में आप इस भूमिका में काम करेंगे। यदि ट्रांजिस्टर का BE ड्रॉप 700 mV है, LED 2.0 V को गिराता है, तो LED चालू होने पर R1 में 600 mV का एसीसी होगा। इस उदाहरण में, यह 17 एमए को एलईडी के माध्यम से प्रवाह करने की अनुमति देगा। यदि आप एलईडी से कम रोशनी को सहन कर सकते हैं और कुछ शक्ति बचाना चाहते हैं तो रोकनेवाला को अधिक ऊंचा करें।
इस सर्किट का एक और फायदा यह है कि ट्रांजिस्टर के कलेक्टर को 3.3 V से कुछ अधिक जोड़ा जा सकता है। यह एलईडी के माध्यम से वर्तमान को नहीं बदलेगा, बस ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज गिरता है और इसलिए यह कितना फैलता है। यह उपयोगी हो सकता है यदि 3.3 V एक छोटे नियामक से आ रहा है और एलईडी चालू एक महत्वपूर्ण भार जोड़ देगा। उस मामले में, कलेक्टर को अनियमित वोल्टेज से कनेक्ट करें। प्रभाव में ट्रांजिस्टर बस एलईडी के लिए नियामक बन जाता है, और एलईडी चालू अनियमित आपूर्ति से आएगा और 3.3 वी नियामक के सीमित वर्तमान बजट का उपयोग नहीं करेगा।
जोड़ा गया:
मुझे लगता है कि कुछ भ्रम है कि यह सर्किट कैसे काम करता है और कोई आधार अवरोधक क्यों नहीं है।
ट्रांजिस्टर का उपयोग एमिटर फॉलोअर में किया जा रहा है वर्तमान लाभ प्रदान करने के लिए कॉन्फ़िगरेशन , न कि वोल्टेज लाभ के लिए। डिजिटल आउटपुट से वोल्टेज एलईडी ड्राइव करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन यह पर्याप्त वर्तमान स्रोत नहीं कर सकता है। यही कारण है कि वर्तमान लाभ उपयोगी है, लेकिन वोल्टेज लाभ आवश्यक नहीं है।
आइए इस सर्किट को देखें कि बीई ड्रॉप एक निश्चित 700 mV है, CE संतृप्ति वोल्टेज 200 mV है, और लाभ 20 है। वे उचित मूल्य हैं सिवाय इसके कि लाभ कम है। मैं अभी के लिए जानबूझकर कम लाभ का उपयोग कर रहा हूं क्योंकि हम बाद में देखेंगे कि ट्रांजिस्टर से केवल एक न्यूनतम लाभ की आवश्यकता है। यह सर्किट तब तक ठीक काम करता है जब तक लाभ उस न्यूनतम मूल्य से कहीं भी न हो। तो हम छोटे सिग्नल ट्रांजिस्टर के लिए 20 के कम लाभ पर विश्लेषण करेंगे। यदि सभी इसके साथ अच्छी तरह से काम करते हैं, तो हम किसी भी वास्तविक छोटे सिग्नल ट्रांजिस्टर के साथ ठीक हैं जो आपके पास आएगा। 2N4401 मैंने दिखाया कि इस मामले में लगभग 50 का लाभ उठाया जा सकता है, उदाहरण के लिए।
पहली बात यह है कि ट्रांजिस्टर इस सर्किट में संतृप्त नहीं कर सकता है। चूंकि बेस सबसे अधिक 3.3 V पर संचालित होता है, इसलिए 700 mV BE ड्रॉप के कारण एमिटर कभी भी 2.6 V से अधिक नहीं होता है। इसका मतलब है कि हमेशा न्यूनतम V०० mV का एक्सीडेंट CE होता है, जो २०० mV संतृप्ति स्तर से ऊपर होता है।
चूंकि ट्रांजिस्टर हमेशा "रैखिक" क्षेत्र में होता है, इसलिए हम जानते हैं कि कलेक्टर करंट वर्तमान लाभ का आधार है। एमिटर करंट इन दो धाराओं का योग है। इसलिए वर्तमान अनुपात के आधार पर उत्सर्जक हमारे उदाहरण में + 1, या 21 है।
विभिन्न धाराओं की गणना करने के लिए, एमिटर के साथ शुरू करना और अन्य धाराओं को प्राप्त करने के लिए उपरोक्त संबंधों का उपयोग करना सबसे आसान है। जब डिजिटल आउटपुट 3.3 V पर होता है, तो एमिटर 700 mV कम या 2.6 V पर होता है। एलईडी 2.0 V को छोड़ने के लिए जाना जाता है, जिससे 600 mV का आर 1 निकल जाता है। ओम कानून से: 600mV / 36Ω = 16.7mA। यह एलईडी को अच्छी तरह से रोशनी देगा लेकिन इसके 20 एमएए से अधिक नहीं होने के लिए थोड़ा मार्जिन छोड़ दें। चूँकि एमिटर करंट 16.7 mA है, इसलिए बेस करंट 16.7 mA / 21 = 790 isA और कलेक्टर करंट 16.7 mA - 790 =A = 15.9 mA होना चाहिए। डिजिटल आउटपुट 4 mA तक का स्रोत बना सकता है, इसलिए हम अच्छी तरह से कल्पना कर रहे हैं और इसे महत्वपूर्ण रूप से लोड भी नहीं कर रहे हैं।
शुद्ध प्रभाव यह है कि बेस वोल्टेज एमिटर वोल्टेज को नियंत्रित करता है, लेकिन एमिटर करंट प्रदान करने के लिए भारी उठाने का काम ट्रांजिस्टर द्वारा किया जाता है, न कि डिजिटल आउटपुट से। आधार की तुलना में कलेक्टर से कितना एलईडी करंट (एमिटर करंट) आता है, इसका अनुपात ट्रांजिस्टर का लाभ है। ऊपर दिए गए उदाहरण में, लाभ 20 था। वर्तमान में एलईडी के माध्यम से प्रत्येक 21 भागों के लिए, 1 भाग डिजिटल आउटपुट से और 20 भाग 3.3 V आपूर्ति से ट्रांजिस्टर के कलेक्टर के माध्यम से आता है।
यदि लाभ अधिक होता तो क्या होता? यहां तक कि समग्र एलईडी करंट का कम हिस्सा भी आधार से आएगा। 20 के लाभ के साथ, 20/21 = 95.2% कलेक्टर से आता है। 50 के लाभ के साथ यह 50/51 = 98.0% है। अनंत लाभ के साथ यह 100% है। यही कारण है कि यह सर्किट वास्तव में बहुत भिन्नता वाला है। चाहे 95% या 99.9% LED करंट 3.3 V सप्लाई से आता हो, कलेक्टर के माध्यम से कोई फर्क नहीं पड़ता। डिजिटल आउटपुट पर भार बदल जाएगा, लेकिन सभी मामलों में यह इसकी अधिकतम सीमा से काफी नीचे होगा, इसलिए इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। एमिटर वोल्टेज सभी मामलों में समान है, इसलिए एलईडी एक ही वर्तमान को देखेगा कि ट्रांजिस्टर का लाभ 20, 50, 200 या अधिक है।
इस सर्किट का एक और सूक्ष्म लाभ जो मैंने पहले उल्लेख किया है कि कलेक्टर को 3.3 वी की आपूर्ति से बंधा होने की आवश्यकता नहीं है। उदाहरण के लिए, कलेक्टर 5 वी से बंधे होने पर चीजें कैसे बदलती हैं? एलईडी या डिजिटल आउटपुट के दृष्टिकोण से कुछ भी नहीं। याद रखें कि एमिटर वोल्टेज बेस वोल्टेज का एक कार्य है। कलेक्टर वोल्टेज तब तक मायने नहीं रखता है जब तक कि ट्रांजिस्टर को संतृप्ति से बाहर रखने के लिए पर्याप्त उच्च है, जो 3.3 वी पहले से था। अंतर केवल ट्रांजिस्टर के पार सीई ड्रॉप होगा। यह ट्रांजिस्टर की शक्ति अपव्यय को बढ़ाएगा, जो ज्यादातर मामलों में अधिकतम कलेक्टर वोल्टेज पर सीमित कारक होगा। मान लीजिए कि ट्रांजिस्टर सुरक्षित रूप से 150 mW को नष्ट कर सकता है। 16.7 mA कलेक्टर करंट के साथ हम एमिटर वोल्टेज की गणना 150 mW अपव्यय के कारण कर सकते हैं:
इसका मतलब है कि इस उदाहरण में हम कलेक्टर को 3.3V से 11.6 V तक किसी भी आसान आपूर्ति के लिए टाई कर सकते हैं। इसे विनियमित करने की भी आवश्यकता नहीं है। यह सक्रिय रूप से उस सीमा के भीतर कहीं भी उतार-चढ़ाव कर सकता है और एलईडी चालू अच्छी तरह से स्थिर रहेगा। यह उपयोगी हो सकता है, उदाहरण के लिए, यदि 3.3 V को एक नियामक द्वारा थोड़ा वर्तमान क्षमता के साथ बनाया गया है और जो कि पहले से ही आवंटित है। यदि यह उदाहरण के लिए लगभग 5 V आपूर्ति से चल रहा है, तो यह सर्किट उस 5 V आपूर्ति से अधिकांश एलईडी करंट प्राप्त कर सकता है, जबकि अभी भी एलईडी वर्तमान को अच्छी तरह से नियंत्रित रखता है । और, यह सर्किट ट्रांजिस्टर भाग विविधताओं के प्रति बहुत सहिष्णु है। जब तक ट्रांजिस्टर में कुछ न्यूनतम लाभ होता है, जो कि सबसे छोटा सिग्नल ट्रांजिस्टर प्रदान करता है, सर्किट ठीक काम करेगा।
यहां एक पाठ के बारे में सोचना है कि सर्किट वास्तव में कैसे काम करता है। घुटने के झटका प्रतिक्रियाओं या अंधविश्वासों के लिए इंजीनियरिंग में कोई जगह नहीं है, हमेशा आधार के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक डालना पसंद करते हैं। जरूरत पड़ने पर उसे वहां रखें, लेकिन ध्यान दें कि यह हमेशा नहीं होता है, जैसा कि यह सर्किट दिखाता है।
