ट्रांजिस्टर बेस के लिए प्रतिरोध की गणना में मदद चाहिए

Question

मेरे पास 3 12VDC / 40A ऑटोमोटिव रिले ( डेटाशीट ) है जो मैं अपने Arduino के साथ उपयोग करना चाहता हूं। मैं जिस ट्यूटोरियल ( लिंक ) का अनुसरण कर रहा हूं, उसके आधार पर मुझे ट्रांजिस्टर, रेसिस्टर और डायोड की आवश्यकता होती है। मैं एक इलेक्ट्रिकल इंजीनियर नहीं हूं इसलिए मैं अपने द्वारा किए गए भागों और गणनाओं के बारे में अनिश्चित हूं।

शुरुआत के लिए, रिले कॉइल प्रतिरोध 90 + -10% ओम प्रति डेटाशीट है। इसलिए मैं वर्तमान प्रवाह की गणना करके आगे बढ़ता हूं।

वोल्टेज = प्रतिरोध * वर्तमान

वर्तमान = वोल्टेज / प्रतिरोध

वर्तमान = 12 वी / 90

ओम वर्तमान = 133mA

ट्रांजिस्टर के लिए मुझे 2N3904 या 2N4401 मिल सकता है। इस बिंदु पर मुझे ट्रांजिस्टर के आधार के लिए प्रतिरोध की गणना करनी होगी। ट्यूटोरियल में निम्नलिखित के रूप में

hfe = Ic / Ib

इब = आईसी / hfe

इब = 0.03 ए / 75 इबी = 0.0004 ए => 0.4 एमए

आर 1 = यू / इबी

आर 1 = 5 वी / 0.0004 ए

आर 1 = 12500 ओम

2N3904 डेटाशीट में कहा गया है कि H (fe) 30-300 है जब lc = 100mA (मेरा 130mA है) और Vce = 1V। इस बिंदु पर मेरे पास कोई सुराग नहीं है कि क्या चल रहा है, इस प्रकार मुझे मदद की ज़रूरत है।

संपादित करें: यहाँ है क्या मैं के साथ समाप्त हुआ। चित्र में RLY1 12VDC / 40A ( लिंक ) है

Comments

मुझे यह भी बताया गया था कि मैं रोकनेवाला और ट्रांजिस्टर के बजाय ऑप्टो-आइसोलेटर का उपयोग कर सकता हूं। टिप्पणियाँ?

— jM2.me

Answer 1

चलो सबसे खराब स्थिति के लिए डिजाइन करते हैं, यह एक अच्छा अभ्यास है।

$Ic = 133\text{mA}$

$h_{FE} = 30$ # डेटाशीट न्यूनतम 30 के अनुसार , आमतौर पर बहुत बेहतर; @ आईसी = 100mA

अब आप इब की गणना कर सकते हैं:

$I_b = \dfrac{I_c}{h_{FE}} = \dfrac{133\text{mA}}{30} = 4.43\text{mA}$

$V_{BE,SAT} = 0.95$ # डेटशीट, निकटतम मिलान 50mA है। अधिकतम मूल्य, व्यावहारिक मूल्य शायद बहुत कम है (0.65V)

अब आधार श्रृंखला प्रतिरोध की गणना करते हैं। यह प्रतिरोध के पार वोल्टेज के बराबर है, इसके माध्यम से वर्तमान द्वारा विभाजित किया गया है। रेसिस्टर के माध्यम से करंट बेस करंट की तरह ही होता है। इसके पार का वोल्टेज ट्रांजिस्टर V (CE, sat) के बेस-टू-एमिटर वोल्टेज द्वारा घटाई गई रेल वोल्टेज (5V) है।

$R_B = \dfrac{U_{R_b}}{I_b} = \dfrac{V_{CC} - V_{BE}}{I_B} = \dfrac{5 - 0.95}{4.43/1000} = 913\Omega$

यहाँ तक की सभी सबसे खराब स्थिति वाली इंजीनियरिंग के लिए, एक बार के लिए बस इसे निकटतम E12 रेज़र वैल्यू के 1kΩ (या सबसे खराब स्थिति वाले इंजीनियरिंग के लिए 820 up) के लिए गोल करें, यह या तो काम करेगा)।

Comments

धन्यवाद। मैं पिछले भाग में कुछ खो गया हूं, लेकिन मैं देख सकता हूं कि यह कैसे किया जाता है। क्या आप डायोड से मदद करने का मन करेंगे? क्या मैं 1N4007 का उपयोग कर सकता हूं?

— jM2.me

कोई भी 1N400n ठीक होना चाहिए, लेकिन अगर आपको डायोड का ऑर्डर करना है तो मैं तेजी से चुनूंगा।

— जिप्पी

सवाल। आपने hFE मान 30 क्यों चुना? क्या ऐसा इसलिए था क्योंकि आईसी 133mA के मेरे वास्तविक चिह्न के करीब था? मैं TN102 के साथ 2N3904 को बदलना चाहता हूं और आईसी 3 ए = 1000 और आईसी 8 ए = 200 के लिए दो एचएफई मान हैं। मुझे लगता है कि मैं एचएफई 1000 के साथ जाऊंगा क्योंकि 3 ए 133mA के करीब है। सही बात?

— jM2.me

अगर मैंने अपनी गणना सही तरीके से की है, तो TIP102 के साथ उसी रिले का उपयोग करने के लिए, मुझे बेस ओओ पर 16kOhm रोकनेवाला की आवश्यकता होगी

— jM2.me

@ jM2.me लगता है कि आपके TIP102 ने 2N3904 की तुलना में बहुत अधिक (बहुत अधिक) लाभ दिया है।

— jduncanator

Answer 2

आप सही हैं कि रिले कॉयल को 133 एमएए नाममात्र की आवश्यकता है। हालाँकि, यह सबसे खराब स्थिति नहीं है, और यह मान लिया जाता है कि कुंडली के पार 12 V लगाया जाता है। फिर भी, यह शुरू करने के लिए एक अच्छी जगह है, फिर हम वैसे भी 2 मार्जिन के कारक में फेंक देंगे।

मान लें कि आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले ट्रांजिस्टर का न्यूनतम गारंटीकृत लाभ 50 है। इसका मतलब है कि आधार करंट कम से कम 133 एमए / 50 = 2.7 एमए होना चाहिए। यदि आपका डिजिटल आउटपुट 5 V है, तो ट्रांजिस्टर के BE ड्रॉप के लिए लेखांकन के बाद लगभग 4.3 V आधार अवरोधक होगा। 4.3 V / 2.7 mA = 1.6 kΩ। कुछ मार्जिन छोड़ने के लिए, लगभग आधे का उपयोग करें। 820 Ω का सामान्य मूल्य अच्छा होना चाहिए।

अब यह देखने के लिए वापस जाएं कि डिजिटल आउटपुट की आपूर्ति क्या होनी चाहिए। 4.3 वी / 820 Ω = 5.2 एमए। कई डिजिटल आउटपुट स्रोत पैदा कर सकते हैं, लेकिन आपको यह जांचना होगा कि आपका क्या हो सकता है। यदि ऐसा नहीं हो सकता है, तो आपको एक अलग टोपोलॉजी की आवश्यकता है।

Answer 3

चूंकि आप एक संतृप्त स्विचिंग कॉन्फ़िगरेशन में ट्रांजिस्टर का उपयोग कर रहे हैं, यह ठीक है यदि आप कलेक्टर वर्तमान की मात्रा के लिए आवश्यक आधार से अधिक भाग में पंप करते हैं जो आप रिले कॉइल से डिवाइस के माध्यम से सिंक करने का इरादा रखते हैं।

यह अधिकतम बेस करंट की एक व्यावहारिक सीमा है जिसे आप 2N3904 / 2N4401 के मामले में इंजेक्ट कर सकते हैं। यह सीमा हमेशा भागों के लिए डेटा शीट में स्पष्ट रूप से नहीं बताई गई है, लेकिन मैं आपको अनुभव से बता सकता हूं कि यह 5-> 6 एमए रेंज में है।

स्विचिंग डिज़ाइन के लिए आप न्यूनतम गारंटीड Hfe प्लस मार्जिन की योजना बनाना चाहते हैं। तो चलिए आपको बताते हैं 25 Hfe के रूप में सबसे खराब स्थिति। 133mA के एक आवश्यक कलेक्टर वर्तमान और 25 के Hfe के साथ 5.32mA के एक काम के आधार वर्तमान में परिणाम होगा। यह इन ट्रांजिस्टर प्रकारों के लिए ठीक क्षेत्र में लगता है।

ऐसा प्रतीत होता है कि आप आधार को 5V सिग्नल से चलाने का इरादा रखते हैं। 0.7V के नाममात्र Vbe के साथ जो आपको आधार अवरोधक में 4.3V ड्रॉप के साथ छोड़ता है। वर्तमान प्रतिरोध को 5.32mA को 4.3V पर सीमित करने का प्रतिरोध लगभग 800 ओम है। 820 ओम मानक मान बेस रेसिस्टर का उपयोग करें।

अंतिम नोट। यदि आप MCU आउटपुट पिन से इस डायरेक्ट को चला रहे हैं तो MCU 5V आउटपुट स्तर पर 5.32mA स्रोत में सक्षम नहीं हो सकता है। जैसे कि MCU आउटपुट 5V से कुछ कम हो जाएगा। यह बेस करंट को कुछ कम कर देगा, लेकिन जब से हमने सबसे खराब स्थिति का उपयोग करके गणना की है कि रिले ड्राइव अभी भी अधिकांश ट्रांजिस्टर के लिए काम करेगा जिसे आप बैग से बाहर निकाल देंगे।

Answer 4

कलेक्टर की वर्तमान आवश्यकताओं और द्वारा निहित की तुलना में आप निश्चित रूप से एक ट्रांजिस्टर के आधार में अधिक वर्तमान डाल सकते हैं । वास्तव में आपको आमतौर पर ज़रूरत होती है - यह सुनिश्चित करता है कि सभी सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितियों में सर्किट उम्मीद के मुताबिक काम करना जारी रखेगा।$h_{fe}$

हालांकि सीमाएं हैं - ट्रांजिस्टर के लिए डेटा शीट आपको बता सकती है कि पूर्ण अधिकतम आधार वर्तमान (कहना) 50 mA है - आप वास्तव में उस उच्च पर नहीं जाना चाहते हैं यदि कलेक्टर वर्तमान आवश्यकताओं और मतलब है 50 । इसलिए 500 । यह संभवतः सभी घटनाओं को कवर करेगा। μ A μ $h_{fe}$$\mu A$$\mu A$

हालाँकि, आपको यह पता लगाने की ज़रूरत है कि क्या आधार को चलाने वाला सर्किट आपके द्वारा तय किए गए करंट की निरंतर आपूर्ति कर सकता है। फिर से, डेटा शीट आपको सूचित करेगी और आप इस संख्या के बहुत करीब नहीं जाना चाहते हैं या तो आप चिप्स की विश्वसनीयता कम कर सकते हैं।

एक और विचार भी है। बहुत सारे CMOS डिवाइस बताएंगे कि अधिकतम आउटपुट करंट है (कहते हैं) 20 mA BUT लेकिन वे 100 mA के अधिकतम पावर करंट (कहते हैं) भी बताएंगे। यह ठीक है अगर चिप 3 आउटपुट चला रहा है लेकिन क्या होगा अगर चिप एक ऑक्टल बफर है। वास्तविक रूप से प्रति पिन वर्तमान उत्पादन की जांच करें और बिजली की आपूर्ति चालू पर दोहरी जांच करें - इस पर एक सीमा हो सकती है जो सभी ओ / पी पिन को 20 एमए से बाहर करने से रोकती है।

Answer 5

इब = आईसी / hfe (ललित)

इब = 0.03 ए / 75 इबी = 0.0004 ए => 0.4 एमए

हममम! आईसी = .13 ए नहीं 0.03 और मैं 75 के बजाय 50 के होने का अनुमान लगाऊंगा। (आम तौर पर छोटे सिग्नल ट्रांजिस्टर का कम से कम यह लाभ होता है) यह इबी = 0.0026 या 2.6mA देता है

5V इनपुट के लिए इनपुट रेसिस्टर पर वोल्टेज ड्रॉप 5 - 0.6V = 4.4V होगा (ट्रांजिस्टर चालू होने से पहले बेस-एमिटर ड्रॉप की आवश्यकता 0.6V के बारे में याद रखें।) यह देता है;

                Rb = 4.4/0.0026 = 1k7

अब यह वास्तव में आधार अवरोधक के लिए एक अधिकतम मूल्य है इसलिए 1k5 या 1k0 के नीचे भी मानक मान प्रतिरोध को चुना।

Answer 6

मैं इस लिंक को साझा करना चाहूंगा, इसमें वास्तविक दुनिया के इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ इंटरफेस करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर्स का उपयोग करने के बारे में अच्छी जानकारी है। को देखो भाग 7 की विषय-Microcontroller Interfacing टेबल