Kaip naudoti rezistorius su LED, „Zener“ ir tranzistoriais

Šiame įraše mes sužinome, kaip naudoti rezistorius projektuojant elektronines grandines naudojant šviesos diodus, „zener“ diodus ar tranzistorius. Šis straipsnis gali būti labai naudingas naujiems mėgėjams, kurie paprastai painiojasi su rezistoriaus vertėmis, kurios bus naudojamos konkrečiam komponentui ir norimai programai.

Kas yra rezistorius

Rezistorius yra pasyvus elektroninis komponentas, kuris elektroninėje grandinėje gali atrodyti gana neįspūdingas, palyginti su kitais aktyviais ir pažangiais elektroniniais komponentais, tokiais kaip BJT, mosfets, IC, LED ir kt.

Tačiau priešingai nei tai jaučiasi, rezistoriai yra viena iš svarbiausių bet kurios elektroninės grandinės dalių, o įsivaizduoti PCB be rezistorių gali atrodyti keista ir neįmanoma.

Rezistoriai iš esmės naudojami įtampos ir srovės valdymui grandinėje, kuri tampa labai svarbi veikiant įvairiems aktyviems, sudėtingiems komponentams.

Pavyzdžiui, norint, kad BJT veiktų optimaliai ir saugiai, gali prireikti tinkamai apskaičiuoto rezistoriaus per pagrindą / spinduolį.

Jei to nebus laikomasi, tranzistorius gali tiesiog išsiplėšti ir sugesti.

Panašiai mes matėme, kaip rezistoriai tampa tokie būtini grandinėse, kuriose yra IC, pavyzdžiui, 555 arba 741.

Šiame straipsnyje mes sužinosime, kaip apskaičiuoti ir naudoti rezistorius grandinėse, projektuojant tam tikrą konfigūraciją.

Kaip naudoti rezistorius varant tranzistorius (BJT).

Tranzistoriui reikalingas rezistorius visoje jo bazėje ir spinduolis, ir tai yra vienas iš svarbiausių ryšių tarp šių dviejų komponentų.

NPN tranzistoriui (BJT) reikia tam tikro srovės kiekio, kad jis tekėtų iš pagrindo į emiterio bėgį arba antžeminį bėgį, kad būtų galima paleisti (praleisti) didesnę apkrovos srovę iš kolektoriaus į emiterį.

PNP tranzistoriui (BJT) reikia tam tikro srovės kiekio, kuris tekėtų iš jo spinduolio ar teigiamo bėgio į pagrindą, kad būtų galima paleisti (perduoti) didesnę apkrovos srovę iš savo spinduolio į kolektorių.

Norint optimaliai valdyti apkrovos srovę, BJT turi turėti tinkamai apskaičiuotą pagrindinį rezistorių.

Galbūt norėsite pamatyti susijusį straipsnio pavyzdį padaryti estafetės vairuotojo etapą

BJT bazinio rezistoriaus apskaičiavimo formulę galima pamatyti žemiau:

R = (Us - 0,6). Hfe / apkrovos srovė,

Kur R = tranzistoriaus bazinis rezistorius,
Us = pagrindo rezistoriaus šaltinis arba įjungimo įtampa,
Hfe = priekinis tranzistoriaus srovės stiprinimas.

Pirmiau pateikta formulė pateiks teisingą rezistoriaus vertę, kad apkrova veiktų per BJT grandinėje.

Nors pirmiau pateikta formulė gali atrodyti labai svarbi ir būtina projektuojant grandinę naudojant BJT ir rezistorius, rezultatai iš tikrųjų neturi būti tokie tikslūs.

Pvz., Tarkime, kad norime vairuoti 12 V relę naudodami BC547 tranzistorių, jei relės veikimo srovė yra apie 30 mA, pagal pirmiau pateiktą formulę, mes galime apskaičiuoti pagrindinį rezistorių taip:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 omų, lygus 57K

Pirmiau nurodyta vertė gali būti laikoma itin optimalia tranzistoriui, kad tranzistorius veiktų relę maksimaliai efektyviai ir neišsklaidydamas ar neišeikvodamas perteklinės srovės.

Tačiau praktiškai pastebėsite, kad iš tikrųjų bet kuri vertė nuo 10K iki 60k gerai tinka tam pačiam įgyvendinimui, vienintelis ribinis trūkumas yra tranzistoriaus išsklaidymas, kuris gali būti šiek tiek didesnis, gali būti maždaug nuo 5 iki 10mA, tai yra visiškai nereikšminga ir nesvarbu visi.

Ankstesnis pokalbis rodo, kad nors ir rekomenduoti apskaičiuoti tranzistoriaus vertę, tačiau tai nėra visiškai būtina, nes bet kokia pagrįsta vertė gali jums tą patį darbą atlikti gerai.

Bet tai pasakė, kad aukščiau pateiktame pavyzdyje, jei pasirinksite pagrindinį rezistorių, mažesnį nei 10K arba didesnį nei 60k, tada tai tikrai sukels tam tikrą neigiamą poveikį rezultatams.

Žemiau 10 k, tranzistorius pradėtų šilti ir smarkiai išsisklaidyti .. o virš 60 K, relė gali mikčioti ir neužsiveda.

„Mosfets“ varymo rezistoriai

Ankstesniame pavyzdyje pastebėjome, kad tranzistorius, norint tinkamai atlikti apkrovos operaciją, labai priklauso nuo tinkamai apskaičiuoto rezistoriaus, esančio jo pagrinde.

Taip yra todėl, kad tranzistoriaus bazė yra nuo srovės priklausantis įrenginys, kur bazinė srovė yra tiesiogiai proporcinga jos kolektoriaus apkrovos srovei.

Jei apkrovos srovė yra didesnė, taip pat reikės proporcingai padidinti bazinę srovę.

Priešingai nei tai, mosfets yra visiškai skirtingi klientai. Tai yra nuo įtampos priklausantys įrenginiai, o tai reiškia, kad „mosfet“ vartai nepriklauso nuo srovės, o nuo įtampos, kad sukeltų apkrovą per jo nutekėjimą ir šaltinį.

Kol įtampa jo vartuose viršija arba yra maždaug 9 V, „mosfet“ optimaliai paleis apkrovą, nepriklausomai nuo jo vartų srovės, kuri gali būti vos 1 mA.

Dėl pirmiau minėtos funkcijos „mosfet“ vartų rezistorius nereikalauja jokių svarbių skaičiavimų.

Tačiau Mosfet vartų rezistorius turi būti kuo mažesnis, bet daug didesnis už nulinę vertę, t. Y. Nuo 10 iki 50 omų.

Nors „mosfet“ vis tiek įsijungtų teisingai, net jei prie jo vartų nebūtų įvestas rezistorius, griežtai rekomenduojama naudoti mažą vertę, norint įveikti ar apriboti pereinamuosius įvykius ar šuolius per „mosfet“ vartus / šaltinį.

Rezistoriaus su šviesos diodu naudojimas

Kaip ir BJT, būtina naudoti rezistorių su šviesos diodu ir tai galima padaryti naudojant šią formulę:

R = (maitinimo įtampa - LED nuolatinė įtampa) / LED srovė

Vėlgi, formulės rezultatai skirti tik norint gauti absoliučius optimalius rezultatus iš šviesos diodų ryškumo.

Pvz., Tarkime, kad turime šviesos diodą, kurio specifikacijos yra 3,3 V ir 20 mA.

Mes norime apšviesti šį šviesos diodą iš 12 V maitinimo šaltinio.

Naudojant formulę, mums pasakoma, kad:

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

Tai reiškia, kad norint gauti efektyviausius šviesos diodo rezultatus, reikėtų 435 omų rezistoriaus.

Tačiau praktiškai pastebėsite, kad bet kokia vertė nuo 330 omų iki 1K suteiktų patenkinamus šviesos diodo rezultatus, todėl jo beveik nedaug patirties ir praktinių žinių, ir jūs galite lengvai įveikti šias kliūtis net be jokių skaičiavimų.

Naudojant rezistorius su „zener“ diodais

Daug kartų manome, kad būtina įtraukti „zener“ diodo pakopą į elektroninę grandinę, pavyzdžiui, į „Opamp“ grandines, kuriose „Opamp“ naudojamas kaip lyginamasis elementas, ir mes ketiname naudoti „Zener“ diodą, kad nustatytume etaloninę įtampą vienoje iš opampas.

Galima susimąstyti, kaip galima apskaičiuoti zenerio rezistorių ??

Tai visai nesudėtinga ir yra tiesiog identiška tai, ką mes padarėme dėl LED ankstesnėje diskusijoje.

Tai paprasčiausiai naudokite šią formulę:

R = (maitinimo įtampa - „Zener“ įtampa) / apkrovos srovė

Nereikia paminėti, kad taisyklės ir parametrai yra tapatūs, kaip įgyvendinta aukščiau esančiam šviesos diodui, jokių kritinių problemų nebus, jei pasirinktas „zener“ rezistorius yra šiek tiek mažesnis arba žymiai didesnis už apskaičiuotą vertę.

Kaip naudoti rezistorius „Opamps“

Paprastai visi IC yra suprojektuoti su didelėmis įėjimo impedanso specifikacijomis ir mažos išėjimo impedanso specifikacijomis.

Tai reiškia, kad įėjimai yra gerai apsaugoti iš vidaus ir nėra priklausomi nuo srovės, atsižvelgiant į veikimo parametrus, tačiau, priešingai, daugumos IC išėjimai bus pažeidžiami srovės ir trumpojo jungimo.

Todėl IC įėjimo rezistorių apskaičiavimas gali būti visiškai kritinis, tačiau, konfigūruojant išvestį su apkrova, rezistorius gali tapti labai svarbus ir gali tekti apskaičiuoti, kaip paaiškinta mūsų aukščiau esančiuose pokalbiuose.

Rezistorių naudojimas kaip srovės jutikliai

Ankstesniuose pavyzdžiuose, ypač LeD ir BJT, mes matėme, kaip rezistoriai gali būti konfigūruojami kaip srovės ribotuvai. Dabar sužinokime, kaip rezistorius gali būti naudojamas kaip srovės jutikliai:

To paties galite sužinoti ir šiame pavyzdiniame straipsnyje, kuriame paaiškinta kaip sukurti srovės jutimo modulius

Pagal Ohmo įstatymą, kai praeina srovė per rezistorių, šiame rezistoriuje susidaro proporcingas potencialų skirtumo dydis, kurį galima apskaičiuoti naudojant šią Ohmo dėsnio formulę:

V = RxI, kur V yra rezistoriaus išvystyta įtampa, R yra rezistorius omais, o aš - srovė, praeinanti per rezistorių ampere.

Tarkime, pavyzdžiui, 1 ampero srovė perduodama per 2 omų rezistorių, išsprendus tai aukščiau pateiktoje formulėje, gaunama:

V = 2x1 = 2 V,

Jei srovė sumažinama iki 0,5 ampero, tada

V = 2x0,5 = 1 V

Aukščiau pateiktos išraiškos rodo, kaip potencialus rezistoriaus skirtumas kinta tiesiškai ir proporcingai, atsižvelgiant į per jį tekančią srovę.

Ši rezistoriaus savybė efektyviai įgyvendinama visose srovės matavimo ar su srovės apsauga susijusiose grandinėse.

Galite pamatyti šiuos pavyzdžius, kaip ištirti aukščiau pateiktą rezistorių ypatybę. Visuose šiuose projektuose buvo naudojamas apskaičiuotas rezistorius, norint nustatyti norimus srovės lygius konkrečiose programose.

Universali didelio galingumo LED srovės ribotuvo grandinė - pastovi ...

Pigi srovės valdoma 12 voltų akumuliatoriaus įkroviklio grandinė ...

LM317 kaip kintamos įtampos reguliatorius ir kintamas ...

Lazerio diodo tvarkyklės grandinė - valdoma srovė | Naminis ...

Padarykite šimtą vatų LED prožektorių nuolatinę srovę ...

Rezistorių naudojimas kaip potencialų daliklis

Iki šiol mes matėme, kaip rezistoriai gali būti naudojami grandinėse, siekiant apriboti srovę, dabar ištirkime, kaip rezistoriai gali būti prijungti norint gauti bet kokį norimą įtampos lygį grandinės viduje.

Daugeliui grandinių reikalingi tikslūs įtampos lygiai tam tikruose taškuose, kurie tampa esminėmis grandinės nuorodomis vykdant numatytas funkcijas.


Tokiems tikslams apskaičiuoti rezistoriai naudojami nuosekliai, norint nustatyti tikslius įtampos lygius, dar vadinamus potencialų skirtumais pagal grandinės reikalavimus. Norimos įtampos nuorodos pasiekiamos dviejų pasirinktų rezistorių sandūroje (žr. Paveikslą aukščiau).

Rezistoriai, naudojami nustatant specifinius įtampos lygius, vadinami potencialiais dalytuvų tinklais.

Formulę, kaip rasti rezistorius ir įtampos nuorodas, galima pamatyti žemiau, nors ją taip pat galima paprasčiausiai pasiekti naudojant iš anksto nustatytą ar puodą ir matuojant jo centrinę laido įtampą naudojant DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Turite papildomų klausimų? Prašau užsirašyti mintyse per komentarus.