Kako uporabljati upore z LED, Zenerjem in tranzistorjem

V tem prispevku se naučimo, kako uporabljati upore pri načrtovanju elektronskih vezij z uporabo LED, zener diod ali tranzistorjev. Ta članek je lahko zelo koristen za nove ljubitelje, ki se običajno zmedejo z vrednostmi upora, ki se uporabljajo za določeno komponento in za želeno aplikacijo.

Kaj je upor

Upor je pasivna elektronska komponenta, ki je v elektronskem vezju v primerjavi z drugimi aktivnimi in naprednimi elektronskimi komponentami, kot so BJT, MOSFET, IC, LED, itd.

Vendar pa so upori v nasprotju s tem občutkom eden najpomembnejših delov katerega koli elektronskega vezja in predstavljati si tiskano vezje brez uporov morda videti čudno in nemogoče.

Upori se v osnovi uporabljajo za nadzor napetosti in toka v tokokrogu, ki postane zelo pomemben za delovanje različnih aktivnih, dodelanih komponent.

Na primer, BJT, kot je BC547 ali podoben, bo morda potreboval pravilno izračunan upor na svoji osnovi / oddajniku, da bo deloval optimalno in varno.

Če tega ne upoštevate, lahko tranzistor preprosto izpihne in se poškoduje.

Podobno smo videli, kako upori postanejo tako pomembni v vezjih, ki vključujejo IC, kot sta 555 ali 741 itd.

V tem članku bomo izvedeli, kako izračunati in uporabiti upore v vezjih med načrtovanjem določene konfiguracije.

Kako uporabljati upore za vožnjo tranzistorjev (BJT).

Tranzistor potrebuje upor na svoji osnovi in ​​oddajniku, kar je eno najpomembnejših povezav med tema dvema komponentama.

Tranzistor NPN (BJT) potrebuje določeno količino toka, da teče od njegovega dna do oddajne tirnice ali talne tirnice, da sproži (prenese) močnejši tokovni tok od svojega kolektorja do oddajnika.

PNP tranzistor (BJT) potrebuje določeno količino toka, da teče od svojega oddajnika ali pozitivne tirnice do svoje osnove, da sproži (prenese) močnejši obremenitveni tok od svojega oddajnika do kolektorja.

Da bi BJT lahko optimalno nadzoroval tok obremenitve, mora imeti pravilno izračunan osnovni upor.

Morda boste želeli videti primeren članek za izdelava etape voznika releja

Formulo za izračun osnovnega upora BJT si lahko ogledate spodaj:

R = (Us - 0,6) .Hfe / obremenitveni tok,

Kjer je R = osnovni upor tranzistorja,
Us = vir ali napetost sprožilca na osnovni upor,
Hfe = Naprej ojačanje tranzistorja.

Zgornja formula bo zagotovila pravilno vrednost upora za delovanje obremenitve prek BJT v vezju.

Čeprav je zgornja formula morda videti ključna in nujna za načrtovanje vezja z uporabo BJT-jev in uporov, rezultati dejansko ne bi smeli biti toliko natančni.

Recimo, na primer, da želimo voziti 12V rele s tranzistorjem BC547, če je obratovalni tok releja približno 30mA, lahko iz zgornje formule izračunamo osnovni upor kot:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohmov, kar je enako 57K

Za zgornjo vrednost bi lahko domnevali, da je izjemno optimalna za tranzistor, tako da bo tranzistor deloval z relejem z največjo učinkovitostjo in brez odvajanja ali zapravljanja odvečnega toka.

Vendar bi praktično ugotovili, da katera koli vrednost med 10K in 60k dobro deluje za isto izvedbo, edina obrobna pomanjkljivost je odvajanje tranzistorja, ki je lahko nekoliko večje, lahko je približno 5 do 10mA, kar je popolnoma zanemarljivo in ni pomembno pri vse.

Zgornji pogovor nakazuje, da je izračun vrednosti tranzistorja sicer priporočljiv, vendar ni povsem nujen, saj lahko katera koli razumna vrednost enako dobro opravi vaše delo.

Toda če v zgornjem primeru predpostavimo, da če ste izbrali osnovni upor pod 10K ali nad 60k, bi to zagotovo povzročilo nekaj škodljivih učinkov na rezultate.

Pod 10k bi se tranzistor začel segrevati in se znatno razpadati .. nad 60K pa bi rele ugotovil, da jeclja in ne sproži tesno.

Upori za pogon Mosfeta

V zgornjem primeru smo opazili, da je tranzistor za pravilno izvajanje obremenitve bistveno odvisen od spodobno izračunanega upora na svoji osnovi.

To je zato, ker je osnova tranzistorja odvisna od toka, pri čemer je osnovni tok neposredno sorazmeren toku obremenitve kolektorja.

Če je obremenitveni tok večji, je treba sorazmerno povečati tudi osnovni tok.

V nasprotju s tem so mosfets povsem drugačne stranke. To so naprave, ki so odvisne od napetosti, kar pomeni, da mosfet vrata niso odvisna od toka, temveč od napetosti za sprožitev obremenitve skozi odtok in vir.

Dokler je napetost na vratih večja ali približno 9V, bo mosfet optimalno sprožil obremenitev ne glede na tok vrat, ki bi lahko bil nižji od 1mA.

Zaradi zgoraj navedene lastnosti upor mosfet vrat ne zahteva nobenih bistvenih izračunov.

Vendar mora biti upor na mosfetovih vratih čim nižji, vendar veliko večji od ničelne vrednosti, to je kjer koli med 10 in 50 ohmi.

Čeprav bi se mosfet še vedno pravilno sprožil, tudi če na njegovih vratih ni bil uveden noben upor, je za preprečevanje ali omejevanje prehodnih pojavov ali konic čez vrata / vir mosfet-a strogo priporočljiva nizka vrednost.

Uporaba upora z LED

Tako kot BJT je uporaba upora z LED bistvena in bi jo lahko izvedli po naslednji formuli:

R = (Napajalna napetost - napetost LED fwd) / LED tok

Rezultati formule so spet le za doseganje absolutno optimalnih rezultatov s svetilnostjo LED.

Denimo, da imamo LED s specifikacijami 3,3 V in 20 mA.

To LED želimo osvetliti z 12V napajalnika.

Uporaba formule nam pove, da:

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

To pomeni, da bi bil za doseganje najučinkovitejših rezultatov LED potreben upor 435 ohmov.

Vendar bi praktično ugotovili, da bi katera koli vrednost med 330 ohm in 1K dala LED-u zadovoljive rezultate, tako da je skoraj malo izkušenj in nekaj praktičnega znanja, zato bi jih lahko brez težav prešli tudi brez kakršnih koli izračunov.

Uporaba uporov z zener diodami

Velikokrat se nam zdi nujno, da v elektronsko vezje vključimo stopnjo cenerjeve diode, na primer v opampovskih tokokrogih, kjer se opamp uporablja kot primerjalnik in nameravamo uporabiti zenerjevo diodo za pritrditev referenčne napetosti na enem od vhodov opamp.

Nekdo se lahko vpraša, kako je mogoče izračunati zenerjev upor ??

Sploh ni težko in je popolnoma enako tistemu, kar smo naredili za LED v prejšnji razpravi.

To je preprosto uporaba naslednje formule:

R = (Napajalna napetost - Zenerjeva napetost) / obremenitveni tok

Ni treba omenjati, da so pravila in parametri enaki kot pri zgoraj navedeni LED, ne bo prišlo do kritičnih težav, če je izbrani cenerni upor nekoliko manjši ali bistveno nad izračunano vrednostjo.

Kako uporabljati upore v opampih

Na splošno so vse IC integrirane z visoko specifikacijo vhodne impedance in nizko specifikacijo izhodne impedance.

To pomeni, da so vhodi dobro zaščiteni od znotraj in niso odvisni od toka za obratovalne parametre, v nasprotju s tem pa bodo izhodi večine IC občutljivi na tok in kratke stike.

Zato izračunavanje uporov za vhod IC ni nujno kritično, toda med konfiguriranjem izhoda z obremenitvijo bo upor morda ključen in ga bo morda treba izračunati, kot je razloženo v zgornjih pogovorih.

Uporaba uporov kot tokovnih senzorjev

V zgornjih primerih smo, zlasti za LeD-je in BJT-je, videli, kako je mogoče upore konfigurirati kot omejevalnike toka. Zdaj pa se naučimo, kako se upor lahko uporablja kot trenutni senzor:

Enako se lahko naučite tudi v tem primeru, ki pojasnjuje kako zgraditi trenutne senzorske module

V skladu z ohmskim zakonom, ko prehaja tok skozi upor, se na tem uporu razvije sorazmerna količina potencialne razlike, ki jo lahko izračunamo z uporabo naslednje ohmske formule:

V = RxI, kjer je V napetost, razvita na uporu, R upor v ohmih in I tok, ki gre skozi upor v amperih.

Recimo, na primer, 1-amp tok se prenese skozi 2 ohmski upor, tako da rešitev v zgornji formuli daje:

V = 2x1 = 2 V,

Če se tok zmanjša na 0,5 ampera, potem

V = 2x0,5 = 1 V

Zgornji izrazi prikazujejo, kako se potencialna razlika v uporu spreminja linearno in sorazmerno kot odziv na tekoči tok skozi njega.

Ta lastnost upora je učinkovito uporabljena v vseh tokokrogih za merjenje toka ali tokovno zaščito.

Morda boste videli naslednje primere za preučevanje zgornje značilnosti uporov, vsi ti modeli so uporabili izračunani upor za zaznavanje želenih nivojev toka za posamezne aplikacije.

Univerzalno vezje za omejevanje toka LED z visoko močjo - konstantno ...

Poceni tokovno nadzorovan 12-voltni tokokrog polnilca ...

LM317 kot regulator spremenljive napetosti in spremenljiv ...

Vezje gonilnika laserske diode - krmiljeno s tokom | Domače ...

Naredite konstantni tok LED reflektorjev sto vatov ...

Uporaba uporov kot potencialnega delilnika

Do zdaj smo videli, kako je mogoče upore uporabiti v tokokrogih za omejevanje toka, zdaj pa raziščimo, kako je mogoče upore ožičiti, da dosežejo želeno napetost v vezju.

Številna vezja zahtevajo natančne napetostne stopnje na določenih točkah, ki postanejo ključna referenca za vezje za izvajanje predvidenih funkcij.


Za takšne aplikacije se izračunani upori serijsko uporabljajo za določanje natančnih napetostnih ravni, imenovane tudi potencialne razlike glede na zahtevo vezja. Želene referenčne napetosti se dosežejo na stičišču obeh izbranih uporov (glej sliko zgoraj).

Upori, ki se uporabljajo za določanje določenih napetostnih ravni, se imenujejo potencialna delilna omrežja.

Formulo za iskanje uporov in referenc napetosti si lahko ogledate spodaj, čeprav jo je mogoče preprosto doseči z uporabo prednastavitve ali lonca in z merjenjem osrednje vodilne napetosti z DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Imate dodatna vprašanja? Prosimo, napišite svoje misli s svojimi komentarji.