LED-i, Zeneri ja transistoriga takistite kasutamine

Selles postituses õpime takistite kasutamist LED-ide, zener-dioodide või transistoride abil elektrooniliste vooluahelate kujundamisel. See artikkel võib olla väga kasulik uutele harrastajatele, kes tavaliselt lähevad segi takisti väärtustega, mida kasutatakse konkreetse komponendi ja soovitud rakenduse jaoks.

Mis on takisti

Takisti on passiivne elektrooniline komponent, mis võib elektroonilises vooluringis tunduda üsna muljetavaldav võrreldes teiste aktiivsete ja täiustatud elektrooniliste komponentidega, nagu BJT-d, mosfetid, IC-d, LED-id jne.

Kuid vastupidiselt sellele tundele on takistid ükskõik millises elektroonilises vooluahelas kõige olulisemad osad ja takistuseta PCB kujutamine võib tunduda kummaline ja võimatu.

Takisteid kasutatakse põhimõtteliselt vooluahela pinge ja voolu reguleerimiseks, mis muutub erinevate aktiivsete ja keerukate komponentide käitamiseks ülitähtsaks.

Näiteks võib BJT, näiteks BC547 või muu sarnane, optimaalseks ja ohutuks toimimiseks vajada oma baasil / emitteril korralikult arvutatud takistit.

Kui seda ei järgita, võib transistor lihtsalt välja puhuda ja kahjustuda.

Samamoodi oleme näinud, kuidas takistid muutuvad nii oluliseks vooluringides, mis hõlmavad IC-sid nagu 555 või 741 jne.

Selles artiklis õpime, kuidas arvutada ja kasutada ahelates takistusi, kujundades konkreetse konfiguratsiooni.

Kuidas kasutada takisteid transistoride (BJT) juhtimiseks.

Transistor vajab kogu aluse ja emitteri kaudu takistit ja see on üks olulisemaid seoseid nende kahe komponendi vahel.

NPN-transistor (BJT) vajab kindlaksmääratud kogust voolu, et voolata selle baasilt emitteri või maarööpale, et käivitada (läbida) suurema koormusvoolu kollektorist emitterini.

PNP-transistor (BJT) vajab oma emitterist või positiivsest rööpast alusele voolamiseks kindlaksmääratud kogust voolu, et käivitada (läbida) suurema koormusvoolu emitterist kollektorisse.

Koormusvoolu optimaalseks juhtimiseks peab BJT-l olema korralikult arvutatud baastakisti.

Võib-olla soovite vaadata seotud artiklit teatesõitja etapi tegemine

BJT baastakisti arvutamise valemit saab näha allpool:

R = (meie - 0,6). Hfe / koormusvool,

Kus R = transistori baastakisti,
Us = Allikatakisti allikas või päästiku pinge,
Hfe = transistori ettepoole suunatud voolutugevus.

Ülaltoodud valem annab õige takisti väärtuse koormuse käitamiseks BJT kaudu ahelas.

Kuigi ülaltoodud valem võib tunduda BJT-d ja takistoreid kasutava vooluahela kujundamisel ülioluline ja hädavajalik, ei pea tulemused tegelikult nii täpsed olema.

Näiteks oletame, et soovime 12V releet juhtida BC547 transistori abil, kui relee töövool on umbes 30mA, võime ülaltoodud valemi põhjal arvutada baastakisti järgmiselt:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 oomi, mis võrdub 57K

Eeltoodud väärtust võib pidada transistori jaoks ülimalt optimaalseks, nii et transistor töötab releed maksimaalse efektiivsusega ja ilma liigvoolu hajutamata või raiskamata.

Kuid praktiliselt leiad, et tegelikult töötab 10K ja 60k väärtused sama rakenduse jaoks hästi, ainus marginaalne puudus on transistori hajumine, mis võib olla veidi suurem, võib olla umbes 5 kuni 10 mA, see on täiesti tühine ja pole oluline kõik.

Ülaltoodud vestlus näitab, et kuigi transistori väärtuse arvutamine võib olla soovitatav, kuid see pole täiesti hädavajalik, kuna mis tahes mõistlik väärtus võib teie jaoks sama hästi tööd teha.

Kuid öeldakse, et ülaltoodud näites, kui valisite alumistakisti alla 10K või üle 60k, hakkaks see kindlasti tulemusi kahjustama.

Allpool 10 k hakkaks transistor soojemaks muutuma ja oluliselt hajuma .. ja üle 60 K leiad, et relee kogeleb ja ei käivitu tihedalt.

Takistid Mosfetsi juhtimiseks

Ülalolevas näites märkasime, et koormustoimingu õigeks täitmiseks sõltub transistor olulisel määral korralikult arvutatud takistist kogu selle aluses.

Seda seetõttu, et transistori alus on voolust sõltuv seade, kus baasivool on otseselt proportsionaalne tema kollektori koormusvooluga.

Kui koormusvool on suurem, tuleb ka baasvoolu proportsionaalselt suurendada.

Vastupidiselt sellele on mosfets täiesti erinevad kliendid. Need on pingest sõltuvad seadmed, mis tähendab, et mosfeti värav ei sõltu voolust, vaid pingest, et käivitada koormus kogu selle äravoolu ja allika kaudu.

Niikaua kui pinge väravas on üle või umbes 9 V, laseb mosfet koormuse optimaalselt, hoolimata värava voolust, mis võib olla nii madal kui 1mA.

Ülaltoodud funktsiooni tõttu ei vaja mosfeti väravatakisti olulisi arvutusi.

Kuid takistus mosfeti väravas peab olema võimalikult madal, kuid palju suurem kui nullväärtus, see on kuskil 10–50 oomi.

Ehkki mosfet käivitaks ikka korralikult, isegi kui selle väravasse takistit ei tooda, on transientide või naastude ületamiseks või piiramiseks mosfeti väravas / allikas rangelt soovitatav madal väärtus.

LED-ga takisti kasutamine

Nagu BJT, on ka LED-ga takisti kasutamine hädavajalik ja seda saab teha järgmise valemi abil:

R = (toitepinge - LED fwd pinge) / LED-vool

Valemi tulemused on jällegi ainult absoluutsete optimaalsete tulemuste saamiseks LED-i heledusest.

Oletame näiteks, et meil on LED, millel on näitajad 3,3 V ja 20 mA.

Soovime selle LED-i valgustada 12V toiteallikast.

Valemi kasutamine ütleb meile, et:

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

See tähendab, et LED-st kõige tõhusamate tulemuste saamiseks oleks vaja 435 oomi takistit.

Kuid praktiliselt leiad, et mis tahes väärtus vahemikus 330 oomi kuni 1K annaks LED-i rahuldavaid tulemusi, nii et selle peaaegu vähe kogemusi ja praktilisi teadmisi ning võite hõlpsasti nendest takistustest üle saada ka ilma arvutusteta.

Zener-dioodidega takistite kasutamine

Mitu korda peame vajalikuks lisada zener-dioodi staadium elektroonilisse vooluahelasse, näiteks opamp-ahelatesse, kus opampi kasutatakse nagu komparaatorit, ja kavatseme kasutada zener-dioodi võrdluspinge fikseerimiseks opamp.

Võib imestada, kuidas saab zeneri takistit arvutada ??

See pole üldse keeruline ja on lihtsalt identne sellega, mida me eelmises arutelus LED-i jaoks tegime.

See tähendab, et kasutage lihtsalt järgmist valemit:

R = (toitepinge - Zeneri pinge) / koormusvool

Pole vaja mainida, et reeglid ja parameetrid on identsed ülaltoodud LED-i jaoks rakendatud, kriitilisi probleeme ei teki, kui valitud zeneri takisti on arvutatud väärtusest veidi vähem või oluliselt kõrgem.

Kuidas kasutada takisteid Opampides

Üldiselt on kõik IC-d konstrueeritud kõrge sisendtakistuse ja madala väljundtakistuse näitajatega.

See tähendab, et sisendid on seestpoolt hästi kaitstud ja ei sõltu tööparameetritest voolust, kuid vastupidiselt sellele on enamiku IC väljundid voolu ja lühise suhtes haavatavad.

Seetõttu ei pruugi IC sisendi takistite arvutamine olla üldse kriitiline, kuid väljundi konfigureerimisel koormusega võib takisti muutuda ülitähtsaks ja see võib osutuda vajalikuks arvutada, nagu on selgitatud ülaltoodud vestlustes.

Takistite kasutamine vooluanduritena

Eespool toodud näidetes, eriti LeD-de ja BJT-de puhul, nägime, kuidas takistoreid saaks konfigureerida voolupiirajatena. Nüüd õpime, kuidas takistit saab kasutada vooluanduritena:

Sama saate õppida ka selles näites, mis selgitab kuidas ehitada praeguseid andurimooduleid

Vastavalt Ohmi seadusele, kui takisti kaudu vool üle läheb, tekib selle takisti suhtes proportsionaalne potentsiaalide vahe, mida saab arvutada järgmise Ohmi seaduse valemi abil:

V = RxI, kus V on üle takisti arenenud pinge, R on takisti oomides ja I on voolutakisti läbiv vool amprites.

Oletame näiteks, et 1 amprine vool juhitakse läbi 2 oomi takisti, lahendades selle ülaltoodud valemis:

V = 2x1 = 2 V,

Kui voolu vähendatakse 0,5 amprini, siis

V = 2x0,5 = 1 V

Eespool toodud väljendid näitavad, kuidas potentsiaalne erinevus takisti ulatuses varieerub lineaarselt ja proportsionaalselt vastusena läbi selle läbivoolavale voolule.

Takisti seda omadust rakendatakse tõhusalt kõigis voolu mõõtmise või voolukaitsega seotud ahelates.

Takistite ülaltoodud omaduste uurimiseks võite näha järgmisi näiteid, kuna kõik need konstruktsioonid on konkreetsete rakenduste jaoks soovitud voolutaseme tuvastamiseks kasutanud arvutatud takistit.

Universaalne suure vattiga LED-voolu piiraja ahel - pidev ...

Odav vooluga juhitav 12-voldine akulaadija vooluring ...

LM317 kui muutuva pinge regulaator ja muutuv ...

Laserdioodi draiveri vooluahel - juhitav vool Omatehtud ...

Tehke saja vatise LED-prožektori pidev vool ...

Takistite kasutamine potentsiaalijagajana

Siiani nägime, kuidas takisteid saab voolu piiramiseks vooluringides rakendada, uurime nüüd, kuidas saab takisteid juhtmetega ühendada soovitud pingetaseme saamiseks vooluahelas.

Paljud ahelad vajavad täpseid pingetasemeid kindlates punktides, mis muutuvad skeemi jaoks üliolulisteks viideteks kavandatud funktsioonide täitmiseks.


Selliste rakenduste jaoks kasutatakse arvutatud takisteid järjestikuste täpsete pingetasemete määramiseks, mida nimetatakse ka potentsiaalseteks erinevusteks vastavalt vooluahela nõudele. Soovitud pinge referentsid saavutatakse kahe valitud takisti ristmikul (vt ülaltoodud joonist).

Spetsiifiliste pingetasemete määramiseks kasutatavaid takisteid nimetatakse potentsiaalsete jagurite võrkudeks.

Takistite leidmise valemit ja pinge viiteid saab vaadelda allpool, ehkki selle võib saavutada ka lihtsalt eelseadistuse või poti abil ja selle keskmise juhtpinge mõõtmisega DMM-i abil.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Kas teil on veel küsimusi? Palun kirjutage oma kommentaaride kaudu oma mõtetesse.