pilotare on/off bjt, esempio pratico, please

"cesco" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Dipende da cosa devi farci con quel transistor. Se devi pilotare un led da 10 mA e' una cosa, se devi pilotare un motore da

200A il discorso e' diverso. Nel primo caso poi permetterti di non mandare il transistor in completa saturazione o di dare alla base corrente superflua e non succederá niente di grave, il led si accendera' un po' meno oppure il circuito consumera' un po' di piu' corrente. Nel caso del motore da 200A se sbagli qualcosa ti ritrovi un guasto da migliaia di euro in pochi secondi., percio' e' indispensabile progettare con attenzione e considerare tutti i fattori. Comunque per pilotare led, rele' e simili, con alimentazioni a 5 volt o piu' io non considereo nemmeno la Vbe e la Vcesat, solo legge di ohm e considero un Hfe di 50, che per piccoli transistor va sempre bene.

Ciao, grosso modo ti sei risposto da solo, solitamente il problema si risolve rapidamente partendo dal guadagno di corrente per "grandi" segnali ß (con hfe di solito si indica quello per "piccoli" segnali ad emettitore comune), lo trovi sul datasheet (anche se in molti casi lo trovi indicato con HFE) o te lo misuri al volo con un multimetro; è importante poi conoscere la resistenza di carico (devi partire da questa, come ti fa giustamente notare Valeria Dal Monte, non dalla corrente di collettore).

Allora, i dati a tua disposizione sono: Vcc, Vin, il guadagno di corrente per "grandi" segnali ß, Rc. Inoltre sai che in genere Vcesat = 0.2 Volt, Vbesat = 0.8 Volt (all'atto pratico).

Quindi in saturazione avrai: Ic < ßIb

e

Vcc = RcIc + Vcesat Vin = RbIb + Vbesat

Da queste ti ricavi Ib (o meglio, qual'è il valore minimo che deve assumere Ib):

Ic = (Vcc - Vcesat)/Rc < ßIb => Ib > (Vcc - Vcesat)/ßRc

La formuletta per Rb l'hai scritta (devi considerare però Vbesat in luogo di VbeMAX), fissi quindi Ib e poi ti ricavi Rb.

Se hai tre valori di ß (minimo, tipico, massimo) anzichè uno, per essere certo che Tr si trovi in saturazione ti conviene usare il ßmin (in tal caso non esagerare nella scelta di Ib, cioè non scegliere un valore eccessivamente alto in percentuale rispetto a quello di transizione tra zona attiva e saturazione), infatti se la condizione di saturazione è rispettata per tale valore, lo sarà anche per ßtip e ßmax.

Spero di esserti stato un minimo di aiuto.

Ciao

Aggiungo a quello che ti hanno gia' detto solo un particolare: in fase di progetto non si devono usare MAI i grafici o i valori tipici. I progetti si fanno solo con i valori massimi e minimi tabulati. Questo per un motivo semplice: i valori tipici sono medie statistiche, quindi nessuno garantisce che il particolare transistor che finira' nel particolare esemplare del circuito che hai progettato avra' un valore del parametro anche solo vicino a quello tipico. Invece il costruttore se ti dichiara il minimo garantisce che nessuno dei transistor prodotti (salvo errori o guasti) avra' mai un valore del parametro al di sotto del minimo dichiarato. E analogamente per il massimo. Se usi i valori minimi e massimi il tuo circuito funzionera' con qualunque esemplare di quel transistor, se usi il valore tipico nessuno ti garantisce niente. Infine i grafici, oltre ad essere essi stessi valori tipici e quindi soffrire dello stesso problema, sono anche intrinsecamente meno precisi in quanto appunto in forma grafica anziche' numerica.

Ciao, Daniele

Guarda quanto ti hanno gia` risposto valeria e specialguest. Aggiungo solo qualche osservazione.

OK, questo

Il data sheet lo da` a 800 mA. E comunque, specie con i bipolari, e` opportuno tenersi abbastanza sotto, diciamo dalle parti di 1/3, meta` al massimo. Altrimenti capita che il beta scende troppo, la VCEsat sale troppo...

Vedi quanto ti ha detto valeria. Se saturi molto profondamente (assumendo una Ic che poi in realta` non c'e`), il transistor diventa piu` lento a spegnersi.

A pagina 2 del mio data sheet e` riportato il beta a 300 mA che vale 60. Quello e` il beta minimo, tieni presente che e` a 1V di VCE e in queste condizioni il transistore e` in linearita`.

Si`, bisognerebbe avere quello in condizioni di saturazione, ma se non c'e` va bene anche questo. Occhio che se fa freddo, questo valore aumenta.

Si`

Si`, perche' ad esempio devi considerare che il beta e` funzione della corrente di collettore e della temperatura. Ad esempio sul data sheet c'e` 60 di beta min a 300 mA. E se lavori con un carico che fa passare

100 mA? Data sheet, figura 3 a pagina 3, hai il beta TIPICO. Vedi che passando da 300mA a 100mA il beta TIPICO aumenta del 15% circa. Ci si puo` aspettare che anche il beta minimo salga di altrettanto, e quindi al posto di 60, si puo` prendere 70. Se poi lavori a bassa temperatura, il beta scende, di circa l'1% al grado, e quindi a 0 C, 25 C sotto la temperatura di riferimento, hai che il beta vale circa 70*(1.01)^-25=55

Con questo valore calcoli la corrente di base minima, poi aumenti di un po', come hai fatto tu.

Si`, in questo non c'e`.

Il metodo piu` veloce e` guardare che il data sheet suggerisce piu` volte implicitamente di usare un beta forzato di 10 (guarda i grafici e i dati come sono ottenuti)

Eh eh :-).

Ancora qualche osservazione. Fai una verifica termica. Se hai un carico che usa 500 mA di corrente, e il transistor ha una VCEsat di 0.7V sta dissipando 350mW. La resistenza termica e` di 200 C/W e quindi la giunzione e` 70 C piu` calda dell'ambiente.

Una perplessita` mia su questo data sheet e` che i dati sono forniti a Ta=25C, mentre di solito sono dati a Tj=25C, facendo le misure a impulsi. Ciao

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

ok grazie ad entrambi il mio dubbio era di fare qualche errore grossolano comunque con hFE intendevo il beta, il guadagno per piccoli segnali di solito l'ho sempre trovato hfe nell'esempio mi basavo sulla corrente di collettore e non sul carico, perche' ancora non so cosa sia il carico, o meglio, questo può variare (chiaramente senza superare la icmax) tanto se un transistor satura su un carico da 10ohm a maggior ragione saturera su un carico da 10kohm

posso approfittare ancora un attimo della vostra disponibilità ? :)

fino a che frequenza posso praticamente pilotare un carico con un bjt diciamo general pourpose? mi spiego meglio dovre interfacciare un pic con un altro dispositivo logico, per esempio una rom; le uscite del pic pilotano i transistor so che andrebbero collegati direttamente pic e rom, ma per motivi di sbroglio, una soluzione del genere può essere accettabile? o e meglio che tiro qualche ponticello e evito casini?

VCC + | | .-. | | 10k | | '-' | rom |----- PIC ___ |/ ---|___|--| |>

| | === GND

grazie ciao cesco

mi riferivo a questo (primo link di google:bc337)

comunque e' indifferente, era solo un esempio

buono a sapersi pero' una domanda, se faccio i conti sul beta min dichiarato dal data sheet (60) e sulla vce sat max (0,7), tenendo il conto anche la dissipazione in potenza (delle 2 giunzioni), potrei avere lo stesso problemi?

ok, ma non sapendo il carico non penso di poter far altro mi spiego meglio, pensavo di costruire una semplice protoboard per provare microcontrollori, sulle uscite ci sono i bjt e il collettore va a delle morsettiere volevo pormi nel caso "peggiore", nel senso che anche "succhiando" 1/2 icmax il transistor sia comunque saturo. se poi risulta lento a spegnersi, pazienza tanto comunque mi serve per carichi "in bassa frequenza" ok che sapendo quanta corrente richiede il carico, calcolo la R di base in modo da essere appena oltre la saturazione domanda, in teoria il comportamento dinamico di un transistor e' modellabile con delle capacita' non lineari in parallelo alle giunzioni ecc... IN PRATICA esiste un parametro che mi dia una stima della massima frequenza di commutazione, almeno il suo ordine di grandezza, centinaia di herz, kiloherz, decine di kiloherz, sospetto c' entri fT ma non saprei esattamente il che modo

8-() ok, questo e' il conto completo; tornado sulla terra e considerando che non mi metto a giocare con i transistor con il piumino addosso :-) prendere il beta min dichiarato, ib tale che ic al max valga 1/2 icmax e considerare una vbe di circa 1V, e ragionevole che il transistor si comporti correttamente come interruttore? a parte gli scherzi, sono cosciente che per progetti diciamo "seri" o commerciali vanno considerati tutti i fattori e tutti i casi peggiori (e poi alle fine si trovano comunque componenti saldati "volanti"), ma per una cosa artigianale spero che un dimensionamento più "di massima" basti

ok, quindi margini generosi sul beta

ok, la mia speranza e' che usando il dispositivo entro i limiti dichiarati, alla temperatura ambiente standard, sia indicato sul datasheet se sono necessari dei dissipatori per non cuocerlo ma comincio a sospettare sia solo una speranza...

grazie mille dell'esauriente risposta ciao cesco

Non me ne vengono in mente.

Corrente di base pari alla massima che prevedi/20 e vivi felice. Se il carico e` induttivo, metti anche un diodo di ricircolo fra uscita e alimentazione positiva del carico.

Il fatto e` che in saturazione le due giunzioni sono in diretta, entrambe buttano portatori nella base, e se vai a vedere la distribuzione dei minoritari, questa non e` 0 sul collettore (e` un triangolo sovrapposto a un rettangolo). Tutta l'area del rettangolo e` carica inutile che devi spostare in spegnimento. Inoltre quando il transistore e` caldo, la mobilita` scende e diventa ancora piu` lento, oltre al fatto che il numero di minoritari aumenta.

C'e` un modo pratico? Non lo conosco. Tirando per i capelli (anzi, no, andando oltre il limite di validita` del modello :-)), puoi considerare nel modello ibrido la Cpi, e vedere quanto impieghi a scaricarla. Purtroppo Cpi e` un parametro differenziale, mentre la quantita` di carica che devi rimuovere e` piu` grande (il rettangolo di prima).

Se vuoi accelerare, puoi mettere in parallelo alla resistenza di base un condensatore (C di accelerazione), in modo che la costante di tempo RC sia pari ad alcune volte il valore di rpi*Cpi (che e` legato a ft per mezzo del beta).

Morale: non lo so :-)

Si`

Pensa poi in quelli automotive, militare o spazio!

Beta forzato di 10 va quasi sempre bene.

E` evidentemente solo una speranza. Abbastanza ben riposta per transistori piccoli, peggio riposta per transistori piu` grandi (ad esempio in TO220).

Per fare quello che vuoi tu c'e` la parola magica: ULN2001 e successivi. Li fa texas, st e allegro.

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

ok

mi sembra di capire: niente scorciatoie mi sa che sto prima per via sperimentale (appena rintraccio un oscilloscopio)

ottimo

grazie della dritta (e di tutta la spiegazione) ciao cesco

in genere lo uso, ma per uno schema cosi' semplice ho preferito AACircuit grazie cesco