При переключении светодиода с транзистором через микроконтроллер, должен ли я беспокоиться, если напряжение питания нагрузки выше, чем моя логика микроконтроллера?

Я хочу включать и выключать белый светодиод через GPIO моего микроконтроллера. Плата ESP-01S, которая у меня есть, использует чип ESP8266, который имеет ограничение выходного тока GPIO 12 мА. Тем не менее, я хочу управлять этим светодиодом примерно с 25 мА.

У меня есть транзистор S8050C NPN. Я использую резистор R1 для ограничения тока для светодиода и резистор R2 для ограничения тока для контакта GPIO.

схематический

Изменить здесь: https://www.circuit-diagram.org/circuits/8a2aa3cfd1e04356b4099cee6f851846

Я знаю, что мне придется масштабировать R2 в соответствии со значением, указанным для минимального усиления по току в техническом описании S8050C, поэтому ток для светодиода достаточно высок.

Однако в чем я все еще не уверен, так это в напряжениях: Напряжение питания для светодиода составляет 5 В. Мой микроконтроллер использует 3,3 В. Допустим, светодиод выходит из строя и ведет себя как провод - увидит ли контакт GPIO 5 В. ? Или транзистор от коллектора к базе будет работать как диод? Итак, пока 5 В ниже напряжения пробоя, контакт в порядке?

Обычно это считается безопасным. Большинство (все?) микроконтроллеров сегодня включают в себя защитные диоды на выводах, и включение R2, вероятно, является достаточно высоким значением, чтобы эти защитные диоды не были перегружены. В одном семействе процессоров, насколько я помню, максимальный ток защитного диода равен 2 мА. Другие могут отличаться.
Нет, только ваш транзистор увидит напряжение питания. Ты в порядке.
Цепь безопасна. ПРИМЕЧАНИЕ Джонк почти всегда прав. В этом случае его комментарий о разрешении тока в защитных диодах является плохим советом. У меня есть длинный ответ на это на сайте. Ток защитного диода может перейти в непреднамеренные режимы и нанести полный ущерб.
В общем, NPN-транзистор почти всегда выходит из строя из-за частичного или полного замыкания CE-перехода (не из-за падения диода). По моему опыту, база никогда не затрагивается. Однако PNP — это другая история, так как Vcc всегда хочет выйти из базы при одном падении диода, независимо от того, закорочен ли EC или нет.
@RussellMcMahon Спасибо за исправление. Ток защитного диода — это всего лишь спецификация «Абсолютный максимум» (я не упомянул этот факт). Это не то, что нужно делать. Тем не менее, я видел много профессиональных дизайнов, которые намеренно допускают примерно 25% этого. Просто говорю.
@jonk Да. Я тоже видел много схем, которые допускают ток защитного диода во время (надеюсь) нормальной работы. Включая заметку о приложении Microchip. У меня есть длинный пост SE по этому поводу.

Ответы (2)

Абсолютно никаких проблем.

Ваш дизайн правильный.

Коллектор/сток внешнего транзистора позаботится о внешнем напряжении VCC/VDD.

Прочитайте техническое описание вашего транзистора, и на самой первой странице вы найдете максимальное значение Vce/VDD.

Пример: Vcemax = 40 В

Я думал, что беспокойство было о Vcb? (что в данном случае 40, так что все в порядке)
Поскольку эмиттер подключен к земле во всех испытаниях, проведенных производителем, все абсолютные максимальные значения относятся к земле.

Нет, не знаешь.

VIO0 = Vbe + Ib*R2

если VIO0=3,3 В

поэтому Ib = (VIO0 - Vbe)/R2

Вы должны принять во внимание Ib, что это выходной ток. Сколько может дать ESP-01S.

При этом:

Ic = Hfe Ib = (5V - Vled - Vce) / R1

Vce = Vcb+Vbe. Если Vbe=0,7, то Vcb= 5-0,7. Нет проблем. если Vbe=0, то Vcb=5, проблем нет
При переключении светодиода с транзистором через микроконтроллер, должен ли я беспокоиться, если напряжение питания нагрузки выше, чем моя логика микроконтроллера?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v