Расчет резистора для транзистора

Используйте закон Кирхгофа для напряжения (KVL), чтобы найти значение резистора R2.

$$V_{CC}-V_{R2}-V_{LED}-V_{Q1.CE(sat)}=0 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(1) \\[0.2in] \rightarrow V_{CC}-R_2\,I_{LED}-V_{LED}-V_{Q1.CE(sat)}=0 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(2)$$

Решите уравнение (2) для R2. Посмотрите на таблицы/графики «насыщения» в паспорте транзистора, чтобы оценить значение напряжения.$V_{Q1.CE(sat)}\,@I_{C(sat)}=I_{LED}$.

Желаемый базовый ток$I_{B(sat)}$для насыщения пути коллектор-эмиттер транзистора Q1 определяется уравнением (3):

$$I_{B(sat)}=I_{C(sat)}/\beta_{sat}\bigg\rvert_{I_{C(sat)}=I_{LED},\;\beta_{sat}=10} \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(3)$$

[НАМЕКАТЬ:$\beta_{sat}=10$взято из паспорта транзистора.]

Используйте KVL, чтобы определить значение резистора R1.

$$V_{OH}-V_{R1}-V_{Q1.BE(sat)}=0 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(4) \\[0.2in] \rightarrow V_{OH}-R_1\,I_{Q1.B(sat)}-V_{Q1.BE(sat)}=0 \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(5)$$

где$V_{OH}$это минимальное напряжение для логического ВЫСОКОГО выхода для логики 3V3, которую вы используете:

$$V_{OH} \le V_{LogicHigh} \le 3.3\,V \;\;\;\;\;\;\;\;\;\;(6)$$

Решите уравнение (5) для R1. Посмотрите на таблицы/графики «насыщения» в паспорте транзистора, чтобы оценить значение напряжения.$V_{Q1.BE(sat)}\,@I_{C(sat)}=I_{LED}$.

ПРОВЕРКИ

1. Проверьте текущие номиналы для контакта GPIO, который вы используете. Убедитесь, что контакт GPIO может безопасно$I_{B(sat)}$ампер тока, когда контакт настроен на логический ВЫСОКИЙ выход.

2. Проверьте электрические характеристики контактов POWER микроконтроллера ("uC"). Убедитесь, что ваша конструкция не потребляет больше тока через контакты POWER UC, чем указанный максимальный ток для этих контактов.

3. Рассчитайте мощность, которую должен рассеивать каждый резистор. Приобретите/используйте резистор, указанная номинальная мощность которого как минимум в два раза превышает расчетное значение рассеиваемой мощности.$(P_{SPEC}\ge 2 P_R)$.

$$P_R=I_R^2\,R$$

И для светодиода, и для базы транзистора используется одна и та же формула для расчета резистора.

(Вс - Вф) / Если

Напряжение источника минус прямое напряжение диода, деленное на прямой ток диода.

Для обычного транзистора с кремниевой базой, такого как 2n2222, Vf, как правило, составляет 0,7 В.

При максимальном токе коллектора (5 В / 40 Ом = 0,125 А) PN2222 просто великолепен. Ваш фактический ток будет меньше в зависимости от вашего светодиода, добавленного к этому.

Вы хотите знать значение резистора, но не сказали, какой именно.

Вы говорите, что через светодиод должно проходить 100 мА, но не сказали, какое напряжение он упадет. Предположим, 1,2 В, что должно быть близко для ИК-светодиода. Предположим, что напряжение насыщения транзистора упадет на 200 мВ.

Вы начинаете с 12 В. За вычетом напряжения на светодиоде и транзисторе остается 10,6 В на R2. По закону Ома R2 = (10,6 В)/(100 мА) = 106 Ом. Это абсолютное минимальное сопротивление, и светодиод работает прямо на краю. Для некоторого запаса я бы использовал по крайней мере 120 Ом.

Что касается R1, я подробно расскажу о том, как рассчитать базовый резистор на https://electronics.stackexchange.com/a/341131/4512 .

Добавлено в ответ на комментарии

Я использую блок питания 5В вместо 12В.

Похоже, что ваша схема показывает 12 В. Это немного трудно читать, но это точно не 5 В.

Если вы действительно имеете в виду 5 В, то я не понимаю, почему вы написали 12 В на явно нарисованной от руки схеме. Это просто не имеет смысла.

Я пытаюсь рассчитать R2.

Верно. Это именно то, что я показал, как сделать выше. Вы должны быть в состоянии следовать описанному выше процессу с любым напряжением питания, прямым напряжением светодиода и током светодиода, чтобы получить подходящее значение для R2.