Значение подтягивающего резистора для транзистора NPN для переключения твердотельного реле

Вам действительно нужен резистор, включенный последовательно с базой, но лучшая конструкция также поместила бы резистор последовательно со светодиодом SSR, чтобы однозначно ограничить ток и не зависеть от hFE транзистора.

Итак, я бы сделал базовый последовательный резистор 1 кОм, и это привело бы к подаче на базу около 2,5 мА. Это, вероятно, насытит коллектор примерно до 0,1 вольта, так что он будет действовать как переключатель.

Независимо от того, какое падение напряжения указано в спецификации SSR для его светодиода, оно затем вычитается из 5 В, чтобы определить напряжение на токоограничивающем резисторе светодиода. Лист данных SSR сообщит вам о номинальном токе светодиода, поэтому вы можете рассчитать этот резистор, используя закон Ома.

Поместите резистор R3 между коллектором транзистора и твердотельным реле. Для данного транзистора коэффициент усиления (hFE) зависит от партии изготовления и температуры. С резистором R3 ток через твердотельное реле не зависит от коэффициента усиления транзистора.

Таким образом, напряжение насыщения NPN-транзистора составляет около 0,2 вольта при токе 10 мА для SSR, R3 = (5 - 0,2) / 0,010 = 480. Стандартное значение 420 дает (5 - 0,2) / 420 или 11,4 мА. Стандартное значение 560 дало бы (5 - 0,2) / 560 или 8,57 мА. Поскольку 11,4 ниже предела 15 мА, выберите R3 как 420.

С небольшими пластиковыми NPN-транзисторами коэффициент усиления составляет 50 на 150. Чтобы вогнать транзистор в насыщение, нам нужно не менее 11,4/50 или 0,228 мА в базу.

При насыщении напряжение между базой и эмиттером будет 0,7 для кремния, R1 будет (3,3 - 0,7) / 0,000228 = 11,403 Ом. Таким образом, при выборе 10 кОм на базу будет приходиться (3,3 - 0,7) / 10000 = 0,26 мА. Что было бы достаточно для 0,26 * 50 или 13 мА тока коллектора. Поскольку R3 ограничивает нас всего 11,4 мА, транзистор должен оставаться в состоянии насыщения.

R2 находится в цепи для сброса заряда, который будет собираться в базе транзистора из-за утечки из коллектора в базу, когда GPIO отключен. База не должна плавать до диапазона 0,7 В, иначе транзистор включится.

Эмпирическое правило заключается в том, что R2 в 10 раз превышает значение R1 или 100K. Вы можете посмотреть характеристики транзистора и проверить ток утечки. Умножение утечки на 100K должно дать напряжение, которое должно быть намного меньше 0,7 вольт.

Теперь, когда база транзистора подключена параллельно R2, часть тока будет течь на базу, а часть — на R2. В режиме насыщения ток через R2 составляет 0,7/100К или 0,007 мА. Это мало по сравнению с 0,260 мА в базе, и его можно смело игнорировать.