Hvordan bruke motstander med LED, Zener og Transistor

I dette innlegget lærer vi hvordan du bruker motstander mens du designer en elektronisk krets som bruker lysdioder, zenerdioder eller transistorer. Denne artikkelen kan være veldig nyttig for de nye hobbyistene som normalt blir forvirret med motstandsverdiene som skal brukes til en bestemt komponent og for ønsket applikasjon.

Hva er en motstand

En motstand er en passiv elektronisk komponent som kan se ganske lite imponerende ut i en elektronisk krets sammenlignet med de andre aktive og avanserte elektroniske komponentene som BJT, mosfets, IC, LED osv.

Men i motsetning til denne følelsen er motstander en av de viktigste delene i enhver elektronisk krets, og det å forestille seg et PCB uten motstander kan se rart og umulig ut.

Motstander brukes i utgangspunktet for å kontrollere spenning og strøm i en krets som blir svært viktig for å betjene de forskjellige aktive, sofistikerte komponentene.

For eksempel kan en BJT som en BC547 eller lignende trenge en riktig beregnet motstand over basen / emitteren for å fungere optimalt og trygt.

Hvis dette ikke følges, kan transistoren rett og slett blåse av og bli skadet.

På samme måte har vi sett hvordan motstander blir så viktige i kretser som involverer IC-er som 555 eller 741 etc.

I denne artikkelen lærer vi hvordan du beregner og bruker motstander i kretser mens du designer en bestemt konfigurasjon.

Hvordan bruke motstander for kjøring av transistorer (BJT).

En transistor krever en motstand over basen og emitteren, og dette er det viktigste forholdet mellom disse to komponentene.

En NPN-transistor (BJT) trenger en spesifisert mengde strøm for å strømme fra basen til emitterskinnen eller bakken for å aktivere (passere) en tyngre belastningsstrøm fra samleren til emitteren.

En PNP-transistor (BJT) trenger en spesifisert mengde strøm for å strømme fra emitteren eller positiv skinne til basen for å aktivere (passere) en tyngre belastningsstrøm fra emitteren til samleren.

For å kontrollere laststrømmen optimalt, må en BJT ha en riktig beregnet basismotstand.

Det kan være lurt å se en relatert eksempelartikkel for lage et stafettførertrinn

Formelen for beregning av basismotstanden til en BJT kan sees nedenfor:

R = (Us - 0.6) .Hfe / belastningsstrøm,

Hvor R = basismotstanden til transistoren,
Us = Kilde eller utløserspenningen til basemotstanden,
Hfe = Fremoverstrømforsterkning av transistoren.

Ovennevnte formel vil gi den riktige motstandsverdien for å drive en last gjennom en BJT i ​​en krets.

Selv om formelen ovenfor kan se avgjørende og viktig ut for å designe en krets ved hjelp av BJT og motstand, trenger ikke resultatene å være så mye nøyaktige.

Anta for eksempel at vi vil kjøre et 12V-relé ved hjelp av en BC547-transistor, hvis reléets driftsstrøm er rundt 30mA, fra formelen ovenfor, kan vi beregne basemotstanden som:

R = (12 - 0,6). 200 / 0.040 = 57000 ohm som tilsvarer 57K

Ovennevnte verdi kan antas å være ekstremt optimal for transistoren slik at transistoren vil betjene reléet med maksimal effektivitet og uten å spre eller kaste bort overflødig strøm.

Men praktisk talt vil du finne at faktisk en verdi mellom 10K og 60k fungerer bra for samme implementering, den eneste marginale ulempen er transistorspredningen som kan være litt mer, kan være rundt 5 til 10mA, det er absolutt ubetydelig og betyr ikke noe på alle.

Ovennevnte samtale indikerer at selv om det kan anbefales å beregne verdien av transistoren, men det er ikke helt viktig, da enhver rimelig verdi kan gjøre jobben for deg like bra.

Men når det er sagt, anta at i det ovennevnte eksemplet, hvis du valgte basismotstanden under 10K eller over 60k, ville det absolutt begynne å forårsake noen negative effekter på resultatene.

Under 10k vil transistoren begynne å bli varmere og forsvinne betydelig..og over 60K vil du finne at reléet stammer og ikke utløser tett.

Motstander for å kjøre Mosfets

I eksemplet ovenfor la vi merke til at en transistor avgjørende er av en anstendig beregnet motstand over basen for å utføre lastoperasjonen riktig.

Dette er fordi en transistorbase er en strømavhengig enhet, der basestrømmen er direkte proporsjonal med dens kollektorbelastningsstrøm.

Hvis laststrømmen er mer, må basisstrømmen også økes proporsjonalt.

I motsetning til dette er mosfets helt andre kunder. Dette er spenningsavhengige enheter, noe som betyr at en mosfetport ikke er avhengig av strøm, heller av spenning for å utløse en belastning over avløpet og kilden.

Så lenge spenningen ved porten er over eller rundt 9V, vil mosfet skyte belastningen optimalt, uavhengig av portstrømmen som kan være så lav som 1mA.

På grunn av ovennevnte funksjon krever en mosfet gate-motstand ingen avgjørende beregninger.

Motstanden ved en mosfetport må imidlertid være så lav som mulig, men mye større enn en nullverdi, det vil si hvor som helst mellom 10 og 50 ohm.

Selv om mosfet fortsatt vil utløse riktig selv om ingen motstand ble introdusert ved porten, anbefales en lav verdi strengt for å motvirke eller begrense transienter eller pigger over porten / kilden til mosfetten.

Bruker en motstand med en LED

Akkurat som en BJT, er det viktig å bruke en motstand med en LED og kan gjøres med følgende formel:

R = (Forsyningsspenning - LED-strømspenning) / LED-strøm

Igjen er formelresultatene bare for å oppnå absolutt optimale resultater fra LED-lysstyrken.

Anta for eksempel at vi har en LED med spesifikasjoner på 3,3 V og 20 mA.

Vi ønsker å belyse denne LED-en fra en 12V forsyning.

Bruk av formelen forteller oss at:

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

Det innebærer at en 435 ohm motstand ville være nødvendig for å oppnå de mest effektive resultatene fra LED.

Men praktisk talt vil du oppdage at en verdi mellom 330 ohm og 1K vil gi tilfredsstillende resultater fra LED-lampen, så det er omtrent liten erfaring og litt praktisk kunnskap, og du kan enkelt komme over disse hindringene selv uten beregninger.

Bruke motstander med zenerdioder

Mange ganger finner vi det viktig å inkludere et zener-diodetrinn i en elektronisk krets, for eksempel i opamp-kretser der en opamp brukes som en komparator, og vi har til hensikt å benytte en zener-diode for å fiksere en referansespenning over en av inngangene til opampen.

Man kan lure på hvordan en zenermotstand kan beregnes ??

Det er ikke vanskelig i det hele tatt, og er bare identisk med det vi gjorde for LED-en i forrige diskusjon.

Det er ganske enkelt å bruke følgende formel:

R = (Forsyningsspenning - Zenerspenning) / belastningsstrøm

Ingen grunn til å nevne at reglene og parametrene er identiske som implementert for lysdioden ovenfor, ingen kritiske problemer vil oppstå hvis den valgte zenermotstanden er litt mindre eller betydelig over den beregnede verdien.

Hvordan bruke motstander i Opamps

Vanligvis er alle IC-er designet med spesifikasjoner for høy inngangsimpedans og spesifikasjoner for lav utgangsimpedans.

Betydningen er at inngangene er godt beskyttet fra innsiden og ikke er strømavhengige for driftsparametrene, men i motsetning til dette vil utgangene til de fleste IC være sårbare for strøm og kortslutning.

Derfor kan det hende at beregning av motstander for inngangen til en IC ikke er kritisk i det hele tatt, men mens du konfigurerer utgangen med en belastning, kan en motstand bli avgjørende og må kanskje beregnes som forklart i våre samtaler ovenfor.

Bruker motstander som strømfølere

I eksemplene ovenfor, spesielt for LeDs og BJTs, så vi hvordan motstander kunne konfigureres som strømbegrensere. La oss nå lære hvordan en motstand kan brukes som strømfølere:

Du kan også lære det samme i denne eksempelartikkelen som forklarer hvordan du bygger nåværende sensormoduler

I henhold til Ohms lov når strøm gjennom en motstand passeres, utvikles en proporsjonal mengde potensiell forskjell over denne motstanden som kan beregnes ved hjelp av følgende Ohms lovformel:

V = RxI, hvor V er spenningen utviklet over motstanden, R er motstanden i ohm, og jeg er strømmen som går gjennom motstanden i ampere.

La oss si for eksempel at en 1 amp strøm sendes gjennom en 2 ohm motstand, og å løse dette i formelen ovenfor gir:

V = 2x1 = 2 V,

Hvis strømmen reduseres til 0,5 ampere, da

V = 2x0,5 = 1 V

Ovennevnte uttrykk viser hvordan potensialforskjellen over motstanden varierer lineært og proporsjonalt som svar på strømmen gjennom den.

Denne egenskapen til en motstand er effektivt implementert i alle kretser for strømmåling eller strømbeskyttelse.

Du kan se følgende eksempler for å studere de ovennevnte egenskapene til motstander. Alle disse designene har brukt en beregnet motstand for å registrere de aktuelle strømnivåene for de spesifikke applikasjonene ..

Universal High Watt LED Current Limiter Circuit - Konstant ...

Billig strømstyrt 12 Volt batteriladerkrets ...

LM317 som en variabel spenningsregulator og variabel ...

Laser Diode Driver Circuit - Strømstyrt | Hjemmelaget ...

Lag hundre watt LED-flomlys konstant strøm ...

Bruke motstander som potensiell skillelinje

Så langt har vi sett hvordan motstander kan brukes i kretser for å begrense strøm, la oss nå undersøke hvordan motstander kan kobles for å få ønsket spenningsnivå inne i en krets.

Mange kretser krever nøyaktige spenningsnivåer på bestemte punkter som blir viktige referanser for kretsen for å utføre de tiltenkte funksjonene.


For slike applikasjoner brukes beregnede motstander i serie for å bestemme de nøyaktige spenningsnivåene, også kalt potensielle forskjeller i henhold til kretsens krav. De ønskede spenningsreferansene oppnås ved krysset mellom de to valgte motstandene (se figuren ovenfor).

Motstandene som brukes til å bestemme spesifikke spenningsnivåer kalles potensielle delernettverk.

Formelen for å finne motstandene og spenningsreferansene kan sees nedenfor, selv om den også enkelt kan oppnås ved hjelp av en forhåndsinnstilling eller en gryte og ved å måle dens midtledningsspenning ved hjelp av en DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Har du ytterligere spørsmål? Vennligst skriv inn tankene dine gjennom kommentarene dine.