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    • Gabriel Torres

      Seja um moderador do Clube do Hardware!   12-02-2016

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VinBez123

Calculo do resistor da base do transistor

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Bom dia!

Tenho algumas duvidas a respeito do cálculo que deve ser realizado para conseguir achar o valor do resistor da base do transistor. Se eu por exemplo fizer um circuito de 9 volts, com um transistor BC548b com hFe de 180 para acender um led alto brilho de 20ma e 3,4v, o cálculo do resistor séria algo assim:

Ib = ic/hFe

Ib = 20/180 = 0,1a

r = v/i

r = 9 - 0,7 / 0,1a

r = 83 , arredondando para valor comercial R = 82 Ohms

Este cálculo está certo? Caso contrario, qual foi meu erro?

Gostaria de agradecer, pois quero aprender a utilizar transistores.

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  •  

    Seria o ganho de corrente, de acordo com o datasheet

    Editado por VinBez123
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    Seu erro está aqui:

    Ib = ic/hFe

    Ib = 20/180 = 0,1a

    r = v/i

    r = 9 - 0,7 / 0,1a

    r = 83 , arredondando para valor comercial R = 82 Ohms

    Se colocas a corrente como 20 só podemos deduzir tratar-se de 20 mA e consequentemente o resultado será também em mA

    O correto seria:

     

    Ib = 20/180 = 0,1mA

    R = (9-0,7) / 0,0001A

    R = 8,3 / 0,0001A

    R = 83.000 ohms..  Coloque 82k

     

    Só errou de 1000 vezes..

    Editado por faller

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    @VinBez123 ,

     

    voce tem de usar um resistor no coletor, em série com o Led, ou seu Led vai queimar com 100% de certeza.... e esse outro resistor na base deve ser ligado a uma fonte de tensão também, correto ?

     

    Algo semelhante a isto aqui :

     

    http://e.cdn-hardware.com.br/static/c/m/1d47e7a35dc23a94ebad2b55ed6a3c39

     

    357ep1j.jpg

     

    Então, vamos lá :

     

    A alimentação do circuito será feita com 9 Volts; você pretende fazer circular 20 mA no seu Led, e já viu que nessa condição a tensão de condução no Led é de 3,4 Volts.

     

    Agora, tem de olhar o datasheet :

     

    https://www.arduino.cc/documents/datasheets/BC547.pdf

     

    Olhe o gráfico da figura 3. Para uma corrente de coletor de 20mA, uma corrente de base de 0,06 mA já satura o transistor, fazendo com que a tensão seja um pouco abaixo de 0,4 Volts. Mas vamos considerar essa tensão de saturação como 0,4 Volts.

     

    Ví que no seu cálculo você considerou essa tensão como 0,7 Volts. Mas está errado.

     

    Mediante esse gráfico, nem preciso saber qual o ganho do transistor !

     

    Basta apenas garantir que ele opere na região de saturação e pronto. Para isso, basta fazer uma corrente de base ser igual ou maior a 0,06 mA e pronto. É a mesma coisa de dizer que o transistor tem um ganho hFe de 20/0,06 = 333 .

    Agora, lembre-se que quando esse transistor conduz, a tensão Vbe é aproximadamente de 0,7 Volts.

     

    A saída do microcontrolador apresenta uma tensão de 5 Volts. Eu considero esse um valor mais prático, pois reflete a realidade do mundo dos microcontroladores. Digo isto porque no exemplo do mestre @faller, ele considerou que você está aplicando 9V no resistor de base. Mas vou fazer a conta com os 5 Volts.

     

    Para calcular o resistor na base, a conta é muito simples :  (5V - 0,7V)/ 0,00006 = 71666 OHMS.

    Pode usar o valor comercial logo abaixo, por exemplo 68K . Mas na prática qualquer valor entre 1K e 68K vai funcionar, pois o transistor já estará saturado.

     

    Agora, o calculo do resistor de coletor.  Ele tem de absorver a diferença de tensão nele, então o seu valor será de ( 9V - 3,4V - 0,4V ) / 0,02 = 260 Ohms. Use o valor comercial logo acima, que é o de 330 ohms.

     

    Isso foi apenas uma maneira de se calcular, sem ser a ideal !

     

    O problema é que esses transistores possuem uma grande variação de ganho entre vários lotes, então existe uma outra maneira de se calcular, que é usando o ganho mínimo apontado no datasheet.

     

    Veja na pagina 2, a tabela ON CHARACTERISTICS :

     

    Para o modelo BC548B, temos que o menor ganho mostrado no manual é 200 .

     

    Então nesse caso a corrente de base seria de 20 mA / 200 = 0,1 mA

     

    Mas com este valor poderemos estar trabalhando ainda na região ativa do transistor, e não na de saturação !

     

    Para garantir que o transistor sature, usaremos o dobro dessa corrente, que é de 0,2 mA .

     

    O resistor de base então tem o valor de ( 5V - 0,7V) / 0,0002 = 21500 ohms.

     

    Na prática, pode usar o valor logo abaixo, que é de 18K ohms. Ou ainda menor, que não vai dar problema.

     

    O valor do resistor de coletor não muda, continua o mesmo.

     

    Reparou a diferença entre os dois resultados ?

     

    Na prática, use o valor de 18K ou menor, porque ele garante que o seu Led vai acender com 20mA não importa o lote do transistor !

     

    Repare que eu não usei os seus dados, mas sim os do datasheet do transistor !

     

    Na prática, a teoria é outra kkkkkkkk !

     

    Paulo

     

     

     

    Editado por aphawk
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  • Autor do tópico
  • 6 horas atrás, aphawk disse:

    @VinBez123 ,

     

    voce tem de usar um resistor no coletor, em série com o Led, ou seu Led vai queimar com 100% de certeza.... e esse outro resistor na base deve ser ligado a uma fonte de tensão também, correto ?

     

    Algo semelhante a isto aqui :

     

    http://e.cdn-hardware.com.br/static/c/m/1d47e7a35dc23a94ebad2b55ed6a3c39

     

    Então, vamos lá :

     

    A alimentação do circuito será feita com 9 Volts; você pretende faze circular 20 mA no seu Led, e já viu que nessa condição a tensão de condução no Led é de 3,4 Volts.

     

    Agora, tem de olhar o datasheet :

     

    https://www.arduino.cc/documents/datasheets/BC547.pdf

     

    Olhe o gráfico da figura 3. Para uma corrente de coletor de 20mA, uma corrente de base de 0,06 mA já satura o transistor, fazendo com que a tensão seja um pouco abaixo de 0,4 Volts. Mas vamos considerar essa tensão de saturação como 0,4 Volts.

     

    Ví que no seu cálculo voce considerou essa tensão com 0,7 Volts. Mas está errado.

     

    Mediante esse gráfico, nem preciso saber qual o ganho do transistor !

     

    Basta apenas garantir que ele opere na região de saturação e pronto. Para isso, basta fazer uma corrente de base ser igual ou maior a 0,06 mA e pronto. é a mesma coisa de dizer que o transistor tem um ganho hFe de 20/0,06 = 333 .

    Agora, lembre-se que quando esse transistor conduz, a tensão Vbe é aproximadamente de 0,7 Volts.

     

    A saída do microcontrolador apresenta uma tensão de 5 Volts. Eu considero esse um valor mais prático, pois reflete a realidade do mundo dos microcontroladores. Digo isto porque no exemplo do mestre @faller, ele considerou que voce está aplicando 9V no resistor de base. Portanto vou fazer a conta com os 5 Volts.

     

    Para calcular o resistor na base, a conta é muito simples :  (5V - 0,7V)/ 0,00006 = 71666 OHMS.

    Pode usar o valor comercial logo abaixo, por exemplo 68K . Mas na prática qualquer valor entre 1K e 68K vai funcionar, pois o transistor já estará saturado.

     

    Agora, o calculo do resistor de coletor.  Ele tem de absorver a diferença de tensão nele, então o seu valor será de ( 9V - 3,4V - 0,4V ) / 0,02 = 260 Ohms. Use o valor comercial logo acima, que é o de 330 ohms.

     

    Isso foi apenas uma maneira de se calcular, sem ser a ideal !

     

    O problema é que esses transistores possuem uma grande variação de ganho entre vários lotes, então existe uma outra maneira de se calcular, que é usando o ganho mínimo apontado no datasheet.

     

    Veja na pagina 2, a tabela ON CHARACTERISTICS :

     

    Para o modelo BC548B, temos que o menor ganho mostrado no manual é 200 .

     

    Então nesse caso a corrente de base seria de 20 mA / 200 = 0,1 mA

     

    Mas com este valor poderemos estar trabalhando ainda na região ativa do transistor, e não na de saturação !

     

    Para garantir que o transistor sature, usaremos o dobro dessa corrente, que é de 0,2 mA .

     

    O resistor de base então tem o valor de ( 5V - 0,7V) / 0,0002 = 21500 ohms.

     

    Na prática, pode usar o valor logo abaixo, que é de 18K ohms. Ou ainda menor, que não vai dar problema.

     

    O valor do resistor de coletor não muda, continua o mesmo.

     

    Reparou a diferença entre os dois resultados ?

     

    Na prática, use o valor de 18K ou menor, porque ele garante que o seu Led vai acender com 20mA não importa o lote do transistor !

     

    Repare que eu não usei os seus dados, mas sim os do datasheet do transistor !

     

    Na prática, a teoria é outra kkkkkkkk !

     

    Paulo

     

     

     

    Você não tem ideia de como me ajudou :thumbsup:

    Apenas para fixar de vez:

    Na gráfico da figura três, onde exatamente está a linha que indica os 0,06mA?

    A seta laranja, ou a azul?

    Se me responder esta dúvida, aprenderei também a ler os gráficos da forma certa!

    saturação 2.png

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    @VinBez123 ,

     

    É um gráfico meio maluco mesmo.

     

    Mas você errou nas duas setas kkkkk  a azul é de 0.05 , e a laranja é de 0.04 !

     

    A linha de 0.06 é a que está imediatamente á direita da azul.

     

    Mas olhando com calma, tem algo errado nesse gráfico ! Não dá para afirmar qual é a curva exata.... 

     

    Gostaria de te lembrar ainda  que esse é um gráfico NORMALIZADO, isto é, representa a média de todos os modelos desse transistor.....  serve apenas para a gente ter uma ideia de como fazer ele entrar na saturação.

     

    Achei um outro datasheet, mais moderno :

     

    https://www.fairchildsemi.com/datasheets/BC/BC547.pdf

     

    Repare que nem tem mais esse tipo de curva nele ! Justamente por que essa informação na prática não ajuda muito .... A maneira correta é ir mesmo pelo ganho mínimo do modelo que você tem em mãos.

     

    Aliás, trabalhar com transistores na prática faz a gente pensar de uma maneira diferente :  usamos circuitos que irão determinar o ponto de funcionamento dos transistores, pois se pensarmos apenas em termos de ganho hFe teríamos de comprar um lote enorme de transistores, e ficar selecionando um que tenha o ganho bem perto daquele que você usou no cálculo, o que é inviável ! O ideal é que o ponto de funcionamento seja determinado pelos outros componentes.

    Como exemplo, cito aqui o famoso circuito de amplificador em emissor comum, que usa 4 resistores.

     

    Repare que um BC548B pode ter um ganho que varia muito, entre 200 e 450 com média de 290, isso para uma corrente de coletor em torno de 2 ma. Para piorar ainda mais, o ganho varia com a faixa da corrente !  Para correntes em torno de 100 mA, o ganho médio cai para 180, o mesmo ocorre para correntes bem mais baixas, como 10uA.

     

    Complicadinho, não é :D !

     

     

    Paulo

    Editado por aphawk
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  • Autor do tópico
  • @aphawk Obrigado pela explicação!

    Realmente, faz mais sentido comprar componentes que façam o transistor funcionar do que comprar transistores ideais para o circuito.

    Obrigado novamente á todos que me ajudaram a esclarecer minhas dúvidas :)

    • Curtir 3

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