LED, Zener ve Transistörlü Dirençler Nasıl Kullanılır

Bu yazıda, LED'ler, zener diyotlar veya transistörler kullanarak elektronik devreler tasarlarken dirençlerin nasıl kullanılacağını öğreniyoruz. Bu makale, belirli bir bileşen için ve istenen uygulama için kullanılacak direnç değerleriyle normalde karışan yeni hobiler için çok faydalı olabilir.

Direnç nedir

Bir direnç, bir elektronik devrede BJT'ler, mosfetler, IC'ler, LED'ler gibi diğer aktif ve gelişmiş elektronik bileşenlere kıyasla oldukça etkileyici görünebilecek pasif bir elektronik bileşendir.

Ancak bu hissin aksine dirençler, herhangi bir elektronik devredeki en önemli parçalardan biridir ve dirençsiz bir PCB hayal etmek garip ve imkansız görünebilir.

Dirençler, temel olarak, çeşitli aktif, karmaşık bileşenleri çalıştırmak için oldukça önemli hale gelen bir devrede voltaj ve akımı kontrol etmek için kullanılır.

Örneğin, BC547 veya benzeri gibi bir BJT'nin optimum ve güvenli bir şekilde çalışması için tabanı / vericisi boyunca uygun şekilde hesaplanmış bir dirence ihtiyacı olabilir.

Buna uyulmazsa, transistör basitçe patlayabilir ve hasar görebilir.

Benzer şekilde, 555 veya 741 gibi IC'leri içeren devrelerde dirençlerin nasıl bu kadar önemli hale geldiğini gördük.

Bu makalede, belirli bir konfigürasyonu tasarlarken devrelerde dirençlerin nasıl hesaplanacağını ve kullanılacağını öğreneceğiz.

Transistörleri (BJT'ler) sürmek için Dirençler nasıl kullanılır.

Bir transistör, tabanı ve vericisi boyunca bir direnç gerektirir ve bu, bu iki bileşen arasındaki en önemli ilişkiden biridir.

Bir NPN transistörünün (BJT), toplayıcısından vericisine daha ağır bir yük akımını harekete geçirmek (geçirmek) için tabanından yayıcı rayına veya yer rayına akması için belirli bir miktarda akıma ihtiyacı vardır.

Bir PNP transistörünün (BJT), emitöründen toplayıcısına daha ağır bir yük akımını harekete geçirmek (geçirmek) için emitöründen veya pozitif rayından tabanına akması için belirli bir miktarda akıma ihtiyacı vardır.

Yük akımını en iyi şekilde kontrol etmek için, bir BJT'nin uygun şekilde hesaplanmış bir taban direncine sahip olması gerekir.

İlgili bir örnek makale görmek isteyebilirsiniz. röle sürücüsü aşaması yapmak

Bir BJT'nin temel direncini hesaplama formülü aşağıda görülebilir:

R = (Us - 0.6) .Hfe / Yük Akımı,

R = transistörün temel direnci,
Us = Kaynak veya taban direncine tetik voltajı,
Hfe = Transistörün ileri akım kazancı.

Yukarıdaki formül, bir devrede bir BJT aracılığıyla bir yükü çalıştırmak için doğru direnç değerini sağlayacaktır.

Yukarıdaki formül, BJT'leri ve dirençleri kullanarak bir devre tasarlamak için çok önemli ve zorunlu görünse de, sonuçların aslında o kadar doğru olması gerekmez.

Örneğin, bir BC547 transistörü kullanarak 12V bir röle sürmek istediğimizi varsayalım, rölenin çalışma akımı 30mA civarındaysa, yukarıdaki formülden temel direnci şu şekilde hesaplayabiliriz:

R = (12 - 0.6). 200 / 0.040 = 57000 ohm, bu 57K'ya eşittir

Yukarıdaki değerin, transistör için son derece optimal olduğu varsayılabilir, öyle ki, transistör röleyi maksimum verimlilikle ve fazla akımı dağıtmadan veya boşa harcamadan çalıştıracaktır.

Bununla birlikte, pratik olarak, 10K ile 60k arasındaki herhangi bir değerin aynı uygulama için iyi çalıştığını göreceksiniz, tek marjinal dezavantaj, biraz daha fazla olabilecek transistör dağıtımıdır, 5 ila 10mA civarında olabilir, bu kesinlikle ihmal edilebilir ve önemli değildir. herşey.

Yukarıdaki konuşma, transistörün değerini hesaplamanın tavsiye edilebileceğini, ancak herhangi bir makul değerin işi sizin için eşit derecede iyi yapabileceği için tamamen gerekli olmadığını gösterir.

Ancak, yukarıdaki örnekte, baz direnci 10K'nın altında veya 60k'nın üzerinde seçerseniz, o zaman kesinlikle sonuçlarda bazı olumsuz etkilere neden olmaya başlayacağını varsayalım.

10k'nin altında transistör ısınmaya ve önemli ölçüde dağılmaya başlayacaktı ... ve 60K'nın üzerinde rölenin teklediğini ve sıkıca tetiklenmediğini göreceksiniz.

Mosfets sürmek için dirençler

Yukarıdaki örnekte, bir transistörün, yükleme işlemini doğru bir şekilde yürütmek için tabanı boyunca makul bir şekilde hesaplanmış bir dirence bağlı olduğunu fark ettik.

Bunun nedeni, bir transistör tabanının, temel akımın kolektör yük akımıyla doğru orantılı olduğu akıma bağlı bir cihaz olmasıdır.

Yük akımı daha fazlaysa, temel akımın da orantılı olarak artırılması gerekecektir.

Bu mosfetlerin aksine tamamen farklı müşterilerdir. Bunlar voltaja bağlı cihazlardır, yani bir mosfet kapısı, drenajı ve kaynağı boyunca bir yükü tetiklemek için voltaja değil, akıma bağlı değildir.

Kapısındaki voltaj 9V üzerinde veya civarında olduğu sürece, mosfet, 1mA kadar düşük olabilecek kapı akımına bakılmaksızın yükü optimum şekilde ateşleyecektir.

Yukarıdaki özellik nedeniyle, bir mosfet kapı direnci herhangi bir önemli hesaplama gerektirmez.

Bununla birlikte, mosfet kapısındaki direnç, mümkün olduğu kadar düşük, ancak sıfır değerinden çok daha büyük, yani 10 ile 50 ohm arasında herhangi bir yerde olmalıdır.

Mosfet, kapısına herhangi bir direnç eklenmemiş olsa bile yine de doğru şekilde tetiklense de, mosfet'in kapısı / kaynağı boyunca geçici akımlara veya ani yükselmelere karşı koymak veya sınırlamak için düşük bir değer kesinlikle önerilir.

LED'li bir direnç kullanma

Tıpkı bir BJT gibi, LED'li bir direnç kullanmak çok önemlidir ve aşağıdaki formül kullanılarak yapılabilir:

R = (Besleme voltajı - LED fwd voltajı) / LED akımı

Yine, formül sonuçları yalnızca LED parlaklığından mutlak optimum sonuçlar elde etmek içindir.

Örneğin 3.3V ve 20mA özellikli bir LED'imiz olduğunu varsayalım.

Bu led'i 12V beslemeden aydınlatmak istiyoruz.

Formülü kullanmak bize şunu söyler:

R = 12 - 3.3 / 0.02 = 435 ohm

Bu, LED'den en verimli sonuçları elde etmek için 435 ohm'luk bir direncin gerekli olacağı anlamına gelir.

Bununla birlikte, pratikte 330 ohm ile 1K arasındaki herhangi bir değerin LED'den tatmin edici sonuçlar vereceğini göreceksiniz, bu nedenle neredeyse çok az deneyim ve biraz pratik bilgi ve herhangi bir hesaplama yapmadan bile bu engelleri kolayca aşabilirsiniz.

Dirençlerin zener diyotlarla kullanılması

Çoğu zaman, bir elektronik devrede bir zener diyot aşaması dahil etmeyi gerekli buluyoruz, örneğin bir opampın bir karşılaştırıcı gibi kullanıldığı opamp devrelerinde ve girişlerinden biri boyunca bir referans voltajını sabitlemek için bir zener diyot kullanmayı düşünüyoruz. opamp.

Bir zener direncinin nasıl hesaplanabileceği merak edilebilir mi?

Hiç de zor değil ve önceki tartışmada LED için yaptığımızla aynı.

Bu sadece aşağıdaki formülü kullanmaktır:

R = (Besleme gerilimi - Zener gerilimi) / yük akımı

Kuralların ve parametrelerin yukarıdaki LED için uygulanan ile aynı olduğunu belirtmeye gerek yok, seçilen zener direnci hesaplanan değerden biraz daha az veya önemli ölçüde yüksekse hiçbir kritik sorunla karşılaşılmayacaktır.

Opamp'larda Dirençler nasıl kullanılır

Genel olarak tüm IC'ler, yüksek giriş empedans özellikleri ve düşük çıkış empedans özellikleri ile tasarlanmıştır.

Yani, girişler içeriden iyi korunur ve operasyonel parametreler için akıma bağlı değildir, ancak bunun aksine çoğu IC'nin çıkışları akıma ve kısa devrelere karşı savunmasız olacaktır.

Bu nedenle, bir IC'nin girişi için dirençlerin hesaplanması hiç kritik olmayabilir, ancak çıkışı bir yük ile yapılandırırken, bir direnç önemli hale gelebilir ve yukarıdaki konuşmalarımızda açıklandığı gibi hesaplanması gerekebilir.

Dirençleri akım sensörleri olarak kullanma

Yukarıdaki örneklerde, özellikle LeD'ler ve BJT'ler için, dirençlerin akım sınırlayıcılar olarak nasıl yapılandırılabileceğini gördük. Şimdi bir direncin akım sensörleri olarak nasıl kullanılabileceğini öğrenelim:

Aynısını açıklayan bu örnek makalede de öğrenebilirsiniz. mevcut algılama modülleri nasıl oluşturulur

Ohm yasasına göre, bir dirençten geçen akım geçtiğinde, bu direnç boyunca aşağıdaki Ohm yasası formülü kullanılarak hesaplanabilen orantılı miktarda potansiyel fark gelişir:

V = RxI, burada V direnç boyunca geliştirilen voltajdır, R Ohm cinsinden dirençtir ve I, Amp cinsinden dirençten geçen akımdır.

Örneğin, 1 amperlik bir akımın 2 ohm'luk bir dirençten geçirildiğini varsayalım, bunu yukarıdaki formülde çözmek:

V = 2x1 = 2 V,

Akım 0,5 ampere düşürülürse, o zaman

V = 2x0.5 = 1 V

Yukarıdaki ifadeler, direnç üzerindeki potansiyel farkın, içinden akan akıma yanıt olarak doğrusal ve orantılı olarak nasıl değiştiğini gösterir.

Bir direncin bu özelliği, tüm akım ölçümü veya akım korumayla ilgili devrelerde etkin bir şekilde uygulanır.

Dirençlerin yukarıdaki özelliklerini incelemek için aşağıdaki örnekleri görebilirsiniz, tüm bu tasarımlar, belirli uygulamalar için istenen akım seviyelerini algılamak için hesaplanmış bir direnç kullanmıştır.

Evrensel Yüksek Watt LED Akım Sınırlayıcı Devresi - Sabit ...

Ucuz Akım Kontrollü 12 Volt Akü Şarj Devresi ...

Değişken Voltaj Regülatörü ve Değişken Olarak LM317 ...

Lazer Diyot Sürücü Devresi - Akım Kontrollü | Ev yapımı ...

Yüz Watt LED Projektör Sabit Akım Yapın ...

Dirençleri Potansiyel Bölücü olarak kullanma

Şimdiye kadar dirençlerin devrelerde akımı sınırlamak için nasıl uygulanabileceğini gördük, şimdi bir devre içinde istenen herhangi bir voltaj seviyesini elde etmek için dirençlerin nasıl kablolanabileceğini inceleyelim.

Çoğu devre, belirli noktalarda, amaçlanan işlevleri yürütmek için devre için çok önemli referanslar haline gelen hassas voltaj seviyeleri gerektirir.


Bu tür uygulamalar için, hesaplanan dirençler, devrenin ihtiyacına göre potansiyel farklılıkları olarak da adlandırılan hassas voltaj seviyelerini belirlemek için seri olarak kullanılır. İstenen voltaj referansları, seçilen iki direncin birleşiminde elde edilir (yukarıdaki şekle bakın).

Belirli voltaj seviyelerini belirlemek için kullanılan dirençlere potansiyel bölücü ağlar denir.

Dirençleri ve voltaj referanslarını bulma formülü aşağıda görülebilir, ancak aynı zamanda bir ön ayar veya bir kap kullanılarak ve bir DMM kullanılarak merkez kurşun voltajının ölçülmesiyle de elde edilebilir.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Başka sorularınız mı var? Lütfen yorumlarınız aracılığıyla düşüncelerinizi yazın.