Berechnen Sie den Basisstrom des NPN-High-Side-Transistors

Angenommen, ich habe diese Konfiguration:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich möchte den Strom berechnen, der zur Basis des NPN-Transistors fließt.

Speziell für den PMBT3904.215- Transistor, aber ich versuche, eine allgemeine Regel für die Berechnung der Ibase herauszufinden.

Aufgrund von R2 und dem 0,7-V-Spannungsabfall des NPN und dem 1,2-V-Abfall der LED beträgt der Strom I = (5 - 0,7 - 1,2 V) / (100 + 400 [Ω]) = 6,2 mA, richtig?

Ich weiß nicht, ob es irgendwelche "Überraschungen" für die Verwendung des Transistors auf der hohen Seite geben wird.

Ich weiß nicht, ob es irgendwelche "Überraschungen" für die Verwendung des Transistors auf der hohen Seite geben wird. Die "Überraschung" ist, dass der Transistor eine gewisse Spannung (etwa 0,6 V) abfallen lässt, während diese auf 0,1 V reduziert werden könnte, wenn Sie ihn auf der niedrigen Seite verwenden würden. Meiner Meinung nach ist es ziemlich sinnlos, einen solchen Transistor zu verwenden.
Ich stimme zu, aber der Teil der LED und R2 befindet sich auf einem anderen System, auf das ich keinen Zugriff habe. Und eine Reihe anderer einschränkender Dinge, die mich dazu veranlasst haben, die obige Konfiguration zu verwenden.
Eine andere Möglichkeit, diese Konfiguration zu betrachten, besteht darin, zu berücksichtigen, dass R_E (400 Ω ish) in diesem Fall die Situation dominiert und R_B ≈ β.R_E bestimmt. Bei β=100 oder mehr sind die 100Ω dagegen vernachlässigbar. Sie haben so ziemlich einen als Diode geschalteten Transistor.

Antworten (1)

Der Strom beträgt I = (5 - 0,7 - 1,2 V) / (100 + 400 [Ω]) = 6,2 mA, richtig?

Nein, das ist nicht ganz richtig. Es wäre richtig, wenn der Kollektor von der 5-Volt-Schiene getrennt wäre, ist es aber nicht.

Was wir (als ziemlich vernünftige Annäherung) sagen können, ist, dass der BJT-Emitter bei etwa 4,3 Volt liegen wird 1 und dies setzt natürlich voraus, dass die Basis nahe bei 5 Volt liegt. Jetzt ist der Strom in die LED die Spannung über R2 geteilt durch R2, also 3,1 Volt ÷ 400 Ω = 7,75 mA.

Und fast der gesamte Strom fließt durch den Kollektor zum Emitter. Der Basisstrom wird ein wenig beitragen, aber vielleicht nur etwa 1% der 7,75 mA. Dies liegt natürlich an der Stromverstärkung des Transistors. Wir neigen dazu zu sagen, dass, wenn der BJT nicht gesättigt ist, die Stromverstärkung etwa 100 beträgt, daher könnten wir etwa 77,5 μA durch die Basis erwarten.

Wenn man sich das Datenblatt für den PMBT3904,215-Transistor ansieht, wird die Stromverstärkung wahrscheinlich eher bei 200 liegen

Der Spannungsabfall am 100-Ω-Widerstand (R1) beträgt also etwa 7,75 mV, dh die Basis liegt ziemlich nahe bei 5 Volt, was unsere ursprüngliche Annahme untermauert, dass der Emitter etwa 4,3 Volt betragen würde.

1 - Der Emitter folgt immer der Basis, aber da der Basis-Emitter-Übergang eine in Vorwärtsrichtung vorgespannte Diode ist, nehmen wir an, dass die Spannung am Emitter (für ein NPN) etwa 0,7 Volt niedriger ist.

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