lunes, 21 de febrero de 2011

Manejando transistores bipolares

Un tema que veo con mucha frecuencia en los foros a los que pertenezco es el desconocimiento para calcular correctamente la resistencia de base de los drivers transistorizados.

Debo asumir que el lector conoce lo básico de un transistor, como ser sus parámetros Β y hFE, asi que no voy a explayarme en ello sino especificamente en el cálculo de dicha resistencia la cual dependerá de la tensión de suministro del puerto del microcontrolador o dispositivo afín.

A los efectos prácticos vamos a asumir que con la salida de un PIC queremos controlar un relay que posee una resistencia de bobinado de 400Ω y se energiza con 12V; haciendo una cuenta rápida vemos que la corriente que circulará por dicho bobinado al ser energizado será de 30mA la cual supera los 20mA (máximos) que puede manejar la salida de un PIC.

Es evidente que debemos recurrir a un driver que maneje dicha corriente y tensión para lo cual seleccionaremos un transistor acorde, el cual podría ser un BC547B que soporta una Vce de 45V con 100mA de Ic como parámetros máximos según su hoja de datos mostrada a continuación.

Ahora pasemos al circuito a utilizar

La fórmula para calcular la resistencia de base será la siguiente:

Rbase = ((VDD – VBE) * hFE * Rcarga) / Vcarga

Donde:

  • VDD = V del PIC = 5V
  • VBE = Tensión base emisor en saturación = 700mV = 0.7V
  • hFE = Ganacia de corriente en DC ( Si el transistor va a ser utilizado como switch es conveniente tomar el valor minimo asi se garantiza su saturación). En este caso se puede apreciar que, si bien los valores de hFE van de 100 a 800, como hemos seleccionado un BC547B esa B al final nos indica que el rango de hFE será de 200 a 400 segun se puede apreciar en la última tabla de las características. Por ello tomaremos el valor de 200
  • Rcarga = R del relay = 400Ω
  • Vcarga = V del relay = 12V

Pasando entonces al cálculo la Rbase quedará:

Rbase = ((5V-0.7V)*200*400Ω) / 12V = 344000 / 12 = 28.666Ω cuyo valor comercial mas cercano será 27KΩ

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Autor: Gabriel
Web de origen: www.geglab.com.ar