Расчёт ключа на BC847C

Zuraby · 19.12.2013, 09:33

Уважаемые электронщики! Подскажите пожалуйста, всё ли правильно? Сомневаюсь в расчёте номиналов резисторов ключа. Расчитывал исходя из того, что напряжение на базе 0.6В, ток базы 40мкА, ток коллектора 24мА. Номинал R2 получил просто умножив номинал R1 на 10. Сомнение в том, что во первых R2 кажется слишком большим для равнопотонциала базы с эмиттером в режиме отсечки. Но если уменьшать R2, то нужно уменьшать и R1, тогда увеличится ток базы, что в режиме насыщения может спалить эмиттерный переход. Просто видел схемы в инете, там R1=2К, R2=10K. Кроме того устройство должно работать при температуре -25 .. +40 градусов. А с упавшим коэффициэтом усиления hFE при отрицательной температуре ток в коллекторе может упасть до 12мА, и напряжение на коллекторе составит 3В. А мне нужны логические уровни КМОП 0 и 1 на выходе ключа. Наверное можно было ключ и не ставить, но я хотел обезопасить контроллер от КЗ, перегрузки и т.д.

Falconist · 19.12.2013, 10:03

У-у-у!.. Как всё запущено...

1) Ключевой транзистор должен входить в насыщение при любых условиях его работы, т.е., независимо от температуры и индивидуального коэффициента усиления данного транзистора. Поэтому ток базы должен быть как минимум в минимальную (!!!) бета раз меньше тока коллектора при данной нагрузке и при минимальной рабочей температуре. Для надежности умножаете в два раза. Можете умножить в 5...10 раз (да хоть в 100 раз, лишь бы не превысить максимально допустимый ток базы) - не критично, если частота переключения небольшая, т.к. при этом всего лишь увеличивается время рассасывания неосновных носителей. И никаких других проблем не будет. Это всё касается резистора R1.

2) У любого транзистора имеется неуправляемый (паразитный) ток базы. Если база "висит в воздухе" (а номинал резистора R2 = 1 МОм фактически такой режим и обеспечивает), то помехозащищенность ключа - никакая. Может при повышенной температуре открыться сам. Для маломощных транзисторов этот ток нужно закоротить на эмиттер резистором номиналом не более 10 кОм! Для мощных, особенно старых разработок, он может быть даже 100 Ом.

3) Поскольку на R1 поступает сигнал с предыдущего каскада, то R2 можно вообще исключить, если R1 будет не больше 10 кОм. Поскольку база ключа ни при каких обстоятельствах не останется "висящей в воздухе".

Из этих условий и ведите расчет.

Zuraby · 19.12.2013, 11:17

Falconist, спасибо огромное!

Сообщение от Falconist

Можете умножить в 5...10 раз (да хоть в 100 раз, лишь бы не превысить максимально допустимый ток базы)

А как узнать максимально допустимый ток базы? В даташите только максимально допустимый ток коллектора = 0.1А. То есть если hFE взять по максимому =800, то I_базы_макс=I_коллектора_макс/hFE=125мА?

Falconist · 19.12.2013, 11:32

Внимательно читайте даташит. В нем всё есть:

А усиление берется не по максимуму, а по минимуму!!! Или чукча - не читатель, а писатель? Я же всё подробно расписал.

Easyrider83 · 19.12.2013, 11:35

По даташиту максимальный ток базы 200мА в пике.
Усиление у него от 500 до 800.
В вашем случае можно смело питать его током 1-2мА и он гарантированно откроется.
Т.к. на выходе МК у вас полумост, то закрывать его не надо. Сам МК его и закроет. Поэтому резистор нужен только один - ограничить ток базы. 4к7 нормально. 10к нормально. Даже при 33к он откроется.

Falconist · 19.12.2013, 11:39

Easyrider83, при 33 кОмах он-то откроется, а вот при повышенной температуре может и не закрыться. Может, конечно и закрыться, но зачем действовать на "авось"?

Ключевые каскады должны работать со 100% надежностью. Взял из коробки любой транзистор, воткнул на место - и должен работать. А не подбирать номиналы резисторов.

Easyrider83 · 19.12.2013, 11:48

Falconist, поэтому я и рекомендовал 4к7.
Кстати, сам я покупаю резисторы наборами по 50 штук типоразмеров 0805 и 0603. Но номиналы 100, 1к, 10к и 100к покупаю в катушках по 5000 штук. Так в конечном итоге выходит дешевле. Иногда даже проще на плате вместо одного 2к поставить два по 1к. Этих не жалко.

Falconist · 19.12.2013, 11:53

С 4,7 кОм я полностью согласен. Собственно, мое замечание (даже не возражение) касается номинала более 10 кОм. Оно является типичным для базово-эмиттерного резистора для большинства маломощных отечественных транзисторов.

Zuraby · 19.12.2013, 12:27

Сообщение от Falconist

А усиление берется не по максимуму, а по минимуму!!!

Я рассчитывал предельное минимальное значение силы тока базы при максимальном коэффициенте усиления. При минимальном коэффициенте усиления значение максимума силы тока базы было бы выше.

Falconist · 19.12.2013, 12:31

Зачем глупость расчитывали? Времени девать некуда?

А если у транзистора будет усиление не 800, а 600, да еще и при минус 30 градусах? Вот он в насыщение и не войдет. А должен. При любых режимах.