Com utilitzar resistències amb LED, Zener i transistor

En aquest post aprenem a utilitzar resistències mentre es dissenya circuits electrònics mitjançant LEDs, díodes zener o transistors. Aquest article pot ser molt útil per als nous aficionats que normalment es confonen amb els valors de resistència que s’utilitzaran per a un component específic i per a l’aplicació desitjada.

Què és una resistència

Una resistència és un component electrònic passiu que pot semblar força impressionant en un circuit electrònic en comparació amb els altres components electrònics actius i avançats com ara BJT, mosfets, circuits integrats, LEDs, etc.

Tot i que contràriament a aquesta sensació, les resistències són una de les parts més importants de qualsevol circuit electrònic i imaginar un PCB sense resistències pot semblar estrany i impossible.

Les resistències s’utilitzen bàsicament per controlar el voltatge i el corrent en un circuit que esdevé molt crucial per al funcionament dels diversos components actius i sofisticats.

Per exemple, un BJT com un BC547 o similar pot necessitar una resistència calculada correctament a través de la seva base / emissor per funcionar de forma òptima i segura.

Si no se segueix això, el transistor simplement pot esclatar i es fa malbé.

De la mateixa manera, hem vist com les resistències esdevenen tan essencials en circuits que impliquen circuits integrats com un 555 o un 741, etc.

En aquest article aprendrem a calcular i utilitzar resistències en circuits mentre es dissenya una configuració particular.

Com s'utilitzen les resistències per conduir transistors (BJT).

Un transistor requereix una resistència a través de la seva base i emissor i aquesta és la relació més important entre aquests dos components.

Un transistor NPN (BJT) necessita una quantitat especificada de corrent que flueixi des de la seva base fins al seu carril emissor o rail terrestre per tal d’actuar (passar) un corrent de càrrega més pesat des del seu col·lector fins al seu emissor.

Un transistor PNP (BJT) necessita una quantitat especificada de corrent per fluir des del seu emissor o rail positiu fins a la seva base per tal d’actuar (passar) un corrent de càrrega més pesat des del seu emissor fins al seu col·lector.

Per controlar el corrent de càrrega de manera òptima, un BJT necessita tenir una resistència base calculada correctament.

És possible que vulgueu veure un exemple d’article relacionat amb fent una etapa de pilot de relleus

A continuació es pot veure la fórmula per calcular la resistència base d’un BJT:

R = (Us - 0,6). Hfe / Corrent de càrrega,

On R = resistència base del transistor,
Us = Font o tensió del disparador a la resistència base,
Hfe = Guany de corrent directe del transistor.

La fórmula anterior proporcionarà el valor de resistència correcte per operar una càrrega a través d’un BJT en un circuit.

Tot i que la fórmula anterior pot semblar crucial i imprescindible per dissenyar un circuit amb resistències i BJT, els resultats en realitat no han de ser tan precisos.

Per exemple, suposem que volem accionar un relé de 12 V mitjançant un transistor BC547, si el corrent de funcionament del relé és d’uns 30 mA, a partir de la fórmula anterior, podem calcular la resistència base com:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohms és igual a 57K

Es podria suposar que el valor anterior és extremadament òptim per al transistor, de manera que el transistor operarà el relé amb la màxima eficiència i sense dissipar ni malgastar l'excés de corrent.

No obstant això, pràcticament trobareu que, de fet, qualsevol valor entre 10K i 60k funciona bé per a la mateixa implementació, l'únic inconvenient marginal és la dissipació del transistor que pot ser lleugerament superior, pot ser d'al voltant de 5 a 10mA, això és absolutament insignificant i no importa a tot.

La conversa anterior indica que, tot i que es pot recomanar calcular el valor del transistor, però no és del tot essencial, ja que qualsevol valor raonable us pot servir igualment.

Dit això, suposem que a l'exemple anterior si escolliu la resistència base per sota de 10 K o per sobre de 60 K, llavors certament començaria a causar alguns efectes adversos als resultats.

Per sota de 10 k el transistor començaria a escalfar-se i a dissipar-se significativament ... i per sobre de 60 K trobareu que el relé tartamudeja i no s’activa fortament.

Resistències per conduir Mosfets

En l'exemple anterior, vam observar que un transistor depèn crucialment d'una resistència calculada decentment a la base per executar l'operació de càrrega correctament.

Això es deu al fet que una base de transistors és un dispositiu dependent del corrent, on el corrent base és directament proporcional al corrent de càrrega del col·lector.

Si el corrent de càrrega és més gran, també caldrà augmentar proporcionalment el corrent base.

Contràriament a això, els mosquetets són clients completament diferents. Es tracta de dispositius que depenen de la tensió, és a dir, que una porta mosfet no depèn del corrent, sinó de la tensió per provocar una càrrega a través del seu drenatge i font.

Mentre el voltatge a la seva porta sigui superior o aproximat de 9V, el mosfet dispararà la càrrega de forma òptima independentment del corrent de la porta que podria ser tan baix com 1mA.

A causa de la característica anterior, una resistència de porta de mosfet no requereix càlculs crucials.

Tanmateix, la resistència a una porta de mosfet ha de ser el més baixa possible, però molt superior a un valor zero, és a dir, entre 10 i 50 ohms.

Tot i que el mosfet encara es dispararia correctament, fins i tot si no es va introduir cap resistència a la porta, es recomana estrictament un valor baix per contrarestar o restringir els transitoris o els pics de la porta / font del mosfet.

Utilització d’una resistència amb LED

Igual que un BJT, l'ús d'una resistència amb LED és essencial i es podria fer mitjançant la següent fórmula:

R = (Tensió d’alimentació - Tensió LED fwd) / corrent LED

De nou, els resultats de la fórmula són només per obtenir resultats òptims absoluts a partir de la brillantor del LED.

Per exemple, suposem que tenim un LED amb especificacions de 3,3V i 20mA.

Volem il·luminar aquest LED a partir d’un subministrament de 12V.

L’ús de la fórmula ens indica que:

R = 12 - 3,3 / 0,02 = 435 ohms

Això implica que es necessitaria una resistència de 435 ohms per obtenir els resultats més eficients del LED.

Tanmateix, pràcticament trobareu que qualsevol valor entre 330 ohm i 1 K donaria resultats satisfactoris amb el LED, de manera que és gairebé poca experiència i un cert coneixement pràctic i podríeu superar aquests obstacles fins i tot sense cap càlcul.

Utilització de resistències amb díodes zener

Moltes vegades ens sembla essencial incloure una etapa de díode zener en un circuit electrònic, per exemple en circuits opamp on s’utilitza un opamp com un comparador i pretenem emprar un díode zener per fixar una tensió de referència a través d’una de les entrades de l’opamp.

Es pot preguntar com es pot calcular una resistència zener ??

No és gens difícil i és idèntic al que vam fer pel LED en la discussió anterior.

Simplement utilitzeu la següent fórmula:

R = (tensió d'alimentació - tensió Zener) / corrent de càrrega

No cal esmentar que les regles i paràmetres són idèntics als implementats per al LED anterior, no es produiran problemes crítics si la resistència zener seleccionada està lleugerament inferior o significativa per sobre del valor calculat.

Com s'utilitzen les resistències a Opamps

En general, tots els circuits integrats estan dissenyats amb especificacions d’alta impedància d’entrada i especificacions d’impedància de sortida baixa.

És a dir, les entrades estan ben protegides des de l'interior i no depenen del corrent per als paràmetres operatius, però al contrari d'això, les sortides de la majoria de circuits integrats seran vulnerables a corrents i curtcircuits.

Per tant, el càlcul de resistències per a l’entrada d’un CI pot ser que no sigui crític, però, tot i configurar la sortida amb una càrrega, una resistència pot esdevenir crucial i pot ser que s’hagi de calcular tal com s’explica a les nostres converses anteriors.

Utilitzant resistències com a sensors de corrent

En els exemples anteriors, especialment per als LeD i els BJT, vam veure com es podien configurar les resistències com a limitadors de corrent. Ara aprenem com es pot utilitzar una resistència com a sensors de corrent:

També podeu aprendre el mateix en aquest exemple d’article que explica com construir mòduls de detecció actual

Segons la llei d'Ohms quan es passa el corrent a través d'una resistència, es desenvolupa una quantitat proporcional de diferència de potencial a través d'aquesta resistència que es pot calcular utilitzant la següent fórmula de la llei d'Ohms:

V = RxI, on V és el voltatge desenvolupat a través de la resistència, R és la resistència en ohms i I és el corrent que passa a través de la resistència en amplificadors.

Suposem, per exemple, que es passa un corrent d'1 amperi a través d'una resistència de 2 ohms, resolent això a la fórmula anterior es dóna:

V = 2x1 = 2 V,

Si el corrent es redueix a 0,5 amperes, llavors

V = 2x0,5 = 1 V

Les expressions anteriors mostren com la diferència de potencial a través de la resistència varia linealment i proporcionalment en resposta al corrent que circula per ella.

Aquesta propietat d’una resistència s’implementa eficaçment en tots els circuits relacionats amb la mesura o la protecció de corrent.

Podeu veure els exemples següents per estudiar la característica anterior de les resistències, tots aquests dissenys han utilitzat una resistència calculada per detectar els nivells de corrent desitjats per a les aplicacions particulars.

Circuit universal limitador de corrent LED d’alta potència - constant ...

Circuit de carregador de bateria de 12 volts controlat per corrent ...

LM317 com a regulador de tensió variable i variable ...

Circuit de controlador de díode làser: controlat per corrent | Casolà ...

Feu un reflector LED de cent watts de corrent constant ...

Utilitzant resistències com a divisor de potencial

Fins ara vam veure com es poden aplicar resistències en circuits per limitar el corrent, ara anem a investigar com es poden connectar les resistències per obtenir qualsevol nivell de voltatge desitjat dins d’un circuit.

Molts circuits requereixen nivells de tensió precisos en punts específics que es converteixen en referències crucials per al circuit per executar les funcions previstes.


Per a aquestes aplicacions, les resistències calculades s’utilitzen en sèrie per determinar els nivells de voltatge precisos també anomenats diferències de potencial segons el requisit del circuit. Les referències de voltatge desitjades s’aconsegueixen a la unió de les dues resistències seleccionades (vegeu la figura anterior).

Les resistències que s’utilitzen per determinar nivells de voltatge específics s’anomenen xarxes divisores de potencials.

A continuació es pot veure la fórmula per trobar les resistències i les referències de voltatge, tot i que també es pot aconseguir simplement mitjançant un preajustat o una olla i mesurant el voltatge central del cable mitjançant un DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Teniu més preguntes? Anoteu en els vostres pensaments a través dels vostres comentaris.