Hur man använder motstånd med LED, Zener och Transistor

I det här inlägget lär vi oss hur man använder motstånd vid utformning av elektroniska kretsar med lysdioder, zenerdioder eller transistorer. Den här artikeln kan vara mycket användbar för de nya hobbyisterna som normalt blir förvirrade med motståndsvärdena som ska användas för en specifik komponent och för den önskade applikationen.

Vad är en motstånd

Ett motstånd är en passiv elektronisk komponent som kan se ganska imponerande ut i en elektronisk krets jämfört med andra aktiva och avancerade elektroniska komponenter som BJT, mosfets, IC, LED etc.

Men i motsats till denna känsla är motstånd en av de viktigaste delarna i någon elektronisk krets och att föreställa sig att ett kretskort utan motstånd kan se konstigt och omöjligt ut.

Motstånd används i princip för styrning av spänning och ström i en krets som blir mycket viktigt för att driva de olika aktiva, sofistikerade komponenterna.

Till exempel kan en BJT som en BC547 eller liknande behöva ett korrekt beräknat motstånd över sin bas / emitter för att fungera optimalt och säkert.

Om detta inte följs kan transistorn helt enkelt blåsa av och skadas.

På samma sätt har vi sett hur motstånd blir så viktiga i kretsar som involverar IC: er som en 555 eller en 741 etc.

I den här artikeln lär vi oss hur man beräknar och använder motstånd i kretsar när man utformar en viss konfiguration.

Hur man använder motstånd för att köra transistorer (BJT).

En transistor kräver ett motstånd över dess bas och sändare och detta är det viktigaste förhållandet mellan dessa två komponenter.

En NPN-transistor (BJT) behöver en specificerad mängd ström för att strömma från basen till dess emitterskena eller jordskenan för att aktivera (passera) en tyngre belastningsström från kollektorn till dess emitter.

En PNP-transistor (BJT) behöver en specificerad mängd ström för att strömma från dess emitter eller positiva skena till basen för att aktivera (passera) en tyngre belastningsström från dess emitter till dess kollektor.

För att styra lastströmmen optimalt måste en BJT ha ett korrekt beräknat basmotstånd.

Du kanske vill se en relaterad exempelartikel för gör en reläförare

Formeln för beräkning av basmotståndet för en BJT kan ses nedan:

R = (Us - 0,6) .Hfe / belastningsström,

Där R = basmotstånd hos transistorn,
Us = Källa eller utlösarspänningen till basmotståndet,
Hfe = Transistorns framåtströmförstärkning.

Ovanstående formel ger rätt motståndsvärde för att driva en belastning genom en BJT i ​​en krets.

Även om ovanstående formel kan se avgörande och avgörande ut för att utforma en krets med hjälp av BJT och motstånd, behöver resultaten faktiskt inte vara så mycket exakta.

Antag till exempel att vi vill driva ett 12V-relä med en BC547-transistor, om reläets driftsström är cirka 30mA, från ovanstående formel, kan vi beräkna basmotståndet som:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohm som är lika med 57K

Ovanstående värde kan antas vara extremt optimalt för transistorn så att transistorn kommer att driva reläet med maximal effektivitet och utan att släppa ut eller slösa bort överström.

Men praktiskt taget skulle du finna att i själva verket något värde mellan 10K och 60k fungerar bra för samma implementering, den enda marginella nackdelen är transistorspridningen som kan vara något mer, kan vara runt 5 till 10mA, det är absolut försumbar och spelar ingen roll vid Allt.

Ovanstående konversation indikerar att även om det kan rekommenderas att beräkna transistorns värde, men det är inte helt viktigt, eftersom något rimligt värde kan göra jobbet åt dig lika bra.

Men säg antag att i ovanstående exempel om du väljer basmotståndet under 10K eller över 60k, skulle det verkligen börja orsaka några negativa effekter på resultaten.

Under 10k skulle transistorn börja bli varmare och försvinna betydligt..och över 60K skulle du hitta reläet stammande och inte utlösa tätt.

Motstånd för att köra Mosfets

I exemplet ovan märkte vi att en transistor är avgörande beroende av ett anständigt beräknat motstånd över dess bas för att utföra lastoperationen korrekt.

Detta beror på att en transistorbas är en strömberoende anordning, där basströmmen är direkt proportionell mot dess kollektorbelastningsström.

Om lastströmmen är mer måste basströmmen också ökas proportionellt.

I motsats till detta är mosfets helt andra kunder. Dessa är spänningsberoende enheter, vilket innebär att en mosfet-grind inte beror på strömmen snarare på spänningen för att utlösa en belastning över dess avlopp och källa.

Så länge spänningen vid grinden är över eller runt 9V, kommer mosfet att avfyra belastningen optimalt oavsett grindström som kan vara så låg som 1mA.

På grund av ovanstående funktion kräver ett mosfet gate-motstånd inga viktiga beräkningar.

Motståndet vid en mosfetgrind måste dock vara så lågt som möjligt men mycket större än ett nollvärde, det vill säga mellan 10 och 50 ohm.

Även om mosfet fortfarande skulle utlösas korrekt även om inget motstånd infördes vid porten rekommenderas ett lågt värde för att motverka eller begränsa transienter eller spikar över porten / källan till mosfeten.

Använda ett motstånd med en LED

Precis som en BJT är det viktigt att använda ett motstånd med en LED och kan göras med följande formel:

R = (Matningsspänning - LED-spänning) / LED-ström

Återigen är formelresultaten endast för att få absolut optimala resultat från LED-ljusstyrkan.

Anta till exempel att vi har en LED med specifikationer på 3,3 V och 20 mA.

Vi vill belysa denna LED från en 12V strömförsörjning.

Med hjälp av formeln säger vi att:

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

Det innebär att ett 435 ohm motstånd skulle krävas för att uppnå de mest effektiva resultaten från lysdioden.

Men praktiskt taget skulle du tycka att något värde mellan 330 ohm och 1K skulle ge tillfredsställande resultat från lysdioden, så det är nästan lite erfarenhet och lite praktisk kunskap och du kan lätt komma över dessa hinder även utan några beräkningar.

Använda motstånd med zenerdioder

Många gånger finner vi det viktigt att inkludera ett zenerdiodsteg i en elektronisk krets, till exempel i opampkretsar där en opamp används som en komparator och vi tänker använda en zenerdiod för att fixera en referensspänning över en av ingångarna till opampen.

Man kan undra hur ett zenermotstånd kan beräknas ??

Det är inte svårt alls och är bara identiskt med vad vi gjorde för lysdioden i föregående diskussion.

Det är helt enkelt att använda följande formel:

R = (Matningsspänning - Zener spänning) / belastningsström

Inget behov av att nämna att reglerna och parametrarna är identiska som implementerade för lysdioden ovan, inga kritiska problem kommer att stöta på om det valda zenermotståndet är något mindre eller signifikant över det beräknade värdet.

Hur man använder motstånd i Opamps

I allmänhet är alla IC-apparater utformade med specifikationer för hög ingångsimpedans och specifikationer för låg utgångsimpedans.

Det betyder att ingångarna är väl skyddade från insidan och är inte strömberoende för de operativa parametrarna, men i motsats till detta kommer utgångarna för de flesta IC att vara sårbara för ström och kortslutning.

Därför kanske beräkning av motstånd för ingången till en IC inte är kritisk alls, men medan du konfigurerar utgången med en belastning kan ett motstånd bli avgörande och kan behöva beräknas enligt förklaringarna i våra ovanstående samtal.

Använda motstånd som strömgivare

I ovanstående exempel, särskilt för LeD och BJT, såg vi hur motstånd kunde konfigureras som strömbegränsare. Låt oss nu lära oss hur ett motstånd kan användas som strömgivare:

Du kan också lära dig detsamma i denna exempelartikel som förklarar hur man bygger strömavkänningsmoduler

Enligt Ohms lag när ström genom ett motstånd passeras utvecklas en proportionell mängd potentiell skillnad över detta motstånd som kan beräknas med hjälp av följande Ohms lagformel:

V = RxI, där V är spänningen som utvecklats över motståndet, R är motståndet i ohm och jag är strömmen som passerar genom motståndet i ampere.

Låt oss säga att till exempel en 1 amp ström skickas genom ett 2 ohm motstånd, lösa detta i ovanstående formel ger:

V = 2x1 = 2 V,

Om strömmen reduceras till 0,5 ampere, då

V = 2x0,5 = 1 V

Ovanstående uttryck visar hur potentialskillnaden över motståndet varierar linjärt och proportionellt som svar på strömmen genom den.

Denna egenskap hos ett motstånd implementeras effektivt i alla strömmätnings- eller strömskyddsrelaterade kretsar.

Du kan se följande exempel för att studera ovanstående funktion hos motstånd, alla dessa konstruktioner har använt ett beräknat motstånd för att känna av önskade strömnivåer för de specifika applikationerna ..

Universal High Watt LED-strömbegränsarkrets - konstant ...

Billiga strömstyrda 12-volts batteriladdarkrets ...

LM317 som en variabel spänningsregulator och variabel ...

Laserdiodkrets - Strömstyrd | Hemlagad ...

Gör en hundra watt LED-strålkastare konstant ström ...

Använda motstånd som potentialdelare

Hittills såg vi hur motstånd kan appliceras i kretsar för att begränsa strömmen. Låt oss nu undersöka hur motstånd kan anslutas för att få önskad spänningsnivå inuti en krets.

Många kretsar kräver exakta spänningsnivåer vid specifika punkter som blir viktiga referenser för kretsen för att utföra de avsedda funktionerna.


För sådana applikationer används beräknade motstånd i serie för att bestämma de exakta spänningsnivåerna, även kallade potentialskillnader enligt kretsens krav. De önskade spänningsreferenserna uppnås vid korsningen av de två valda motstånden (se figuren ovan).

Motstånden som används för att bestämma specifika spänningsnivåer kallas potentiella delningsnät.

Formeln för att hitta motstånden och spänningsreferenser kan bevittnas nedan, även om den också enkelt kan uppnås med hjälp av en förinställning eller en kruka och genom att mäta dess mittledarspänning med hjälp av en DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Har du ytterligare frågor? Snälla skriv in dina tankar genom dina kommentarer.