Duda con resistencia de base de transistor

[sergiot]

Mas alla de algún consejo de diseño de ese tipo de cosas, tenes mal las unidades, y es el tipico error que en el colegio te pegaban un cachetaso en la cabeza, no podes dividir la tensión en mA y obtener el resultado en Ohms, todo se tiene que pasar a V, Ohms y A, con lo cual tu resistencia es de 85154ohms u 85Kohms.
Despues de eso, lo que se usa en forma practica, es calcular la base con una corriente 10 o 20 veces menor a la Ic, ademas de poner una R a masa en la base tambien, asi el apagado es mas efectivo y no dejas la base en el "aire".

 

[Adorisman]

Mas alla de algún consejo de diseño de ese tipo de cosas, tenes mal las unidades, y es el tipico error que en el colegio te pegaban un cachetaso en la cabeza, no podes dividir la tensión en mA y obtener el resultado en Ohms, todo se tiene que pasar a V, Ohms y A, con lo cual tu resistencia es de 85154ohms u 85Kohms.
Despues de eso, lo que se usa en forma practica, es calcular la base con una corriente 10 o 20 veces menor a la Ic, ademas de poner una R a masa en la base tambien, asi el apagado es mas efectivo y no dejas la base en el "aire".

Vale, ten en cuenta que ni tengo mucha idea del tema de electronica, pues me gusta y estoy aprendiendo, ¿como seria la forma correcta de hacer lo que necesito? Gracias por tu respuesta

 

[Kawacuba]

Hola, soy nuevo en esto de la electronica, el tema es que quiero activar un relé mediante un transistor NPN que desoldé de una placa el modelo del transistor es S9013 H el tema es que e hecho el calculo de la resistencia de base, pero se me calienta mucho y me consume muchisimo mas de lo que me ha dado el calculo he de aclarar que voy a activar la base con 12V eso se podria?

El relé de 12v me consume unos 28,55mA
y el HFE del transistor es 215
Ib=0,2855/215 = 0,0001327A--> 0,1327mA
Rb= 12v-0,7v/ 0,1327=85,154 Ohms , le he puesto una resistencia de 100 Ohms a la base del transistor, el tema es ese, cuando le aplico 12v se calienta demasiado, me consume mucho mas de lo que sale en el calculo, no entiendo, ¿alguien que me diga si esta bien, mal el calculo?

Lo dicho por sergiot.
Lo tuyo es: i(relay) = 0.02855A
0.02855/215= 0.0001327
= 132.7uA
Luego (12-0.7)/0.0001327 = 85096 Ohm ~ 85Kohm
De todas formas busca bien y fíjate en las curvas del datasheet del transistor para que sepas bien el hfe en saturación que es el que a ti te interesa esto es cuando Vce= 0.3V o menos.
Saludos

PD: si puedes ponle un diodo en inversa a las patillas del relay es decir cátodo a 12v y ánodo a la patilla del colector del npn, esto cuida el npn de picos cuando se apaga el relay.

 

[Adorisman]

Lo dicho por sergiot.
Lo tuyo es: i(relay) = 0.02855A
0.02855/215= 0.0001327
= 132.7uA
Luego (12-0.7)/0.0001327 = 85096 Ohm ~ 85Kohm
De todas formas busca bien y fíjate en las curvas del datasheet del transistor para que sepas bien el hfe en saturación que es el que a ti te interesa esto es cuando Vce= 0.3V o menos.
Saludos

PD: si puedes ponle un diodo en inversa a las patillas del relay es decir cátodo a 12v y ánodo a la patilla del colector del npn, esto cuida el npn de picos cuando se apaga el relay.

Gracias por tu respuesta, una cosa que me cuesta entender es por que decis que los transistores son amplificadores de corriente, no entiendo, es como si fuese un contactor o rele tiene su "bobina" (Base) y sus contactos (Emisor y colector), ¿porque decis que es amplificador , esta claro que en la base va a consumir menos que en emisor y colector que es como si fuesen sus contactos de potencia no tengo muy claro esa forma que le decis , yo lo entiendo a nivel electrico (electricidad)

 

[Kawacuba]

Gracias por tu respuesta, una cosa que me cuesta entender es por que decis que los transistores son amplificadores de corriente, no entiendo, es como si fuese un contactor o rele tiene su "bobina" (Base) y sus contactos (Emisor y colector), ¿porque decis que es amplificador , esta claro que en la base va a consumir menos que en emisor y colector que es como si fuesen sus contactos de potencia no tengo muy claro esa forma que le decis , yo lo entiendo a nivel electrico (electricidad)

SI es una forma de verlo. Pero, siempre hay un pero!
Es que piénsalo un poco! Digamos que quieres que una señal súper extremadamente pequeña te active algo(ejemplo: que se encienda una bombilla) pero está bombilla necesita una corriente que el transistor a utilizar no es capaz de manejar, porque si lo hace luego de unos segundos se quemará el transistor, entonces tú problema es montar un circuito que cuando exista esa pequeña señal, pase algo en dicho circuito que haga que la bombilla ilumine, pero como lo hago?
Entonces tú dices: si uso esa pequeña señal y la meto en la base del transistor entonces en la región activa (o de amplificación--por favor léete algo sobre el uso de los transistores en amplificación) lo que va a suceder es lo que ya tú sabes,
Que la I(c) en este caso de un npn depende de la corriente de i(b) y de un factor que se llama hfe o ganancia de corriente! Entonces que pasó?
Pues que con una hfe conocida y una corriente de base muy muy pequeña se logra que la corriente de colector sea mucho mucho más grande, y usando este npn para alimentar algo (tu caso un relay pero en región de saturación) y ese algo hace que en el ejemplo se ilumine la bombilla, o pudiera ser un equipo de medición súper sensible a cambios pequeños y como haces que el equipo muestre esos valores si son muy pequeños? Pues con el transistor! Amplificas y ves señales pequeñas como si fueran grandísimas!
Lo que pasa es que cada aplicación es diferente, tú aquí usas la región de saturación y entonces lo ves como si fuera un relay, pero en audio, en medición, y en otras aplicaciones no se llega a saturación, se usa la región activa o de amplificación!
Espero haberte dado la idea del porque se le llama así!

 

[DOSMETROS]

Agrego un pequeño tip , si la impedancia de la carga es alta solo será (mayormente) amplificador de Voltaje , si es baja y si la fuente y el semiconductor la soportan , además de estar correctamente excitado , entonces amplificará corriente.

Uno de los ejemplos mas clásicos de amplificador de corriente es el "seguidor de emisor"

 

[sergiot]

A lo dicho hasta ahora, cabe aclarar que según como se lo configure, emisor comun o base comun o coloector común, es lo que amplifica, el uso habitual del emisor común, amplificada ambos cosas según se necesite, el seguir de emisor como dice dosmetros, ese solo amplifica corriente, la tensión es siempre la misma.
Para comprender todo esto, tenes que leer y mucho, y puede que te des cuenta de todo lo que se dijo, o puede que te des cuenta que la cosa es realmente muy compleja como para tomarlo a la ligera.

 

[Adorisman]

Hola, Tengo un problema a la hora de el resultado del calculo de la resistencia de base, no me llega a activar 100% el rele de 12v mido en los terminales y me llegan unos 7,9V

TENGO UN TRANSISTOR 2N2222A
Tension bobina relé: 12V , 0,021A
La base del transistor sera alimentada con 12V.

Hfe: 430


Calculos de la resistencia de base:

Ib= Icolector / Hfe
Ib= 0,021/430= 0,000049

Rb= Vfuente -0,7 / Ib

Rb = 12-0,7 / 0,000049 = 230.612,24 Ohms
230kohm

Cuando le bajo la resistencia con una variable a 87Kohm llega a los 12V exactos, ¿Que habra mal en el calculo?

¿Hfe?

 

[Dr. Zoidberg]

¿Que habra mal en el calculo?

Que el calculo que has hecho es ideal, pero en la realidad siempre se considera una hfe mucho mas baja ya que el transistor no trabaja en la zona lineal sino saturado, y tenes que asegurarte que la corriente de base le alcance para saturarse --> hfe(real) = hfe(teorica) /4 o /5
Si vos tenés 430 (que no sé de donde sacás por que es un valor medio raro) la ganancia a considerar para saturarlo es de 430 / 4 --> mas o menos 100.
Si te fijás en el datasheet del 2N2222 que la ganancia que declara es MUY INFERIOR a lo que vos decís que tiene, y para los 20mA de corriente de colector, el datasheet dice que la ganancia es mayor que 75, llegando a 300 a una Ic=150mA, así que deberías usar como hfe alrededor de 40 para saturarlo.
Buscá el datasheet, leelo y tratá de entenderlo, por que si nó vas a llenar esto con preguntas que vienen erradas desde los valores que has considerado.

 

[Adorisman]

Que el calculo que has hecho es ideal, pero en la realidad siempre se considera una hfe mucho mas baja ya que el transistor no trabaja en la zona lineal sino saturado, y tenes que asegurarte que la corriente de base le alcance para saturarse --> hfe(real) = hfe(teorica) /4 o /5
Si vos tenés 430 (que no sé de donde sacás por que es un valor medio raro) la ganancia a considerar para saturarlo es de 430 / 4 --> mas o menos 100.
Si te fijás en el datasheet del 2N2222 que la ganancia que declara es MUY INFERIOR a lo que vos decís que tiene, y para los 20mA de corriente de colector, el datasheet dice que la ganancia es mayor que 75, llegando a 300 a una Ic=150mA, así que deberías usar como hfe alrededor de 40 para saturarlo.
Buscá el datasheet, leelo y tratá de entenderlo, por que si nó vas a llenar esto con preguntas que vienen erradas desde los valores que has considerado.

Pues el 430 lo saque de un medidor de componentes que tengo, pero claro he mirado en las curvas de caracteristicas, y para 20mA me da un Hfe de 100 con lo cual creo que me sale una resistencias de 53kohm si no recuerdo mal, con eso tiene mas sentido.

¿Entonces porque el medidor me da ese hfe?

 

[Dr. Zoidberg]

¿Entonces porque el medidor me da ese hfe?

Por que mide con una corriente...que andá a saber cuanto vale...

 

[DOSMETROS]

[El datasheet informa de distintos hFE para distintas corrientes o informa uno solo para la corriente con la que lo midieron , tu tester o medidor ha de emplear otra corriente distinta , o son transistores genéricos]

 

[mcrven]

Para ese circuito se usa hacerlo trabajar a saturación excesiva. Es un circuito utilizado en millones de aplicaciones. Cualquier transistor tipo BC 557, c985, 2n2222... es suficiente para accionar el relay. para circuitería de 5V suelen usarse con RB 4.7kΩ ~ 10 kΩ.

 

[Adorisman]

¿Entonces que sentido tiene los medidores de Hfe? ¿Tengo que saber que corriente emplea mi medidor?

 

[Dr. Zoidberg]

¿Entonces que sentido tiene los medidores de Hfe? ¿Tengo que saber que corriente emplea mi medidor?

Si estudiaras electrónica aprenderías que hfe es una magnitud muy variable y es dependiente de la corriente de colector, el efecto early, la temperatura y otra parva de parámetros que le cambian el valor.
Por ejemplo, si tuviste el transistor en la mano durante un rato antes de medirlo tendras una hfe mas alta que la normal...bastante mas alta dependiendo de tu temperatura corporal y la del medio ambiente. Además, ya aprendiste que la hfe varía con la corriente de colector, y en este caso es mas alta para corrientes mas altas, y así siguiendo.
La referencia a usar es el datasheet y sus curvas, y también lo que te hemos dicho de sobre-saturar el transistor considerando un hfe mas bajo.

 

[mcrven]

¿Entonces que sentido tiene los medidores de Hfe? ¿Tengo que saber que corriente emplea mi medidor?

En este caso el HFe poco importa ya que, el transistor, trabaja en función de conmutación, siendo análogo a un Interruptor/Switch... ON/OFF. Encendido/Apagado...
Se aplica una tensión a BASE mediante una resistencia que limita un poco la Ib.

 

[unmonje]

¿Entonces que sentido tiene los medidores de Hfe? ¿Tengo que saber que corriente emplea mi medidor?

Bienvenido al club de lo analógico, por eso, antaño y ahora tambien, era necesario hacer una carrera de ingeniería para desarrollar un amplificador , por ejemplo de audio.
Si uno queria construir un amplificador desde cero, tenía que ir a las curvas de base del fabricante del transistor y ahi uno buscaba el punto de trabajo TEORICO para su proyecto. Abajo en el adjunto las curvas teóricas de uno cualquiera.
Los medidores de Ganancia que usted planteaba era para tener una idea cercana, pero si compraba 100 transistores del mismo tipo iba a encontrar grupos de Beta 20 , 30 , 25 , etc. Es decir era dificil encontrar 2 con la misma ganancia, los de buena calidad solian estar cerca, por ejemplo uno de 22 y otro de 23 de hfe para una corriente de base dada.
En pocas palabras, para construir un amplificador y hacerlo bien, tenia que crear uno teórico y despues
comprar 100 transistores de potencia por ejemplo y aparearlos por grupos para que mas o menos fueran repetitvos y descartar los que NO estaban tan bien...cosa muy comun.
Como puede ver en el grafico, basta que cambie un poco la corriente para que la ganancia de corriente varíe.Espero lo entienda.
Eso justifica el amplificador clase D de muchas maneras. es mas repetitivo y predecible.
Para casos graves, existian los medidores gráficos de Beta (eran los mejores) y le hacían una imagen como en el adjunto en la pantalla del osciloscopio y entonces unos sabia vida y obra de cada transistor y era mas fácil aparearlos para push-pull por ejemplo, si, todo era mas duro,largo y , complicadito.
Para ilustrar un poco, uno de mis trabajos de novato, consistía en probar bolsas de 1000 diodos, o resistencias, o capacitores, o transistores para descartar los fallados de fábrica y el promedio era de, entre 10 y 20 fallados por cada bolsa de 1000 componentes,,,

 

[Scooter]

¿Entonces que sentido tiene los medidores de Hfe? ¿Tengo que saber que corriente emplea mi medidor?

Cobrar
Decir que tu instrumento hace tal o cual cosa
Orientar; si tu pruebas un transistor con hfe 200 y otro igual con 100 sabes que el primero tiene mucha mas hfe que el segundo, del orden del doble.

 

[rubenfdeez]

Hola! La resistencia que va desde la base a masa hace que el transistor pueda conmutar desde saturación a corte de una forma más rapida. En resumen, las uniones PN (como las que tienen los diodos y los transistores) almacenan carga en ellas y eso hace que el diodo (o transistor) tarde más en recuperarse cuando se invierte su polaridad en la base. A este tiempo se le llama tiempo de recuperación inversa o Trr (puedes investigar mas a fondo en internet sobre la Trr). Entonces la resistencia que va a masa hace que esa carga acumulada vaya a tierra y entonces el diodo tarde menos en recuperarse. Es complicado pero hay mucho contenido online!!

Generalmente esta resistencia no será necesaria a no ser que la frecuencia de conmutación que se necesite sea mayor que la capacidad de recuperacion inversa del diodo/transistor. En ese caso y en un montaje tan sencillo como comentas, se suele usar el mismo valor de resistencia en la base que en la que va a tierra. Para calcular el valor de la resistencia de base dependerá del modo de funcionamiento que le quieras dar al transistor. De nuevo, hay mucho contenido online sobre como calcular esto.

He llegado 4 años tarde pero espero al menos haberte aclarado las dudas. Hay mucha desinformación en la electrónica y encontrar información de calidad es dificil.