_{Примечание: этот ответ демонстрирует использование NPN-транзистора 2N3904 для всех вычислений, так как это то, что находится в схеме в вопросе. Однако, написав ответ, я заметил, что слова в конце вопроса гласят, что это транзистор D882P (также NPN-типа). Итак, просто следуйте моей методике здесь, но используйте соответствующие значения для вашего типа NPN-транзистора, которые вы можете получить из таблицы данных. Быстрый поиск в Google для "d882p datasheet" показывает это как потенциальный datasheet.}

2N3904-это NPN-транзистор (техническое описание), в отличие от PNP-транзистора, поэтому он должен быть подключен непосредственно к GND и переключать только нижнюю сторону цепи, поэтому вместо этого подключите его следующим образом:

Обратите внимание, что я добавил диод D1, чтобы рассеивать вызванные индуктивностью скачки напряжения, возникающие, когда электромагнитные поля (форма накопления энергии) сжимаются в индукторе каждый раз, когда вы выключаете выключатель. Этот диод, благодаря своей функции (а не типу), называется "обратным", "демпфирующим" или "зажимным" диодом. Опять же, он защищает транзистор и другие компоненты от индуцированных индуктивностью скачков напряжения от катушки реле/индуктора. Когда происходит скачок напряжения, он просто будет перемещаться по этой петле через диод, реле и резистор R2 снова и снова, пока все это не рассеется как тепло в этих компонентах, и больше не останется скачка напряжения.

Я также добавил резистор R2, чтобы ограничить ток через катушку реле. Вы должны будете правильно определить его размер, чтобы получить правильный ток через катушку реле, основываясь на спецификации реле. Если в спецификации вашего реле указано, что вы должны подключить реле непосредственно к 12 В, вы можете удалить этот резистор.

И вам определенно понадобится базовый резистор (R1 в моей схеме), иначе вы сожжете свой вывод Arduino.

Во-первых, давайте соберем некоторые необходимые значения из таблицыданных . Они будут использоваться в следующих расчетах:

1. VBE(sat) = 0,65 - 0,95 В.
   1. Это падение диодного напряжения от базы к эмиттеру, когда транзистор "насыщен" или полностью включен.
2. hFE_min = 30
   1. Обратите внимание на скриншоты ниже, что я вычеркнул все записи hFE транзистора 2N3903, чтобы они не отвлекали нас от записей 2N3904, которые я использую для этого примера. Затем я выбрал самую низкую запись hFE для этого транзистора, которая равна 30.
   2. Это "гарантированный" минимум, или в худшем случае, усиление постоянного тока. Формула проста: I_max_permitted_from_Collector_to_Emitter = gain * I_Base_to_Emitter. Так, если ваш коэффициент усиления равен 30, например, и вы управляете базовым током 5 мА от базы к эмиттеру, то "гарантированный" максимально возможный ток, допустимый от коллектора к эмиттеру, будет равен 30 gain * 5mA = 150mA. Опять же, это не то, что вы получите в Коллектор, это то, что вы могли бы получить до того, как сам транзистор начнет ограничивать ток в коллектор, а не ваша нагрузка, ограничивающая ток через коллектор.
3. Ic_max_continuous = 200mA
   1. Это максимальный непрерывный ток, который вы можете получить от коллектора к эмиттеру без перегрева транзистора (предполагая, я думаю, что у вас есть достаточное охлаждение за счет проводимости и, возможно, даже конвекции и излучения через радиаторы-мне самому нужно освежить уравнения теплопроводности и мощности). В техническом описании может быть указано, требуется ли теплоотвод для достижения этого тока, но, несмотря на это, вы должны держать свой непрерывный ток примерно в два раза ниже этого значения или меньше, если это возможно, так как устройство может достигать сумасшедших высоких температур около 150 ° C или что-то в этом роде с этим током и без конвективного охлаждения или теплоотвода. Для коротких вспышек попадание в этот ток просто прекрасно.

Вот несколько скриншотов того, где найти эти значения в таблице данных:

Обратите внимание, что на следующем изображении я перечеркнул все линии hFE 2N3903, чтобы они не отвлекали нас от записей 2N3904, которые предназначены для транзистора, о котором мы заботимся в этом примере. Выберите наименьшее значение hFE в качестве коэффициента усиления, который вы будете использовать в своих оценках, чтобы иметь "консервативную" оценку, практически гарантирующую полное включение вашего транзистора во всех случаях (то есть для всех значений тока коллектора, которые вы, возможно, захотите включить и выключить).

Теперь давайте рассчитаем значение базового резистора для транзистора NPN BJT, предполагая, что ваша цель-полностью включить (насытить канал базы-эмиттера) транзистора:

VBE(sat) имеет диодное падение напряжения от 0,65 до 0,95 В, поэтому ваш резистор должен был бы сгореть от 5 - 0,95 = 4,05 В до 5 - 0,65 = 4,35 В. Давайте просто использовать более низкое значение 4,05 В, чтобы мы определили размер для более высоких токов и более быстрых скоростей включения.

Минимальное значение hFE (усиления) для транзистора 2N3904 (не 2N3903) равно 30. Максимальный непрерывный ток коллектора IC-это 200 мА, так что давай увеличить на коэффициент от 2 до 4 , а размер 200мА * 3 = 600 мА на 1) более полного насыщения база-эмиттер канал и приблизиться к полному повороту на все случаи, 2) сделать быстрее свою очередь,-о, и 3) преодолеть тот факт, что уменьшилось усиление происходит при более высоких токов коллектора. На рисунке 15. Постоянный ток получаютиз таблицы, например, как показано ниже, он показывает, что нормированное усиление уменьшается от ~0.28 100мА ток коллектора до ~0.13 в 200 мА ток коллектора, который означает, что прирост 30, найденных в каталоге на 100 мА ток коллектора следует, что прирост на 200 мА ток коллектора будет примерно 30 прибыль/(0.28/0.13) = 13.9 получить. Этот факт объясняется простым умножением тока коллектора, который мы измеряем, на коэффициент от 2 до 4 (в нашем случае 3), поэтому мы будем использовать 600 мА вместо 200 мА в наших расчетах максимального тока коллектора ниже.

Таким образом, 600 мА / 30 gain = 20 мА База к излучателю, чтобы получить твердую породу включения производительности. Arduino может сделать до 40 мА на один контакт, так что это нормально. Обратите внимание, что я рекомендую 30 мА макс на один вывод Arduino (для микроконтроллера ATmega328), а также есть комбинированный предел выхода для микроконтроллера ATmega328 200 мА для всех контактов вместевзятых, что вы должны иметь в виду. Я описываю это на своем сайте в статье "Ограничения мощности, тока и напряжения Arduino" здесь.

V = IR, so R = V/I, so резистор, R, что нам нужно = 4,05 В/0,020 А = 202,5 Ом. Это минимальный рекомендуемый размер базового резистора. Не идите слишком меньше , чем 200 Ом, если вы идете меньше, чем это вообще. Например, резистор 100 Ом допускает максимальный базовый ток I = V/R = (я намеренно использую здесь более высокое значение напряжения) 4,35 В/100 Ом = 43,5 мА, что может повредить ваш вывод.

Не поднимайтесь выше 600 Ом, иначе вы рискуете не включить транзистор полностью, не насыщая канал База-эмиттер. В 600 Ом резистор даст вам гарантировано максимальное базы в эмиттер ток я = в/р = (я сознательно использовать меньшее напряжение значение) 4.05 в/600 Ом = 6.75 Ма, который с коэффициентом усиления 30 даст вам максимальный постоянный ток коллектора (в зависимости от катушки реле сопротивления сейчас) 6.75 ма * 30 коэффициент усиления = 202.5 ма. Однако, как показано на рис. 15 выше, более реалистичный коэффициент усиления при токе коллектора 200 мА может составлять всего 13,9, что означает, что ваш максимально допустимый ток коллектора с резистором 600 Ом составит 6,75 мА * коэффициент усиления 13,9 = 93,8 мА. Но при этом токе ваш коэффициент усиления на самом деле будет > 30, а не 13,9, что приводит обратно к номеру коллекторного тока 200 мА. Вы можете видеть, что это игра в жонглирование числами, поскольку коэффициент усиления НЕ постоянен И НЕ линейен, а скорее является функцией коллекторного тока, как показано на рисунке 15 выше. Таким образом, возможно, ваш фактический максимально допустимый ток коллектора с резистором 600 Ом будет больше похож на 130мА или что-то в этом роде. Смысл в том, что больше базового резистора, чем 600 Ом и вы, скорее всего, не сможет достигнуть номинального транзистора максимальный непрерывный ток коллектора, даже если бы захотел. Так, есть разумное значение R диапазон!: 200 Ом до 600 Ом, возможно, даже опираясь в большей степени на 200 Ом сторону, если вы планируете иметь высокий сиюминутный коллектор течений и близко максимальный непрерывный коллекторный ток 200 мА.

Дополнительные замечания по высокому и низкому приводу с помощью NPN BJT или N-канальных МОП-транзисторов для ясности:

NPN-транзистор тоже может переключать высокие боковые напряжения-вам просто нужно управлять необходимой базой, чтобы ток эмиттера был всем (и не превышал никаких максимальных номинальных значений)! Вот оно! Итак...если вы попытаетесь управлять высокой стороной, подумайте об этом: вы включаете ее на 5 В, так что ваше напряжение от коллектора к GND теперь не может превышать ~5 В, потому что когда ток начинает течь через коллектор, напряжение будет расти на стороне эмиттера до тех пор, пока ваш базовый ток больше не перестанет течь. Ваша система будет бороться сама с собой. Даже если вы дадите ему 12 В до коллектора, вы никогда не увидите больше ~5 В на эмиттере, предполагая, что ваше базовое напряжение привода составляет 5 В. Если вы можете спроектировать вокруг него, идите на это, но обычно "простой" или "нормальный" способ сделать это-использовать NPN для переключения низких напряжений и PNP для переключения высоких напряжений.

То же самое касается N-канальных и P-канальных МОП-транзисторов. Использование N-канал, чтобы переключиться на стороне низкого напряжения и P-каналом для переключения высокого напряжения, если вы делаете какие-то причудливые движения (снова), из N-канал, чтобы выключатель на стороне высокого напряжения, а n-канальные МОП-транзисторы являются более эффективными и можете перейти большую силу тока, чем их эквиваленты с P-каналом пар, из-за некоторых электронного оборудования Мумбо-Юмбо вещи.

_{Ключевые слова: транзисторная калибровка; расчеты, уравнения и схема транзистора BJT; arduino и электротехника: транзисторная калибровка, уравнения, схема и пример расчетов}