Confusión con cómo conectar a tierra la base del transistor

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Para empezar, soy muy nuevo en el trabajo con la electrónica, he leído un poco de teoría y eso es todo. Mi objetivo era hacer un circuito con un transistor BC337 actuando como un interruptor. Mi objetivo era que una celda lógica, que emite 3.3V, pudiera controlar el flujo de energía para una cadena de luces LED de 12V.

Esperaba usar los 3,3 V para controlar la base del transistor, lo que permitiría que los 12 V fluyeran (o no) del colector al emisor, así que conecté el extremo positivo de los 12 V al colector, la tierra de 12 V al emisor. , y estaba a punto de conectar el cable positivo del 3.3V a la base cuando me di cuenta de que no había encontrado un lugar para el extremo negativo del 3.3V.

Entonces mi pregunta es esta: ¿ Dónde coloco el extremo negativo de la base de 3.3V en mi transistor, para que el transistor aún pueda ser controlado por los 3.3V y que el voltaje del emisor siga siendo de 12V (o al menos muy cerca)?

Probé varias configuraciones de dónde podría ir el extremo negativo, pero todas no funcionaron o dieron como resultado un voltaje de emisor reducido: 9 V o menos. No sé si es relevante pero mis 12v provienen de un convertidor de voltaje de pared de 1.5A y mis 3.3V provienen de una batería tipo moneda. Cualquier ayuda sería apreciada gracias.

¿Puedes compartir un esquema? Los terrenos para 3.3 y 12V deben conectarse juntos.
Parece que está usando un NPN BJT aquí, en cuyo caso el voltaje de su emisor probablemente debería ser de 0 V, no de 12 V. Su colector es lo que debería estar cerca de 12 V (e incluso entonces, solo debería estar cerca de 12 V cuando está apagado; cuando está encendido, bajará a aproximadamente 0,1 voltios, que es lo que desea). Muéstranos un esquema de lo que estás haciendo.
Soy muy nuevo en esto, ¿cómo hago un esquema?
@KidWithComputer Hay un editor de esquemas incorporado en el sitio, pero incluso uno hecho en LTspice o dibujado a mano y fotografiado es mejor que nada.
Ok, gracias, dibujé mi mejor esquema, espero que ayude.
Estas preguntas y respuestas de SE EE le muestran qué hacer y además le brindan varias buenas explicaciones. El circuito de la mano izquierda es el más flexible y fácil de implementar. Lea todas las respuestas y ajuste los valores de los componentes para que se adapten. El LED está encendido cuando la entrada es alta. El circuito de la derecha es válido para algunas aplicaciones pero no para la suya. || Para una discusión REALMENTE buena de los problemas, consulte estas preguntas y respuestas de SE EE
Para un suministro de LED de 12V y una tira de LED de 12V, no necesita R5. Para una tira que consume una corriente sustancial (digamos más de 50-100 mA), el uso de un MOSFET de canal N con una resistencia (Rdson) inferior a 100 miliohmios (preferiblemente mucho menos) proporcionará una experiencia general mucho mejor.

Respuestas (2)

Aquí está su circuito, redibujado un poco, con la cadena de LED en la polaridad correcta y mostrando cómo conectaría una fuente independiente de 3,3 V para que pueda alimentar correctamente la base del transistor.

Tenga en cuenta que la tierra del circuito es arbitraria, al menos suponiendo que la verruga de la pared que está apagando está aislada. Puede elegir cualquier nodo en este circuito, y funcionará (bueno, no funcionará, eso viene) de la misma manera.

Voy a suponer que la tira necesita menos de los 800 mA que puede cambiar un BC337. Si esto no es cierto, entonces lo mejor que puede esperar es algo que funcione, posiblemente mientras quema el transistor.

Pero tienes problemas peores. Para realmente encender con fuerza, el transistor necesita saturarse. La regla general para saturar un transistor de esta edad (es de la década de 1980) es que necesita aproximadamente 1/10 de la corriente del colector que ingresa a la base. Entonces necesitas poner 80mA en la base de la cosa. La batería de un reloj simplemente no va a suministrar tanta corriente, y si pudiera, no lo haría por mucho tiempo.

La respuesta más fácil al problema de la corriente base es usar un FET de canal N que esté diseñado para operar a nivel lógico y pueda transportar la corriente completa de su tira de LED. Debe encontrar una pieza que esté clasificada para la corriente de LED deseada, a 3,3 V de puerta a fuente . Prácticamente podría colocar esa parte en este circuito, reemplazar R1 con un cable y funcionaría. De hecho, debería funcionar durante mucho tiempo, porque los FET no atraen ninguna corriente de puerta.

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El esquema de @Hearth es una solución más práctica para simplemente hacer que la cosa de @$&% funcione. Quería ceñirme lo más posible a su esquema para explicar qué está pasando con su propuesta.
Gracias Tim, creo que puedo probar tu sugerencia de simplemente reemplazar el transistor con un mosfet tipo N. Además de asegurarme de que esté clasificado para 1,5 amperios, ¿debería asegurarme de cualquier otra cosa al comprar uno de estos? ¿Es importante la puerta de 3.3V a la fuente?
@KidWithComputer Sí, debe asegurarse de que tenga un RDSon bajo de 3,3 voltios. (esto no es lo mismo que tener un voltaje de umbral de 3,3 voltios, su FET necesitará un voltaje de umbral muy por debajo de 3,3 V). Muchos MOSFET no están completamente encendidos hasta que el voltaje de la fuente de puerta alcanza alrededor de 8-10 voltios. Sin embargo, no es necesario que tenga una clasificación de 1,5 A; solo necesita ser calificado para lo que realmente dibuja su tira de LED.
1,5 amperios es lo que realmente consume la tira de LED, o al menos eso es lo que supongo, dado que el enchufe de pared vino con la tira de LED en cuestión. ¿Hay alguno que no requiera un voltaje tan alto para la fuente de la puerta, más cerca de 3 o 4.5V?
@KidWithComputer Sí, se llaman FET de nivel lógico. Utilice la función @ para que las personas reciban notificaciones cuando les haga preguntas.
Busque "FET de nivel lógico" y tenga cuidado al leer las hojas de datos. Los FET de nivel lógico están diseñados específicamente para funcionar a un Vgs de 5 V o 3,3 V, pero para saber cuál y cuáles son las especificaciones a ese voltaje , debe leer la hoja de datos detenidamente. No es raro ver "¡¡Interruptor de nivel lógico 10A !!" y luego descubra que solo cambiará 10A con 12V en la puerta y un disipador de calor del tamaño de un ladrillo.
@Hearth gracias por el consejo
@TimWescott He estado buscando durante mucho tiempo el mosfet correcto y creo que finalmente encontré uno bueno: datasheet.octopart.com/IRF3205PBF-Infineon-datasheet-163446.pdf sin embargo, el último gráfico me preocupa: afirmando que a 1,5 A la temperatura de la carcasa rondaría los 175 grados centígrados. ¿Está bien? Siento que debo estar leyendo mal el documento.
No estoy seguro de qué gráfico está hablando: la figura 9 es la corriente de drenaje máxima permitida frente a la temperatura, no la temperatura que obtendrá para una corriente de drenaje determinada.

Ahora que ha agregado su esquema, puedo ver inmediatamente una serie de problemas con él.

En primer lugar, debe tener una resistencia limitadora de corriente en la base de su transistor, o su transistor se convertirá en humo.

En segundo lugar, aquí no hay razón para usar un transistor npn para la conmutación del lado alto; debes ponerlo en el lado bajo.

En tercer lugar, tienes tu LED conectado al revés. No se encenderá y podría freírse si lo conecta a la corriente.

Supongo que su tira de LED tiene resistencias limitadoras de corriente incorporadas, por lo que dejar eso fuera del LED presumiblemente está bien.

Aquí hay un esquema corregido para ello:

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No me molesté en averiguar qué valor de resistencia debería usar, porque no sé cuánta corriente necesita su tira de LED. Sin embargo, tenga en cuenta que el BC377 no puede manejar más de 0,8 amperios.

Agradezco su pronta respuesta gracias. ¿Podría explicar qué significa el cambio de lado alto/bajo y por qué mi corriente debe ser limitada? También anteriormente pude encender y apagar el transistor conectando y desconectando los 12v a la base, que tiene 1.5 amperios, esto funcionó bien durante mucho tiempo sin deterioro del transistor, aunque como dijiste, el BC337 está clasificado para 0,8 amperios ¿hay alguna explicación para esto?
Necesita un transistor más grande que tenga menor resistencia y más disipación de energía para funcionar bien como un interruptor para> 0.5A
Si conectó el colector y la base del transistor a +12 V y apagó las luces del emisor, habría creado un seguidor de emisor , también conocido como amplificador de colector común (puede buscar esos términos). Habría puesto alrededor de 11.3V en el emisor y, naturalmente, habría limitado la corriente de base. El circuito de Hearth es un amplificador de emisor común (búsquelo también); naturalmente, no limita la corriente base (el voltaje del emisor base "quiere" limitarse a 0.7V, y el transistor se freirá si intenta forzarlo).
La conmutación del lado alto es lo que tiene, donde el transistor está conectado a +vcc y la carga. El cambio de lado bajo es cuando está entre la carga y el suelo.
Cuando estaba ejecutando 1.5A a través del transistor, ¿verificó su temperatura? Normalmente recomiendo palpar el calor, pero en este caso te sugiero que empieces palpando el aire cerca, o golpeando la cosa de la misma forma que comprobarías una sartén que sospecha que está caliente. Probablemente esté funcionando a una temperatura muy elevada: los semiconductores pueden soportar eso durante horas, pero no miles de horas.
"Conmutación de lado alto" significa que el dispositivo de conmutación (transistor, relé, interruptor, etc.) está conectado entre el suministro de voltaje y la carga. "Conmutación del lado bajo" significa que el dispositivo de conmutación está conectado entre la carga y tierra. Debido a que la corriente a través del transistor (entre el colector y el emisor) depende de la corriente en la base, que depende del voltaje entre la base y el emisor, un transistor NPN no es ideal para la conmutación del lado alto ya que el voltaje del emisor cambiará drásticamente. cuando la carga está encendida, a veces es suficiente para apagar el transistor.
@KidWithComputer El transistor necesita tener la corriente limitada porque la unión base-emisor es un diodo, por lo que su corriente aumenta rápidamente con un voltaje superior a aproximadamente 0,7 voltios. Y esa corriente significa aumentar la disipación de energía, lo que significa un transistor infeliz.
Es una regla general bastante buena con los dispositivos de silicio que, si puede poner el dedo sobre él y mantenerlo allí, funcionará bien incluso a temperaturas ambiente elevadas. Eso es alrededor de 50C. Para los dispositivos de alimentación que funcionarán en un entorno a temperatura ambiente, poder tocarlos y sostenerlos durante un segundo antes de tener que apartar la mano probablemente esté bien, pero sería demasiado caliente para uso industrial, militar o Rangos de temperatura automotriz. No te quemes en las pruebas (¡pregunta cómo lo sé!)
Si el objeto del ejercicio es simplemente encender/apagar la tira de LED de 12 V, coloque los 12 V en la combinación en serie de la tira de LED y un interruptor.
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