Weerstanden gebruiken met led, zener en transistor

In dit bericht leren we hoe we weerstanden kunnen gebruiken tijdens het ontwerpen van elektronische schakelingen met behulp van LED's, zenerdiodes of transistors. Dit artikel kan erg handig zijn voor de nieuwe hobbyisten die normaal gesproken in de war raken met de weerstandswaarden die moeten worden gebruikt voor een specifiek onderdeel en voor de gewenste toepassing.

Wat is een weerstand

Een weerstand is een passieve elektronische component die er in een elektronische schakeling niet indrukwekkend uitziet in vergelijking met de andere actieve en geavanceerde elektronische componenten zoals BJT's, mosfets, IC's, LED's enz.

In tegenstelling tot dit gevoel zijn weerstanden echter een van de belangrijkste onderdelen in elk elektronisch circuit en het voorstellen van een PCB zonder weerstanden kan er vreemd en onmogelijk uitzien.

Weerstanden worden in principe gebruikt voor het regelen van spanning en stroom in een circuit dat zeer cruciaal wordt voor het bedienen van de verschillende actieve, geavanceerde componenten.

Een BJT zoals een BC547 of iets dergelijks kan bijvoorbeeld een goed berekende weerstand over zijn basis / emitter nodig hebben om optimaal en veilig te functioneren.

Als dit niet wordt gevolgd, kan de transistor gewoon afblazen en beschadigd raken.

Evenzo hebben we gezien hoe weerstanden zo essentieel worden in circuits waarbij IC's betrokken zijn, zoals een 555 of een 741 enz.

In dit artikel leren we hoe we weerstanden in circuits kunnen berekenen en gebruiken tijdens het ontwerpen van een bepaalde configuratie.

Weerstanden gebruiken om transistoren (BJT's) aan te sturen.

Een transistor vereist een weerstand over zijn basis en emitter en dit is een van de belangrijkste relaties tussen deze twee componenten.

Een NPN-transistor (BJT) heeft een bepaalde hoeveelheid stroom nodig om van de basis naar de emitterrail of grondrail te stromen om een ​​zwaardere belastingsstroom van de collector naar de emitter te sturen (doorlaten).

Een PNP-transistor (BJT) heeft een bepaalde hoeveelheid stroom nodig om van zijn emitter of positieve rail naar zijn basis te stromen om een ​​zwaardere belastingsstroom van zijn emitter naar zijn collector te activeren (door te geven).

Om de belastingsstroom optimaal te kunnen regelen, moet een BJT een goed berekende basisweerstand hebben.

Misschien wilt u een gerelateerd voorbeeldartikel zien voor een estafettestuurprogramma maken

De formule voor het berekenen van de basisweerstand van een BJT is hieronder te zien:

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

Waar R = basisweerstand van de transistor,
Us = Bron of de triggerspanning naar de basisweerstand,
Hfe = Voorwaartse stroomversterking van de transistor.

De bovenstaande formule geeft de juiste weerstandswaarde voor het laten werken van een belasting via een BJT in een circuit.

Hoewel de bovenstaande formule cruciaal en noodzakelijk lijkt voor het ontwerpen van een circuit met BJT's en weerstanden, hoeven de resultaten eigenlijk niet zo nauwkeurig te zijn.

Stel dat we een 12V-relais willen aansturen met behulp van een BC547-transistor, als de bedrijfsstroom van het relais ongeveer 30mA is, kunnen we met de bovenstaande formule de basisweerstand berekenen als:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohm dat is gelijk aan 57K

De bovenstaande waarde kan worden verondersteld extreem optimaal te zijn voor de transistor, zodat de transistor het relais met maximale efficiëntie zal bedienen en zonder overtollige stroom te dissiperen of te verspillen.

Praktisch gezien zou je echter merken dat in feite elke waarde tussen 10K en 60k goed werkt voor dezelfde implementatie, het enige marginale nadeel is de transistordissipatie die iets meer kan zijn, ongeveer 5 tot 10mA kan zijn, dat is absoluut te verwaarlozen en maakt niet uit op alle.

Het bovenstaande gesprek geeft aan dat het berekenen van de waarde van de transistor weliswaar aan te bevelen is, maar niet helemaal essentieel is, aangezien elke redelijke waarde het werk even goed voor je kan doen.

Maar dat gezegd hebbende, stel dat in het bovenstaande voorbeeld als u de basisweerstand onder 10K of boven 60k kiest, dit zeker enkele nadelige effecten op de resultaten zou gaan veroorzaken.

Onder de 10k zou de transistor warmer beginnen te worden en aanzienlijk dissiperen .. en boven de 60K zou het relais stotteren en niet strak triggeren.

Weerstanden voor het aansturen van Mosfets

In het bovenstaande voorbeeld hebben we opgemerkt dat een transistor cruciaal afhankelijk is van een fatsoenlijk berekende weerstand over zijn basis om de laadbewerking correct uit te voeren.

Dit komt omdat een transistorbasis een stroomafhankelijk apparaat is, waarbij de basisstroom recht evenredig is met de collectorbelastingsstroom.

Als de belastingsstroom groter is, moet de basisstroom ook proportioneel worden verhoogd.

In tegenstelling hiermee zijn mosfets totaal verschillende klanten. Dit zijn spanningsafhankelijke apparaten, wat betekent dat een mosfet-poort niet afhankelijk is van stroom, maar eerder van spanning om een ​​belasting over de afvoer en de bron te triggeren.

Zolang de spanning aan de poort hoger is dan of rond de 9V, zal de mosfet de belasting optimaal afvuren, ongeacht de poortstroom die zo laag kan zijn als 1mA.

Vanwege de bovenstaande functie vereist een mosfet-poortweerstand geen cruciale berekeningen.

De weerstand bij een mosfet-poort moet echter zo laag mogelijk zijn, maar veel groter dan een nulwaarde, dat wil zeggen ergens tussen de 10 en 50 ohm.

Hoewel de mosfet nog steeds correct zou worden geactiveerd, zelfs als er geen weerstand aan de poort was geïntroduceerd, wordt een lage waarde strikt aanbevolen voor het tegengaan of beperken van transiënten of pieken over de poort / bron van de mosfet.

Gebruik een weerstand met een LED

Net als bij een BJT, is het gebruik van een weerstand met een LED essentieel en kan dit worden gedaan met behulp van de volgende formule:

R = (Voedingsspanning - LED fwd voltage) / LED stroom

Nogmaals, de resultaten van de formule zijn alleen bedoeld voor het verkrijgen van absoluut optimale resultaten van de LED-helderheid.

Stel dat we een LED hebben met specificaties van 3.3V en 20mA.

We willen deze LED verlichten vanuit een 12V voeding.

Het gebruik van de formule vertelt ons dat:

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

Dat houdt in dat een weerstand van 435 ohm nodig zou zijn om de meest efficiënte resultaten uit de LED te halen.

Praktisch gezien zou je echter merken dat elke waarde tussen 330 ohm en 1K bevredigende resultaten zou opleveren van de LED, dus het is zo ongeveer weinig ervaring en enige praktische kennis en je zou gemakkelijk deze hindernissen kunnen overwinnen, zelfs zonder enige berekeningen.

Weerstanden gebruiken met zenerdiodes

Vaak vinden we het essentieel om een ​​zenerdiodetrap in een elektronisch circuit op te nemen, bijvoorbeeld in opamp-circuits waar een opamp wordt gebruikt als een comparator en we zijn van plan een zenerdiode te gebruiken om een ​​referentiespanning vast te stellen over een van de ingangen van de opamp.

Je kunt je afvragen hoe een zener-weerstand kan worden berekend?

Het is helemaal niet moeilijk, en is gewoon identiek aan wat we in de vorige discussie voor de LED hebben gedaan.

Dat is simpelweg gebruik maken van de volgende formule:

R = (voedingsspanning - zenerspanning) / laadstroom

Het is niet nodig om te vermelden dat de regels en parameters identiek zijn zoals geïmplementeerd voor de bovenstaande LED, er zullen geen kritieke problemen optreden als de geselecteerde zener-weerstand iets lager of significant hoger is dan de berekende waarde.

Hoe weerstanden in Opamps te gebruiken

Over het algemeen zijn alle IC's ontworpen met specificaties voor hoge ingangsimpedantie en lage uitgangsimpedantie.

Dit betekent dat de ingangen van binnenuit goed beschermd zijn en niet stroomafhankelijk zijn voor de operationele parameters, maar in tegenstelling hiermee zullen de uitgangen van de meeste IC kwetsbaar zijn voor stroom en kortsluiting.

Daarom is het berekenen van weerstanden voor de ingang van een IC misschien helemaal niet kritisch, maar tijdens het configureren van de uitgang met een belasting, kan een weerstand cruciaal worden en moet deze mogelijk worden berekend zoals uitgelegd in onze bovenstaande gesprekken.

Weerstanden gebruiken als stroomsensoren

In de bovenstaande voorbeelden hebben we vooral voor de LeD's en de BJT's gezien hoe weerstanden kunnen worden geconfigureerd als stroombegrenzers. Laten we nu eens kijken hoe een weerstand kan worden gebruikt als stroomsensoren:

U kunt hetzelfde ook leren in dit voorbeeldartikel waarin wordt uitgelegd hoe u stroomdetectiemodules bouwt

Volgens de wet van Ohm wanneer stroom door een weerstand wordt geleid, ontwikkelt zich een evenredige hoeveelheid potentiaalverschil over deze weerstand dat kan worden berekend met behulp van de volgende formule van de wet van Ohm:

V = RxI, waarbij V de spanning is die over de weerstand wordt ontwikkeld, R de weerstand in ohm is en I de stroom die door de weerstand in ampère gaat.

Laten we bijvoorbeeld zeggen dat een stroom van 1 ampère door een weerstand van 2 ohm wordt geleid, en dit oplossen in de bovenstaande formule geeft:

V = 2x1 = 2 V,

Als de stroom wordt verminderd tot 0,5 ampère, dan

V = 2x0,5 = 1 V

De bovenstaande uitdrukkingen laten zien hoe het potentiaalverschil over de weerstand lineair en proportioneel varieert in reactie op de vloeiende stroom erdoorheen.

Deze eigenschap van een weerstand wordt effectief geïmplementeerd in alle stroommeet- of stroombeschermingscircuits.

Mogelijk ziet u de volgende voorbeelden voor het bestuderen van de bovenstaande functie van weerstanden, al deze ontwerpen hebben een berekende weerstand gebruikt om de gewenste stroomniveaus voor de specifieke toepassingen te detecteren.

Universeel High Watt LED stroombegrenzingscircuit - Constante ...

Goedkope stroomgestuurde 12 Volt batterijlader Circuit ...

LM317 als een variabele spanningsregelaar en variabele ...

Laserdiodestuurcircuit - stroomgestuurd | Eigengemaakt ...

Maak een Honderd Watt LED-schijnwerper met constante stroom ...

Weerstanden gebruiken als potentiaalverdeler

Tot dusverre hebben we gezien hoe weerstanden kunnen worden toegepast in circuits voor het beperken van stroom, laten we nu onderzoeken hoe weerstanden kunnen worden bedraad om elk gewenst spanningsniveau in een circuit te krijgen.

Veel circuits vereisen nauwkeurige spanningsniveaus op specifieke punten die cruciale referenties worden voor het circuit voor het uitvoeren van de beoogde functies.


Voor dergelijke toepassingen worden berekende weerstanden in serie gebruikt om de precieze spanningsniveaus te bepalen, ook wel potentiaalverschillen genoemd volgens de vereisten van het circuit. De gewenste spanningsreferenties worden bereikt op de kruising van de twee geselecteerde weerstanden (zie bovenstaande afbeelding).

De weerstanden die worden gebruikt voor het bepalen van specifieke spanningsniveaus worden potentiaaldelernetwerken genoemd.

De formule voor het vinden van de weerstanden en de spanningsreferenties kan hieronder worden bekeken, hoewel het ook eenvoudig kan worden bereikt met behulp van een voorinstelling of een pot en door de spanning in het midden van de lead te meten met een DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Heeft u nog vragen? Noteer alstublieft uw gedachten via uw opmerkingen.