Masz obciążenie, w którym chcesz, \ $ 3,3V_ {DC} \ $ i prąd zgodności do \ $ 500mA \ $. Konstrukcja jest liniowa i pobiera energię z zasilacza \ $ 12V_ {DC} \ $. Nie jest dla mnie jasne (bo mogłem go przegapić lub z innych powodów), czy jest to akumulator kwasowo-ołowiowy pracujący w samochodzie, czy zasilacz laboratoryjny na ławce. Masz kilka pytań dotyczących \ $ V_ {BE} \ $ jako funkcji temperatury i jej wpływu na rozważany obwód. Masz zbyt gorący BJT PNP. Masz BJT, nie masz tranzystorów MOSFET. Obecnie używasz dzielnika rezystorowego do ustawiania napięcia wyjściowego.
Zacznę od głośnego przemyślenia projektu, który już pokazałeś. \ $ Q_2 \ $ będzie pozyskiwać większość obecnych. Na szczęście nie działa w stanie nasycenia, jak \ $ V_ {CE} > 1V \ $. Możesz więc oczekiwać \ $ \ beta \ ge 50 \ $ dla PNP i rozsądnego prądu podstawowego. Niestety, nie działa on nasycony, z \ $ V_ {CE} > 8V \ $, więc rozprasza się jak szalony - prawdopodobnie przy ponad 4W. To prawdopodobnie więcej niż pakiet TO220 dobrze poradzi sobie w powietrzu. Więc to jest zidentyfikowany problem. Zapamiętaj to na później. \ $ Q_1 \ $ podaje tylko prąd podstawowy do \ $ Q_2 \ $. Prawdopodobnie będzie to \ $ I_ {C_ {Q1}} < 10mA \ $. I na szczęście \ $ Q_1 \ $ również nie działa w stanie nasycenia, więc po raz kolejny możesz spodziewać się \ $ \ beta \ ge 80 \ $ dla NPN i bardzo rozsądnego prądu podstawowego, który prawdopodobnie wynosi \ $ I_ {B_ {Q_1}} \ le 150 \ mu A \ $. Niezły prąd obciążenia pobierany z czegoś ustawiającego napięcie (dzielnik rezystora). Ale to odbija się na twoim dzielniku rezystora, jeśli zamierzasz go utrzymać, pod względem sztywności i musisz dokładnie rozważyć implikacje. (Oczywiście możesz też wziąć pod uwagę zenera. Ale zostanę przy twoim dzielniku rezystora.)
Narysujmy więc projekt i na razie zignorujmy problemy z ogrzewaniem. Zrobiłbyś coś takiego:
zasymuluj ten obwód - schemat utworzony za pomocą CircuitLab
Cóż, jest przybliżony pomysł. Widzisz dużo mocy w PNP BJT.
Teraz nie musisz tak naprawdę spalać całej mocy w PNP. Jeśli chcesz, możesz go rozpowszechniać gdzie indziej. Trzeba to gdzieś spalić. Ale możesz wstawić rezystor. Okazuje się, że łatwe miejsce byłoby w kolektorowej odnodze PNP (\ $ V_ {CE_ {Q_1}} \ $ pozostaje wtedy bez zmian). Ten PNP potrzebuje tylko około \ $ 2V \ le V_ {CE} \ le 4V \ $ w celu utrzymania zarówno siebie, jak i NPN z dala od nasycenia. A pakiet TO220 prawdopodobnie może rozproszyć 2W w powietrze. Podzielmy więc różnicę i obliczmy \ $ V_ {CE_ {Q_2}} = 3V \ $, tak aby \ $ Q_2 \ $ paliło tylko 1,5 W, a resztę wrzuć do innego rezystora.
Nowy schemat wygląda następująco:
symuluj ten obwód
\ $ R_3 \ $ rozproszy się około \ $ 3W \ $, w najgorszym przypadku. (Powyższy obwód jest naprawdę ukierunkowany na maksymalnie \ $ 485mA \ $, ale pomyślałem, że będziesz w porządku, aby uzyskać tam standardową wartość rezystora.) \ $ Q_2 \ $, zgodnie z przewidywaniami, będzie wynosić około \ 1,5 W \ $.
Jeśli prąd wynosi, powiedzmy, \ $ 250mA \ $, to co się dzieje? Cóż, PNP BJT rozciągnie swój kolektor i będzie musiał upuścić kolejne \ $ 3V \ $, w sumie około \ $ 6V \ $. Ale prąd wynosi teraz tylko \ $ 250mA \ $. Więc nadal będzie rozpraszać około \ $ 1,5 W \ $. Rezystor zmniejszy jednak jego rozpraszanie.
W każdym przypadku możesz uciec z małym sygnałem NPN. Musisz tylko zdobyć pakiet PNP TO220, a są one dość tanie i łatwe do zdobycia.
Jednak przepisy nie są wcale takie dobre. Przecież w obliczeniach uwzględniliśmy zakres \ $ 200mV \ $ jako dzielnik. Mógłbyś być jeszcze sztywniejszy dla dzielnika rezystora. Ale innym podejściem byłoby użycie zenera. (O odpowiedniej wartości.)
Skąd mam wartość węzła 4,025 V dla dzielnika?Cóż, NPN BJT jest małym urządzeniem sygnałowym.W mojej głowie utkwiło mi to, że mają \ $ V_ {BE} = 0,7V \ $, gdy \ $ I_C = 4mA \ $.Więc obliczyłem, że \ 3,3 V + V_ {BE} = 3,3 V + 700 mV + 60 mV \ cdot log10 (\ frac {10mA} {4mA}) = 4,025V \ $ i stąd ta liczba.
