Alimentar un LED con transistor en modo de saturación

Question

Actualmente intento diseñar mi primer circuito de transistores para encender y apagar un LED. Así que se me ocurrió este diagrama de circuito:

Tengo que usar los siguientes componentes:

• PN2222A NPN BJT
• IR LED TSAL 6200

Lo que necesito averiguar son los valores de R1 y R2. Así que primero elegí una corriente deseada de 70mA de la fuente de 5V a GND. Según la hoja de datos del LED, 70mA de corriente induce una caída de voltaje de 1.3V. La figura 11 de la hoja de datos del transistor muestra que el voltaje de saturación a 70mA es aproximadamente 0,06V. Ahora podemos calcular R2 usando la Ley de Ohm:

$$R2 = \frac {5V - V_{D1} - V_{CE(sat)}}{I_{C}} = \frac {5V - 1.3V - 0.06V}{0.07A} = 52 \Omega $$

Con el fin de obtener la corriente de base \$I_{B}\$ Busqué la ganancia de corriente continua en la hoja de datos. El valor más bajo es \$ \beta = 10\$ como se muestra en la figura 11. Por lo tanto

$$I_{B} = \frac {I_{C}}{ \beta } = \frac {0.07A}{10} = 7mA$$

Lo cual es definitivamente un problema. No quiero extraer más de 2mA de la fuente lógica, ya que puede estar dañada. Para estar seguro, necesito encontrar una manera de aumentar el valor más bajo posible de \$ \beta\ $ para reducir la corriente de base.

¿Es este el camino a seguir? Y si es así, ¿cómo podría lograr un aumento de \$ \beta\ $ ?

Por favor, no me digas que compre otros transistores con mayor ganancia de corriente DC, aunque definitivamente lo haré más tarde.

Answer 1

Para obtener la corriente base IB, busqué la ganancia de corriente continua en la hoja de datos. El valor más bajo es β=10 como se muestra en la Figura 11.

En la figura 11 se utiliza Ic/Ib = 10 para garantizar la tensión de saturación más baja posible, pero el transistor seguirá teniendo una tensión de saturación baja en relaciones más altas. En la figura 4 se puede ver que una tensión de saturación baja se mantiene normalmente para relaciones Ic/Ib tan altas como 50 a Ic=150mA.

El PN2222A es garantizado para tener una Hfe de al menos 50 a Ic=150mA y Vce=1V, y la Hfe típica es de ~200. Para conmutar 70mA con 2mA necesitas al menos 35. Así que incluso en el lo peor debería ser capaz de hacer el trabajo, sólo que con un voltaje de saturación más alto que el que usaste en tus cálculos.

Answer 2

"Por favor, no me digas que compre otros transistores" ...eso es lo que quería sugerir: Utiliza un MOSFET en lugar de un NPN, con una capacidad de 150 mA (o más). La puerta/base de un MOSFET consume menos (normalmente mucho menos) que 1 mA. Por otra parte, el par darlington es otra solución si por alguna razón válida tienes que mantener estos transistores específicos. Tu cálculo sobre R2 es correcto.