Olá

Preciso de uma ajuda com um certo assusto que perdi no curso técnico, a saturação e polarização de um transistor TIP. A principio necessito comutar uma carga de 24V com um TIP122 NPN, o que preciso saber é como fazer isso usando um microcontrolador mas, não sei se da pra comutar uma carga de 24V aplicando 5V na base. Deixei como anexo os parâmetros e o circuito interno do transistor.

Se alguém conseguir me ajudar e tirar as seguintes duvidas, agradeço.

Os transistores são saturados a partir de corrente ou tensão?

O GND das fontes utilizadas tanto do microcontrolador quanto a fonte de potencia necessitam estar interligadas entre si?

Qual o sentido real (Eletrônico) da corrente de um  transistor NPN?

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Esse tipo de transistor é controlado por corrente, portanto é sim possível comutar uma carga de 24V com 5V na base, desde de que a corrente na base seja suficiente para isso.

Para saber a corrente mínima da base deve se atentar para 2 paramentos, primeiro a corrente da carga que deseja comutar e segundo ganho do transistor (hfe).

Usando a equação Ic=hfe.Ib, sendo Ic a corrente do coletor (corrente da carga) e Ib a corrente necessária na base, logo Ib=Ic/hfe.

Para fazer essa comutação utilizando microcontroladores deve-se ter atenção na corrente máxima que o microcontrolador suporta na saída, essa corrente será usada na base do transistor.

Os GNDs devem sim estar interligados entre si (todos)

O sentido convencional da corrente em um transistor NPN é do coletor para o emissor, sendo Ie=Ic+Ib, onde Ie é a corrente do emissor. Tire suas conclusões a partir disso.

No meu caso hfe é no minimo 1000 descrito no datasheet do produto, então para controlar uma carga que necessita de 5A, vou aplicar na base 5mA. Mas o chip já tem um circuito interno com 2 transistores e 2 resistores e não sei qual resistor usar na base. Mas fora isso o resto da explicação eu intendi.

Olá,


Depende, qual a aplicação você quer dar ao transistor?
Se for para simplesmente funcionar como chave/relé, basta você calcular qual será a acorrente de carga do transistor e calcular o resistor de base pelo ganho dele.


Por exemplo, você quer que um transístor de hfe = 100 acenda uma lâmpada de 10W em 12V.
A lâmpada está ligada em série com o coletor do transistor. O mesmo está com o emissor aterrado.
Primeiro vamos calcular a corrente da lâmpada:


P = U.i
10W = 12V.i
i =~ 0,84A.


Então a lâmpada necessita de 0,84A para ser ligada em potência máxima.


Bom, o transístor tem o ganho = 100. Então:
Ib = Ic/hfe
Ib = 0,84/100
Ib = 0,0084A


Necessitaremos de uma corrente de 0,0084A na base para que o coletor conduza 0,84A.
Supondo que a tensão da base é de 12V:


U = R.i
12V = R.0,0084A
R =~ 1440 ohms.
Você pode calcular com a queda de tensão entre a base e o emissor (0,6V), mas eu acho que para 12V pode ser desprezada.

Sim, o GND das fontes devem estar unidos para que ambas tenham a mesma referencia de potencial.

Existem transistores que operam com corrente e outros com tensão.

O sentido da corrente por convenção, é do +para o -, mas isso não vem ao caso para uso pratico.

Acho que você não faltou na aula, deve ter faltado quase todo curso pelas perguntas que faz.

Veja estes links para estudar: AQUI   E AQUI

Boa sorte.

Abs.

A explicação do Carlos está ótima e muito bem detalhada, porem gostaria de acrescentar apenas um ponto que acho importante.

O Carlos comentou sobre a tensão entre a base e o emissor, acredito que isso deva sim ser considerado. O transistor que você está utilizando é um transistor Darlington e portanto apresenta uma tensão entre base e emissor maior que os transistores convencionais (cerca de 1,2 a 1,4V). Considerando que você deseja controlar esse transistor a partir de um microcontrolador (considerando TTL), essa queda de tensão se torna considerável.

Usando o mesmo exemplo do Carlos, porem utilizando 5V para controlar o transistor, teríamos um resistor de aproximadamente 595Ohms (5/0.0084) sem considerar a tensão entre base e emissor ou u m resistor de 450Ohm ((5-1,2)/0.0084)considerando essa queda de tensão.

Nesse caso considerar a queda de tensão no transistor faz com que utilizemos a potencia máxima da lâmpada certo? então acho que esse é a melhor opção para mim que estou utilizando 5V.

Bom dia Carlos,

Sei que minhas perguntas foram simples, mas são duvidas geradas por conflito de informações. Na empresa onde trabalho os técnicos usam o sentido eletrônico, ou seja, do - para + e não sei qual está certo ou errado, apenas aproveitei o tópico para fazer essa questão. Obrigado pela ajuda com o calculo do resistor de base.

Tranquilo Derik,

Apenas tentei incentivar que estude mais, tome como uma critica construtiva, e se quiser seguir na profissão, esse deve ser um lema, estudar a vida toda, nunca paramos na verdade.

Quanto aos técnicos (Dinossauros) que ficam confundindo as coisas, explique que exatamente para evitar isso, confusão, que existem os dois, porque antigamente se acreditava que a carga se deslocava do polo positivo para o negativo (sentido convencional) . Mas na verdade os elétrons tem carga negativa ,no entanto são eles que se movimentam no circuito.

.
Portanto o sentido REAL da corrente elétrica é do negativo para o positivo, mas por convenção mundial, se adota o sentido convencional.

Quanto ao agradecimento, de nada e disponha, estamos aqui para aprender e ensinar uns aos outros, sem nada esperar em troca, esse é o espirito do fórum.

Abs.

CK

Segue a folha de dados do TIP122:

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/TI/TIP120.pdf

É preciso considerar a existência de resistores internos (conforme circuito Anexos a pergunta original).

Nunca parei muito para calcular o resistor de base. Usamos sempre 2K2 para 5V. Fazendo uma ligação onde o emissor vai no GND, a carga no V+ e o outro lado da carga no transistor.

O TIP122 tem um diodo interno que NÃO substitui o diodo em paralelo com cargas indutivas. Esse diodo até protege o transistor delas, mas manda o "coice" pra fonte.

Como você disse o diodo no circuito interno não protege a fonte, mas nesse caso adicionar um diodo externo em paralelo a carga indutiva resolveria o problema? Pois quando ocorrer uma tensão por força contra eletromotriz o circuito não seria afetado. Em relação ao circuito interno, como o terminal que vai para base do transistor não tem resistores não sei se devo e como devo considera-los no calculo.

Isso, coloque o diodo em paralelo com a carga indutiva sempre que for um chaveamento DC, seja com transistor comum, esse, chave ou rele.

Esse 2k2 seria entre o pino que gerar 5V e a base dele. Vide desenhos do Carlos kwiek.

Somente para ilustrar o que o colega Eduardo se refere, segue PDF de simulação no Proteus, são quatro print screen, onde pode ver a corrente de base e tensão coletor, tanto no corte, como na saturação.

Veja este vídeo no meu canal AQUI, se usar um Arduíno como no vídeo, lembre-se que a máxima corrente que cada pino pode drenar é de 20mA.

Agora faça seus cálculos.

Abs.

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Obrigado carlos!!!

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