NPN + LED
Um pequeno sinal assume o controlo.
Controla a corrente LED com uma pequena corrente de base.
- NPN · Transistor NPN
- n-type / p-type / n-type. N–P–N descreve três regiões semicondutoras: tipo n, tipo p e tipo n. Os portadores majoritários são elétrons no tipo n e lacunas no tipo p. Aqui uma pequena corrente de base controla a corrente do LED.
- LED · Diodo emissor de luz
- Light-emitting diode. Um semicondutor que emite luz quando passa corrente direta. Neste circuito, um resistor limita essa corrente.
BANCADA DE EXPERIÊNCIAS
Muda as definições do circuito, prevê as leituras e verifica um desafio. São modelos educativos; cada lição explica os pressupostos.
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Dois caminhos de corrente.
Modelo NPN: ganho 100, VBE 0,7 V, saturação VCE 0,2 V, LED 2 V. Valores assumidos.
Base: Rb e B–E. Coletor: Rc, LED e C–E. Na saturação, Rc limita a corrente.
Dificuldade
Monte · Acender
Liga a alimentação e a base. Obtém 5–20 mA no LED.
Precisa de uma dica?
Rb = 10 kΩ, Rc = 330 Ω.
Explore · Apagar
Mantém a alimentação e desliga o sinal de base. Corrente LED zero.
Precisa de uma dica?
O controlador da base alterna entre 5 V e 0 V.
Resolva · Controlar com eficiência
Base ativa: saturação, 8–12 mA, corrente de base ≤0,20 mA.
Precisa de uma dica?
Rb = 33 kΩ, Rc = 330 Ω. Circuitos reais precisam de margem de ganho.
Leituras adicionais e receitas de circuitos
Um pequeno sinal, outro caminho de potência
Uma pequena corrente de base de um NPN controla a corrente de coletor. O LED recebe energia da fonte. O sinal controla o caminho; não cria energia. É o início do controle eletrônico.
Ib ≈ (Vin − 0.7) / Rb; Ic ≤ (5 − 2 − 0.2) / Rc
Rb = 10 kΩ fornece cerca de 0,43 mA de base. Rc = 330 Ω limita a corrente saturada do LED a cerca de 8,48 mA. A tensão coletor-emissor do modelo é cerca de 0,2 V.
Ganho não é promessa
O modelo usa ganho 100 na região ativa. O ganho real varia com o componente, a corrente e a temperatura. Uma chave confiável precisa de margem.
Mais entrada deixa de ajudar
Na saturação, o resistor do LED e a fonte determinam principalmente a corrente. Mais corrente de base já não multiplica a corrente do LED por 100.
Terra é uma referência comum
Uma fonte de sinal separada precisa da referência comum correta com o circuito. Sem ela, “5 V na entrada” pode não significar nada para o transistor.
Um erro que vale evitar
Um motor ou relé não é um LED maior. Cargas indutivas podem gerar sobretensão ao desligar. O acionador precisa de proteção de roda livre e capacidade de corrente adequadas. Essa proteção não é simulada aqui.
O transistor já está saturado. Você reduz Rb. A corrente do LED…
- precisa dobrar
- é limitada principalmente por Rc
- fica zero
Saiba mais
A corrente de base aumenta, mas Rc e a tensão disponível já limitam a corrente de coletor.
Indicador controlado
Ligue e desligue o sinal de base. Observe as duas correntes.
Cerca de 0,43 mA controla cerca de 8,48 mA. As correntes seguem caminhos diferentes.
Menos comando, a mesma luz?
Reduza a corrente de base sem mudar Rc.
Cerca de 0,091 mA ainda satura este modelo ideal de ganho 100. Isso não garante uma chave confiável no circuito real.