rezystor przed baza tranzystora

Witam serdecznie,

Mam pytanie, które jest tak banalne, że aż strach pytać ale z racji na brak doświadczenia nie wiem od której strony zacząć. Chodzi o znalezienie rezystencji rezystora R1 w poniższym układzie:


Moja czytanka dla adepta elektroniki mówi, że napięcie na bazie tranzystora powinno wynosić 0.6V. O ile sie nie myle rezystor powinien mieć więc napięcie 4,4V w tym układzie. Czy korzystając z samego prawa ohma można rozwiązać tą łamigłówkę? Brakuje mi prądu a prąd jest przecież zależny od rezystencji i kręcie się w kółko.

Jeżeli tranzystor ma pracować w w układzie klucza, dwustanowo: nie przewodzi albo jest nasycony to musisz znać jeszcze rezystancję w obwodzie kolektora i zasilanie do jakiej jest podłączona ta rezystancja oraz wzmocnienie prądowe tranzystora.

Jeżeli tranzystor jest nasycony to na jego kolektorze panuje napięcie Uce nasycenia (Uce sat) wynoszące ok. 0.1 do 0.2 V zależnie od typu tranzystora i prądu kolektora. Będzie spełnione równanie:

$$Ucc-Ic*Rc = Ucesat$$

Z powyższego znając Ucc i Rc wyznaczasz sobie prąd kolektora jaki musi płynąć przez tranzystor by był on nasycony.

Jak masz Ic to sobie go dzielisz przez wzmocnienie tranzystora dla danego prądu Ic (to trzeba odczytać z karty katalogowej danego typu tranzystora - są tam zwykle wykresy hFE w funkcji Ic)

hFE (duże FE) lub dawniej β to oznaczenie wzmocnienia stałoprądowego tranzystora.

W tym dzieleniu uzyskujesz minimalny prąd bazy jaki musi płynąć by tranzystor był nasycony.

$$Ibmin=\frac{Ic}{\beta}$$

Potem mnożysz sobie ten prąd przez tak zwany współczynnik przesterowania dający zabezpieczenie, na rozrzut parametrów elementów, że prąd bazy nie będzie mniejszy niż ten wymagany minimalny.

czyli $$Ib1=Ib*k$$

k - przyjmuje się do 2 do 5.

Jak masz potrzebny prąd bazy to sobie liczysz Rb z równania:

$$Ubb-Ube=Ib1*Rb$$

Ubb - napięcie zasilające rezystor bazowy (wejściowe u ciebie 5V)
Ube - napięcie na złączu baza -emiter tranzystora zwykle 0.6-0.7V

Ib1 - poprzednio wyliczony prąd

Czyli łącząc wszystko razem:

$$Rb\ \leq\ Rc\ *\ \frac{\beta}{k}\ *\ \frac{Ubb-Ube}{Ucc-Uce_{sat}}$$

Ubb - napięcie sterujące tranzystorem
Ube - napięcie złącza baza-emiter (0.6-0.7V)
β - wzmocnienie stałoprądowe tranzystora (dla małych prądów kolektora tak do 100 mA można przyjąć np. 100-200 A/A)
Rc - rezystancja w kolektorze
Uce_sat - napięcie nasycenia tranzystora (<0.2V)
Ucc - napięcie zasilania rezystora kolektorowego
k - współczynnik przesterowania (2 do 5)

Im większy jest wsp. przesterowania tym tranzystor dłużej się wyłącza (to jest czasami ważne).

Ważne jest też by nie przekroczyć mocy maksymalnej tranzystora czyli:

Ib*Ube+Ic*Uce< Ptot

Ptot - moc dopuszczalna tranzystora, najlepiej pracować jak najdalej w dół od tej wartości, to tranzystor się nie będzie zbytnio nagrzewał w czasie pracy.

Przede wszystkim serdecznie dziękuje za wyczerpującą odpowiedź. Sprawdziłem dokumentację i dla mojego rodzaju tranzystora podali:
hFE1: 250 ~ 630
hFE2: 170-

co jest moim wzmocnieniem w tym przypadku? Wyglada mi to na przedzial jaki co ma sens bo przeciez wzmocnienie nie jest stale ale co wybrac liczbe miedzy 250 a 630? i czym jest FE2

Zasadniczo przy projektowaniu uwzględnia się tą dolną granicę (w przypadku BC337-40 hFE=250).
A stosowniej byłoby dodatkowo uwzględnić owy współczynnik przesterowania - k, gdyż projektowany układ nie powinien być znacząco podatny na wzmocnienie prądowe tranzystorów, z racji dużego rozrzutu technologicznego tego parametru.

A jaki to tranzystor, by można było zaglądnąć mu w kartę katalogową ?

Co do współczynnika przesterowania to jest we wzorze na Rb.