[Rozwiązano] Zasada działania układu sterowania matrycą LED 8x16px z tranzystorami i rejestrami 74HC595N

Witam, zbudowałem sobie matrycę LED 8x16px. Diody jakie tam użyłem mają 60mA prądu przewodzenia i 2,6V napięcia przewodzenia, do sterowania wierszy i kolumn zastosowałem rejestry przesówne 74HC595N. Zasilanie całości to 5V. Tyle wstępu a teraz przejdę do konkretów.

Matrycę zbudowałem tak że rejestr w wierszach steruję katodami LED, a rejestry w kolumnach anodami LED.

Narysowałem schemat do sterowania LED-ami przez tranzystory ponieważ nie chcę sterować bezpośredni z rejestrów bo diody pobierają dość duży prąd.

schema..jpg (49.07 kB)Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

Układ złożyłem i wszystko działa, mam tylko pytanie czy dobrze rozumiem zasadę działania tego układu.
Jeżeli wysteruję tranzystory T2, T3, T4, T5 przez wejścia K1-K4 i tranzystor T1 przez wejście W1, to przez tranzystory T2-T5 będzie przepływał prąd po 60mA, a przez tranzystor T1 prąd 4*60mA czyli 240mA. I oczywiście zaświecą się diody LED1-LED4. Dobrze to rozumiem? Chodzi mi o te prądy tranzystorów.

Jeśli w tej samej chwili będą wysterowane T2-T5 oraz T1 to przez T1 popłynie prąd wynikający z sumy.
Zastanawiam się czy masz zamiar zapalać równocześnie np. LED1 i LED5 (lub kolejne pary). Wówczas przez diody popłynie dwukrotnie mniejszy prąd.

mateusz19955 napisał:

eżeli wysteruję tranzystory T2, T3, T4, T5 przez wejścia K1-K4 i tranzystor T1 przez wejście W1, to przez tranzystory T2-T5 będzie przepływał prąd po 60mA, a przez tranzystor T1 prąd 4*60mA czyli 240mA. I oczywiście zaświecą się diody LED1-LED4. Dobrze to rozumiem? Chodzi mi o te prądy tranzystorów.

Realnie popłynie tam dużo mniejszy prąd, ponieważ zdecydowałeś się użyć tranzystorów bipolarnych, które zupełnie nie nadają się do tego układu.

Przykładowe obliczenia w oparciu o szacunkowe wartości.
Zacznijmy od dolnego tranzystora - BC639.
Rezystor bazowy 10k, ogranicza prąd bazy do wartości około IBB = (VOH-UBEB)/RBB = (4,9-0,9)/10000 = 0,4 mA.
Przy takim prądzie maksymalny prąd kolektora wynosi około 64 mA, a realnie będzie to około 32 mA. Znacznie mniej niż oczekujesz. Napięcie nasycenia VCEsat będzie teoretycznie na poziomie 0,05 V dla IC/IB = 10, ale realnie będzie bliżej 1,0 V.
Górny tranzystor - BC559.
Rezystor bazowy 10k, ogranicza prąd bazy do wartości około IBT = (VDD-UBET-VOL)/RBT = (5,0-0,9-0,1)/10000 = 0,4 mA. Przy takim prądzie maksymalny prąd kolektora wynosi około 120 mA, a realnie będzie to nie więcej niż prąd dolnego tranzystora, czyli obecnie około 32 mA. Napięcie nasycenia VCEsat będzie teoretycznie na poziomie 0,4 V, dla IC/IB = 10, ale realnie będzie bliżej 0,6 V.

Realny prąd jednej włączonej diody będzie na poziomie (VDD - VCEsatT - VLED - VCEsatB) / RLED = (5,0-0,6-2,6-1,0)/47 = 17 mA. Dużo mniej niż oczekujesz.
Jak włączysz wszystkie 4 diody, to prąd będzie ograniczał dolny tranzystor do wartości około 8-10 mA na diodę. Jak włączysz 8 LEDów, to każda będzie traktowana prądem rzędu 4-5 mA. Słabo to będzie świecić.

Czy jest jakiś konkretny powód dla którego musisz używać tranzystorów bipolarnych o tak wysokim dopuszczalnym napięciu VCEmax? Czy rozważałeś użycie tranzystorów MOSFET, które mają znikomą rezystancję kanału i są łatwiejsze do wysterowania, a przez to układ będzie miał szansę działać zgodnie z założeniami?

Nie nierozwarzałem tranzystorów MOSFET (ale chyba to zrobię). Postawiłem na BC639 ponieważ mam ich całkiem dużo, i po prostu chciałem je wykorzystać.
Tak samo jak rezystory 10k.
Spróbuję coś narysować na MOSFET-ach.

Słowa uznania i szacunku dla Kolegi Marek_Skalski.
Przyznaję, że nie przeliczyłem układu skupiając uwagę na kierunkach rozpływu prądów.

Przerobiłem to na tranzystory MOSFET.
Użyłem do tego popularnego tranzystora BS170.
Czy taki układ ma prawo zadziałać? Nie testowałem tak jak poprzednio bo nie mam tranzystorów BS170. Czy rezystory w bramkach tych tranzystorów są potrzebne?
Nie odkłada się na nich żaden spadek napięcia bo bramka jest odizolowana i nie płynie tam żaden prąd (płynie ale pomijalnie mały nA).
Moim zdaniem one tylko pogarszają prędkość przełączania się tego tranzystora.

mosfet.jpg (51.83 kB)Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

Układ z tranzystorami Mosfet działa. Dzieki za pomoc.