Mạch bạn hiển thị nên hoạt động, nhưng phức tạp và đắt tiền không cần thiết. Đây là một cái gì đó đơn giản và rẻ hơn:
Chỉ cần về bất kỳ bóng bán dẫn NPN nhỏ nào bạn có thể tìm thấy sẽ hoạt động trong vai trò này. Nếu mức giảm BE của bóng bán dẫn là 700 mV, đèn LED giảm 2.0 V, thì sẽ có 600 mV đi qua R1 khi đèn LED bật. Trong ví dụ này, điều đó sẽ cho phép 17 mA truyền qua đèn LED. Làm cho điện trở cao hơn nếu bạn có thể chịu được ánh sáng thấp hơn từ đèn LED và muốn tiết kiệm điện.
Một ưu điểm khác của mạch này là bộ thu của bóng bán dẫn có thể được kết nối với thứ gì đó cao hơn 3,3 V. Điều này sẽ không làm thay đổi dòng điện qua đèn LED, chỉ là sự sụt giảm điện áp trên bóng bán dẫn và do đó nó tiêu tan bao nhiêu. Điều này có thể hữu ích nếu 3,3 V đến từ một bộ điều chỉnh nhỏ và dòng LED sẽ thêm một tải đáng kể. Trong trường hợp đó, kết nối bộ thu với điện áp không được kiểm soát. Các bóng bán dẫn có hiệu lực trở thành bộ điều chỉnh chỉ cho đèn LED, và dòng LED sẽ đến từ nguồn cung không được kiểm soát và không sử dụng hết ngân sách hiện tại hạn chế của bộ điều chỉnh 3,3 V.
Thêm:
Tôi thấy có một số nhầm lẫn làm thế nào mạch này hoạt động và tại sao không có điện trở cơ sở.
Các bóng bán dẫn đang được sử dụng trong cấu hình theo dõi phát để cung cấp mức tăng hiện tại, không phải tăng điện áp. Điện áp từ đầu ra kỹ thuật số đủ để điều khiển đèn LED, nhưng nó không thể cung cấp đủ dòng điện. Đây là lý do tại sao mức tăng hiện tại là hữu ích nhưng tăng điện áp không cần thiết.
Chúng ta hãy xem mạch này giả sử mức giảm BE là 700 mV cố định, điện áp bão hòa CE là 200 mV và mức tăng là 20. Đó là những giá trị hợp lý ngoại trừ mức tăng thấp. Bây giờ tôi đang cố tình sử dụng mức tăng thấp vì chúng ta sẽ thấy rằng chỉ cần mức tăng tối thiểu từ bóng bán dẫn. Mạch này hoạt động tốt miễn là mức tăng là bất cứ nơi nào từ giá trị tối thiểu đó đến vô hiệu. Vì vậy, chúng tôi sẽ phân tích ở mức tăng thấp phi thực tế là 20 cho một bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ. Nếu tất cả đều hoạt động tốt với điều đó, chúng tôi sẽ ổn với bất kỳ bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ thực sự nào mà bạn sẽ đi qua. Ví dụ, 2N4401 tôi đã hiển thị có thể được tính để có mức tăng khoảng 50 trong trường hợp này.
Điều đầu tiên cần lưu ý là bóng bán dẫn không thể bão hòa trong mạch này. Vì cơ sở được điều khiển ở mức tối đa 3,3 V, bộ phát không bao giờ nhiều hơn 2,6 V do mức giảm 700 mV BE. Điều đó có nghĩa là luôn có tối thiểu 700 mV trên CE, cao hơn mức bão hòa 200 mV.
Vì bóng bán dẫn luôn ở trong vùng "tuyến tính" của nó, chúng tôi biết rằng dòng thu là dòng cơ sở nhân với mức tăng. Dòng phát là tổng của hai dòng này. Do đó, tỷ lệ bộ phát trên cơ sở là tăng + 1 hoặc 21 trong ví dụ của chúng tôi.
Để tính toán các dòng điện khác nhau, dễ nhất là bắt đầu với bộ phát và sử dụng các mối quan hệ trên để có được các dòng khác. Khi đầu ra kỹ thuật số ở mức 3,3 V, bộ phát ít hơn 700 mV hoặc ở mức 2,6 V. Đèn LED được biết là giảm 2.0 V, do đó để lại 600 mV đi qua R1. Từ định luật Ohms: 600mV / 36Ω = 16,7mA. Điều đó sẽ làm sáng đèn LED độc đáo nhưng để lại một chút lề để không vượt quá mức tối đa 20 mA của nó. Vì dòng phát là 16,7 mA, dòng cơ sở phải là 16,7 mA / 21 = 790 EDA và dòng thu 16,7 mA - 790 TiếtA = 15,9 mA. Đầu ra kỹ thuật số có thể cung cấp nguồn lên đến 4 mA, vì vậy chúng tôi cũng ở trong thông số kỹ thuật và thậm chí không tải nó đáng kể.
Hiệu ứng ròng là điện áp cơ sở điều khiển điện áp bộ phát, nhưng việc nâng vật nặng để cung cấp dòng phát được thực hiện bởi bóng bán dẫn chứ không phải đầu ra kỹ thuật số. Tỷ lệ bao nhiêu của dòng LED (dòng phát) đến từ bộ thu so với cơ sở là mức tăng của bóng bán dẫn. Trong ví dụ trên mức tăng đó là 20. Cứ 21 phần của đèn LED hiện tại, 1 phần đến từ đầu ra kỹ thuật số và 20 phần từ nguồn cung cấp 3,3 V thông qua bộ thu của bóng bán dẫn.
Điều gì sẽ xảy ra nếu mức tăng cao hơn? Thậm chí ít hơn của dòng LED tổng thể sẽ đến từ cơ sở. Với mức tăng 20, 20/21 = 95,2% đến từ người sưu tầm. Với mức tăng 50, nó là 50/51 = 98,0%. Với lợi ích vô hạn, nó là 100%. Đây là lý do tại sao mạch này thực sự rất thúc đẩy biến thể một phần. Cho dù 95% hay 99,9% dòng LED đến từ nguồn cung cấp 3,3 V thông qua bộ thu không thành vấn đề. Tải trên đầu ra kỹ thuật số sẽ thay đổi, nhưng trong mọi trường hợp, nó sẽ thấp hơn mức tối đa của nó, vì vậy điều đó không thành vấn đề. Điện áp bộ phát giống nhau trong mọi trường hợp, vì vậy đèn LED sẽ nhìn thấy cùng một dòng cho dù bóng bán dẫn có mức tăng 20, 50, 200 hay nhiều hơn.
Một ưu điểm tinh tế khác của mạch này mà tôi đã đề cập trước đó là bộ thu không cần phải được gắn với nguồn cung cấp 3,3 V. Làm thế nào để thay đổi nếu bộ sưu tập được gắn với 5 V, ví dụ? Không có gì từ quan điểm của đèn LED hoặc đầu ra kỹ thuật số. Hãy nhớ rằng điện áp bộ phát là một chức năng của điện áp cơ sở. Điện áp collector không quan trọng miễn là nó đủ cao để giữ cho bóng bán dẫn không bão hòa, mà 3,3 V đã có. Sự khác biệt duy nhất sẽ là sự sụt giảm CE trên bóng bán dẫn. Điều này sẽ làm tăng sự tiêu hao năng lượng của bóng bán dẫn, trong hầu hết các trường hợp sẽ là yếu tố giới hạn đối với điện áp cực đại của bộ thu. Giả sử bóng bán dẫn có thể tiêu tan 150 mW một cách an toàn. Với dòng thu 16,7 mA, chúng ta có thể tính toán bộ thu tới điện áp phát để gây ra sự tiêu tán 150 mW:
Điều này có nghĩa là trong ví dụ này, chúng ta có thể buộc bộ thu vào bất kỳ nguồn cung cấp tiện dụng nào từ 3.3V đến 11.6 V. Nó thậm chí không cần phải được quy định. Nó có thể chủ động dao động ở bất cứ đâu trong phạm vi đó và dòng LED sẽ duy trì ổn định. Điều này có thể hữu ích, ví dụ, nếu 3,3 V được chế tạo bởi một bộ điều chỉnh với khả năng hiện tại ít và hầu hết trong số đó đã được phân bổ. Ví dụ, nếu nó đang chạy từ nguồn cung cấp khoảng 5 V, thì mạch này có thể nhận được phần lớn dòng LED từ nguồn cung cấp 5 V đó trong khi vẫn giữ cho dòng LED được điều chỉnh độc đáo . Và, mạch này rất khoan dung với các biến thể của bóng bán dẫn. Miễn là bóng bán dẫn có một số mức tăng tối thiểu, thấp hơn nhiều so với hầu hết các bóng bán dẫn tín hiệu nhỏ cung cấp, mạch sẽ hoạt động tốt.
Một trong những bài học ở đây là suy nghĩ về cách thức hoạt động của một mạch điện. Không có chỗ trong kỹ thuật cho các phản ứng giật đầu gối hoặc mê tín như luôn luôn đặt một điện trở nối tiếp với đế. Đặt một cái ở đó khi cần thiết, nhưng lưu ý rằng nó không phải lúc nào cũng như mạch này hiển thị.
