Aula 14.1 - Transistor como Chave

Muitas vezes é necessário ligar uma carga maior como uma lâmpada ou um motor a um circuito de baixa potência, por isso, dependendo da aplicação podemos empregar o uso de um rele para “chavear” esta carga com a alimentação correta que além de isolar estágios.

Para calcular um resistor para acionar um transistor (driver) e então através dele acionar um rele o qual alimentará uma carga muito maior. Primeiramente precisamos definir o que iremos ligar, feito isto definimos qual será a corrente de coletor (Ic), ou seja, a corrente da carga: No exemplo temos um rele 12Vdc. Em média o consumo de corrente de um componente deste fica em torno de 20mA.

Com este dado podemos calcular a corrente de base (Ib), que é a corrente que o transistor precisa para conduzir e então acionar a carga desejada (o rele). A fórmula é: Ib=Ic/hfe

Este novo dado apresentado (hfe) é um dado de datasheet, porém o mesmo pode ser adquirido efetuando a medida em multímetros digitais, esta medida é o ganho do transistor.

Sabendo-se o consumo da carga, procuramos por um transistor que suporte a corrente exigida, com isso encontramos o código do respectivo componente, em nosso caso um BC548 é mais do que suficiente. Observando os dados do fabricante podemos concluir que: O transistor suporta uma tensão de no máximo 30V, e uma corrente de coletor de no máximo 500mA. É visível que ele servirá em nossa aplicação e poderá “trabalhar” com folga.

Calculamos agora a corrente de base. Voltando a fórmula anterior, preenchemos os valores e em hfe inserimos o mínimo valor (menor ganho) que ele pode oferecer (ou seja, na pior das hipóteses). Portanto:

Ib=20mA/110 temos Ib=181µA

Notamos então que são necessários apenas 181µA para fazer o transistor saturar (conduzir 12V/20mA), como a tensão de base e emissor fica em média em torno de 0,7V podemos calcular o resistor, para isso a tensão que deve ficar em cima do resistor é tudo além do necessário na base, então: Vrb=Vcc-0,7V=11,3V. Seguindo o princípio da lei de ohm: R=V/I temos: R=11,3V/181µA=62KΩ.

Para garantir a saturação, na prática admitimos uma corrente cerca de duas vezes maior na base, utilizamos portanto um resistor cerca de duas vezes menor.

Por fim, concluímos que comercialmente podemos usar um resistor de 56KΩ. Não faria questão de calcular a potência do resistor afinal a corrente é muito pequena e qualquer resistor padrão de 1/8W(125mW) serviria. De qualquer forma, segue: Pr=Vr*Ib=2mW

A função de D1 é proteger o transistor do pico tensão ocorrido quando desligamos o solenóide do rele, assim evitará que o transistor queime quando o mesmo ocorrer.
© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 10/11/2018