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Configurazione ad emettitore comune

Adesso colleghiamo il nostro transistor come in figura e inseriamo, nella maglia di uscita, un diodo led con il catodo rivolto verso il collettore ed, in serie, una resistenza di limitazione che chiamiamo RC alimentato con una alimentazione che chiamiamo Vcc=5V.

Nella maglia di ingresso inseriamo solo una resistenza Rb collegata tra la base e l'alimentazione Vbb, la quale tramite un jumper, collegherà il transistor allo stato ON ( quando il jumper o l'interruttore è rivolto verso la Vbb) oppure allo stato OFF (quando l'interruttore è rivolto verso massa).

Per la maglia di ingresso avremo la segunte equazione:
Vbb=Rb*Ib +Vbe

ove Vbe= 0,7 V è la tensione di soglia della base del transistor

mentre per la magia di uscita avremo

Vcc= Rc*Ic + Vd+ Vce

Adesso misuraiamo tutte le tensioni della maglia di uscita e della maglia di ingresso attraverso il simulatore Multisim e scriviamo i vari valori. 

Stato ON

Stato ON

Maglia di ingresso 

Vbb= 5V

VRB= 4,31V

Vbe=0,7 V

da cui per Kirchooff si ha;

Vbb= Rb*Ib+Vbe= VRB+Vbe= 4,31V+0,7V= 5V

Maglia di uscita

Vcc=5V

VRC=3,210 V

Vd=1,66 V

VCE= 130,030m V = 0,130 V

da cui per Kirchooff si ha:

Vcc= Rc*Ic+Vd+Vce=VRC+Vd+Vce= 3,210+1,66+0,130= 5V

Cioè sia nella maglia di ingresso che nella maglia di uscita sono verificate le leggi di Kirchooff della maglia.

Stato OFF

Stato OFF

maglia di ingresso

VBB=0

VRB= -344nV (circa 0V)

maglia di uscita

Vcc=5V

VRC=1,112 uV (circa 0V)

VD= 1,66V (diodo led  rosso)

VCE=3,34 V

legge di Kirchooff

Vcc= Rc*Ic+Vd+Vce= VRC+Vd+Vce= 0+1,66+3,34=5V

Transistor in configurazione ON-OFF con porta NOT in ingresso

Vediamo adesso come pilotare un diodo led con un transistor in configurazione ON-OFF attraverso una porta NOT.

Il transistor è in configurazione ON se la sua Vcesat è circa 0,2 Volt; in questo caso sul diodo led, che ha il catodo catodo rivolto verso il collettore, circolerà la stessa corrente della resistenza RC, chiamata Ic, che lo illuminerà.

Nelle figura seguente abbiamo colllegato la base del transistor attraverso una porta NOT che ha una Voh  con livello logico '1' , che per la famiglia TTL ha valore compreso tra 2,4 V e 5 V, sufficiente ad inviare in base una corrente

Ib> Ic/ hFE

che porterà il transistor in saturazione (ON) e quindi all'accensione del diodo led.

Se invece spostiamo il tasto sulla resistenza R1, nella porta NOT, invieremo, al suo ingresso, il valore logico '1' e alla sua uscita avremo VOL= ' 0 ' che è circa uguale a 0,8 Volt. Questo valore di tensione non è sufficiente a far circolare sul collettore del transistor e la corrente Ic non è sufficiente ad illuminare il diodo. Quindi il diodo sarà spento.

Pilotaggio transistor con porta NOT

Pilotaggio di un diodo led con transistor a corrente costante

Questo circuito è in grado di fornire al diodo led una corrente costante.
Vediamo come funziona:
I diodi D1 e D2 e R1 forniscono una tensione fissa di circa 1.4 V.
La stessa tensione cade sulla giunzione VBE di T1 e R2
VBB= VD1+VD2= VBE + VR2 = 1,4V
Siccome la giunzione VBE è un diodo, su di esso si avrà una tensione di circa  0.7V .
Questo lascia l’altra tensione di circa  0.7V anche per la  R2.
Per impostare la corrente attraverso l'emettitore del transistor (che attraversa anche il diodo led) è necessario calcolare il valore di R2.
Il transistor deve essere ON cioè la sua VCE di saturazione deve essere circa zero volt per accendere il led.
La corrente attraverso il LED è:
ILED = IE
E quindi
ILED = 0,7 / R2.
O, se si desidera calcolare
R2 = 0,7 / ILED.
Se vogliamo che una corrente di  350mA attraversi il led, si calcola
R2 =  0,7 /350mA=  2Ω
Nella pratica la resistenza più vicina a tale valore è quella di  2.2Ω.
Poniamo
R2=2,2 Ohm.
Calcoliamo adesso la R1.
Il valore non è critico, essa deve essere in grado di fornire abbastanza corrente attraverso la base del transistor e  i diodi. La corrente  circolante sul diodo led dipende dalla corrente entrante nella base del transistor che è β volte più piccolo. Cioè
Ic=ILED = beta* IB
Scegliamo il transistor con un valore di HFE=beta, dato dai data-sheet.
Supponendo che è HFE=50, abbiamo bisogno di una corrente di base
IB=Ic/beta=350mA/50 = 7mA  attraverso la base.
Se supponiamo che  1mA passi attraverso i diodi è necessario una corrente  totale entrante nella base  di 8mA.
Per calcolare R1 notiamo che alla tensione di alimentazione di 5 Volt bisogna togliere la caduta di tensione sui due diodi che è pari a circa 1,4 Volt. Posto
V alimentazione=Val= 5V.
Quindi si avrà
R1 = (5 - 1.4) / 7mA = 514Ω.
Scegliamo il  valore reale  disponibile, che è pari a  560Ω. Poniamo quindi:
R1=560Ω.
Come accennato, il valore non è critico, basta usare una resistenza reale più vicina ai calcoli matematici .
ll circuito pratico, correttamente dimensionato con i valori calcolati può essere il seguente:

COMPONENTI:


-1x R1= 560 Ohm
-1x R2= 2,2 Ohm
- 2x Diodi 1N4148 o equivalenti
- 1 Transistor BC107 o equivalente
- 1 diodo led
-1 alimentatore in C.C.


Notiamo che questo circuito  dissipa una potenza sul transistor
Ptrans= ( VAL- VLED)* I LED= (5 -1,7)* 0,350 = 1,155 W
e una potenza sulla R2 di
PR2= 0,6 * ILED = 0,6 *0,350 = 0,18 W
Quindi dobbiamo utilizzare un transistor e una resistenza capace di poter sopportare tale potenza.

Pilotaggio di un diodo led con fotoresistenza

Circuito montato su bread-board

Alimentiamo il circuito con 2 batterie da 1,5 Volt

Misuriamo la corrente di collettore alla luce

Misuriamo la corrente di collettore al buio