Transistores: por que os resistores são necessários?

Eu tenho um relé de estado sólido que precisa de pelo menos 3V para ativar e preciso alternar com uma saída de 2,3V de um microcontrolador. Eu também tenho uma fonte de alimentação de 6V 1A que eu posso usar para alimentar o relé.

Entendo que preciso usar os transistores de alguma forma e entendi o básico, mas não entendo por que preciso de resistores no circuito para o transistor funcionar.

Então, minhas perguntas são: por que preciso de resistores, como sei qual resistor usar e qual transistor é adequado para minhas necessidades?

(O relé de estado sólido é um Crouzet 84 134 900)

Resistores nesta situação são sobre limitação de corrente. Se você aplicasse sua micro saída de 2.3V diretamente através de uma junção emissor-base de transistor, o transistor tentaria extrair muito mais corrente do que o realmente necessário, o que prejudicaria o transistor, o micro ou ambos. Então você coloca um resistor de 500 ohm ou 1K em série e isso limita a corrente na junção BE. O valor específico depende do transistor.

Você escolherá seu transistor principalmente com base nas necessidades do relé. Você precisa de algo que possa suportar a alimentação de 6V quando não estiver conduzindo e que possa passar corrente suficiente para fechar o relé quando estiver conduzindo. Agora, você disse que este era um relé de estado sólido; portanto, essa corrente é provavelmente muito menor do que você precisaria para um relé mecânico; portanto, provavelmente você se daria bem com qualquer transistor de comutação de variedade de jardim, por exemplo, 2n2222, 2n3904, etc. .

Fwiw, existem relés de estado sólido que podem ser acionados diretamente por circuitos lógicos.

Resistores neste contexto são usados ​​para fornecer uma corrente previsível. A corrente através de um resistor é conhecida se a tensão no resistor e a resistência são conhecidas. A relação entre esses três é chamada lei de Ohm .

A entrada do seu relé de estado sólido provavelmente é um LED. Você não forneceu um link para a folha de dados, então eu não a procurei. A folha de dados também informará a corrente de que precisa, mas vamos assumir agora 10 mA por uma questão de exemplo. Um bom circuito de acionamento para este caso é:

Quando a saída digital estiver baixa, o transistor estará desligado, nenhuma corrente fluirá através dele e o relé estará desligado. Quando a base de Q1 é direcionada para 2,3V quando a saída digital é alta, o emissor será um BE menor. Digamos que a queda do BE seja de 700mV, então a tensão do emissor será de 1,6V. Essa também é a tensão do resistor. Pela lei de Ohm, sabemos que a corrente através do resistor será 1.6V / 160Ω = 10mA. Devido ao ganho do transistor, a maior parte disso ocorre através do coletor, o que significa através da entrada do relé. Este circuito é essencialmente um coletor de corrente fixo de 10mA comutável.

A tensão do coletor do transistor será o que for necessário para manter a corrente de 10 mA, desde que esteja dentro da faixa que ele possa gerenciar. O coletor pode ir um pouco abaixo da tensão de base e até a tensão de alimentação. Para simplificar, digamos que o limite mais baixo seja a tensão básica de 2,3V quando ligada, o que deixa até 3,7V que o circuito possa aplicar ao relé. Você diz que o relé cai 3V quando está ligado, para que tudo pareça bem.