Como usar resistores com LED, Zener e transistor

Nesta postagem, aprendemos como usar resistores ao projetar circuitos eletrônicos usando LEDs, diodos zener ou transistores. Este artigo pode ser muito útil para os novos entusiastas que normalmente se confundem com os valores do resistor a serem usados ​​para um componente específico e para a aplicação desejada.

O que é um resistor

Um resistor é um componente eletrônico passivo que pode parecer bastante inexpressivo em um circuito eletrônico em comparação com outros componentes eletrônicos ativos e avançados, como BJTs, mosfets, ICs, LEDs, etc.

No entanto, ao contrário desse sentimento, os resistores são uma das partes mais importantes em qualquer circuito eletrônico e imaginar um PCB sem resistores pode parecer estranho e impossível.

Os resistores são usados ​​basicamente para controlar a tensão e a corrente em um circuito, que se torna altamente crucial para operar os vários componentes ativos sofisticados.

Por exemplo, um BJT como um BC547 ou similar pode precisar de um resistor calculado corretamente em sua base / emissor para funcionar de maneira ideal e segura.

Se isso não for seguido, o transistor pode simplesmente explodir e ser danificado.

Da mesma forma, vimos como os resistores se tornam tão essenciais em circuitos que envolvem ICs, como 555 ou 741, etc.

Neste artigo, aprenderemos como calcular e usar resistores em circuitos ao projetar uma configuração específica.

Como usar resistores para conduzir transistores (BJTs).

Um transistor requer um resistor em sua base e emissor e esta é a relação mais importante entre esses dois componentes.

Um transistor NPN (BJT) precisa de uma quantidade especificada de corrente para fluir de sua base para seu trilho emissor ou trilho de aterramento a fim de acionar (passar) uma corrente de carga mais pesada de seu coletor para o emissor.

Um transistor PNP (BJT) precisa de uma quantidade específica de corrente para fluir de seu emissor ou trilho positivo para sua base a fim de acionar (passar) uma corrente de carga mais pesada de seu emissor para seu coletor.

Para controlar a corrente de carga de maneira ideal, um BJT precisa ter um resistor de base calculado corretamente.

Você pode querer ver um artigo de exemplo relacionado para fazendo um estágio de driver de relé

A fórmula para calcular o resistor de base de um BJT pode ser vista abaixo:

R = (Us - 0,6) .Hfe / Corrente de carga,

Onde R = resistor de base do transistor,
Us = Fonte ou a tensão de disparo para o resistor de base,
Hfe = Ganho de corrente direta do transistor.

A fórmula acima fornecerá o valor correto do resistor para operar uma carga por meio de um BJT em um circuito.

Embora a fórmula acima possa parecer crucial e imperativa para projetar um circuito usando BJTs e resistores, os resultados na verdade não precisam ser tão precisos.

Por exemplo, suponha que desejamos acionar um relé de 12 V usando um transistor BC547, se a corrente de operação do relé for em torno de 30 mA, a partir da fórmula acima, podemos calcular o resistor de base como:

R = (12 - 0,6). 200 / 0,040 = 57000 ohms que é igual a 57K

O valor acima pode ser considerado extremamente ideal para o transistor, de modo que o transistor opere o relé com eficiência máxima e sem dissipar ou desperdiçar corrente em excesso.

No entanto, praticamente você descobriria que na verdade qualquer valor entre 10K e 60k funciona bem para a mesma implementação, a única desvantagem marginal é a dissipação do transistor que pode ser um pouco mais, pode ser em torno de 5 a 10mA, que é absolutamente insignificante e não importa todo.

A conversa acima indica que embora o cálculo do valor do transistor possa ser recomendado, mas não é totalmente essencial, já que qualquer valor razoável pode fazer o trabalho para você igualmente bem.

Mas isso dito suponha que no exemplo acima se você escolheu o resistor de base abaixo de 10K ou acima de 60k, então certamente começaria a causar alguns efeitos adversos aos resultados.

Abaixo de 10k, o transistor começaria a ficar mais quente e dissipar-se-ia significativamente ... e acima de 60K, você perceberia que o relé está tremendo e não disparando com força.

Resistores para conduzir Mosfets

No exemplo acima, notamos que um transistor depende crucialmente de um resistor decentemente calculado em sua base para executar a operação de carregamento corretamente.

Isso ocorre porque uma base de transistor é um dispositivo dependente da corrente, onde a corrente de base é diretamente proporcional à sua corrente de carga do coletor.

Se a corrente de carga for maior, a corrente de base também precisará ser aumentada proporcionalmente.

Ao contrário disso, os mosfets são clientes totalmente diferentes. Esses são dispositivos dependentes de voltagem, o que significa que um mosfet gate não depende da corrente, e sim da voltagem para disparar uma carga em seu dreno e fonte.

Enquanto a tensão em sua porta estiver acima ou em torno de 9 V, o mosfet irá disparar a carga de forma otimizada, independentemente da corrente de sua porta, que pode ser tão baixa quanto 1 mA.

Por causa do recurso acima, um resistor de porta mosfet não requer nenhum cálculo crucial.

No entanto, o resistor em uma porta mosfet deve ser o mais baixo possível, mas muito maior do que um valor zero, que está em qualquer lugar entre 10 e 50 ohms.

Embora o mosfet ainda acione corretamente mesmo se nenhum resistor for introduzido em seu gate, um valor baixo é estritamente recomendado para contrabalançar ou restringir transientes ou picos através do gate / fonte do mosfet.

Usando um resistor com um LED

Assim como um BJT, usar um resistor com LED é essencial e pode ser feito usando a seguinte fórmula:

R = (tensão de alimentação - tensão de avanço do LED) / corrente do LED

Novamente, os resultados da fórmula são apenas para a obtenção de resultados ideais absolutos do brilho do LED.

Por exemplo, suponha que temos um LED com especificações de 3,3 V e 20 mA.

Queremos iluminar este LED com uma fonte de 12V.

Usar a fórmula nos diz que:

R = 12 - 3,3 / 0,02 = 435 ohms

Isso implica que um resistor de 435 ohms seria necessário para obter os resultados mais eficientes do LED.

No entanto, na prática, você descobriria que qualquer valor entre 330 ohm e 1K renderia resultados satisfatórios do LED, portanto, é quase nenhuma experiência e algum conhecimento prático e você poderia facilmente superar esses obstáculos, mesmo sem quaisquer cálculos.

Usando resistores com diodos zener

Muitas vezes achamos essencial incluir um estágio de diodo zener em um circuito eletrônico, por exemplo em circuitos opamp onde um opamp é usado como um comparador e pretendemos empregar um diodo zener para fixar uma tensão de referência em uma das entradas de o opamp.

Alguém pode se perguntar como um resistor zener pode ser calculado ??

Não é nada difícil e é idêntico ao que fizemos para o LED na discussão anterior.

Isso é simplesmente usar a seguinte fórmula:

R = (tensão de alimentação - tensão Zener) / corrente de carga

Não há necessidade de mencionar que as regras e parâmetros são idênticos aos implementados para o LED acima, nenhum problema crítico será encontrado se o resistor zener selecionado for ligeiramente menor ou significativamente acima do valor calculado.

Como usar resistores em Opamps

Geralmente, todos os ICs são projetados com especificações de alta impedância de entrada e baixa impedância de saída.

Ou seja, as entradas são bem protegidas por dentro e não dependem da corrente para os parâmetros operacionais, mas, ao contrário disso, as saídas da maioria dos IC estarão vulneráveis ​​a correntes e curtos-circuitos.

Portanto, calcular resistores para a entrada de um IC pode não ser crítico, mas ao configurar a saída com uma carga, um resistor pode se tornar crucial e pode precisar ser calculado conforme explicado em nossas conversas acima.

Usando resistores como sensores de corrente

Nos exemplos acima, especialmente para os LeDs e BJTs, vimos como os resistores podem ser configurados como limitadores de corrente. Agora vamos aprender como um resistor pode ser utilizado como sensores de corrente:

Você também pode aprender o mesmo neste artigo de exemplo que explica como construir módulos de detecção atuais

De acordo com a lei de Ohms, quando a corrente através de um resistor é passada, uma quantidade proporcional de diferença de potencial se desenvolve através deste resistor que pode ser calculada usando a seguinte fórmula da lei de Ohms:

V = RxI, onde V é a tensão desenvolvida através do resistor, R é o resistor em Ohms e I é a corrente que passa pelo resistor em Amps.

Digamos, por exemplo, que uma corrente de 1 amp seja passada por um resistor de 2 ohms, resolvendo isso na fórmula acima:

V = 2x1 = 2 V,

Se a corrente for reduzida para 0,5 amperes, então

V = 2x0,5 = 1 V

As expressões acima mostram como a diferença de potencial através do resistor varia linear e proporcionalmente em resposta ao fluxo de corrente através dele.

Esta propriedade de um resistor é efetivamente implementada em todos os circuitos relacionados à medição ou proteção de corrente.

Você pode ver os seguintes exemplos para estudar o recurso de resistores acima, todos esses projetos utilizaram um resistor calculado para detectar os níveis de corrente desejados para as aplicações particulares.

Circuito limitador de corrente universal de LED de alta potência - constante ...

Circuito de carregador de bateria de 12 volts controlado por corrente barato ...

LM317 como um regulador de tensão variável e variável ...

Circuito de driver de diodo laser - Corrente controlada | Caseiro ...

Faça uma corrente constante de holofote LED de cem watts ...

Usando resistores como divisor de potencial

Até agora vimos como os resistores podem ser aplicados em circuitos para limitar a corrente, agora vamos investigar como os resistores podem ser conectados para obter qualquer nível de tensão desejado dentro de um circuito.

Muitos circuitos requerem níveis de tensão precisos em pontos específicos que se tornam referências cruciais para o circuito para executar as funções pretendidas.


Para tais aplicações, resistores calculados são usados ​​em série para determinar os níveis de tensão precisos, também chamados de diferenças de potencial, de acordo com os requisitos do circuito. As referências de tensão desejadas são obtidas na junção dos dois resistores selecionados (veja a figura acima).

Os resistores que são usados ​​para determinar níveis de tensão específicos são chamados de redes divisórias de potencial.

A fórmula para encontrar os resistores e as referências de tensão pode ser testemunhada abaixo, embora também possa ser alcançada simplesmente usando um preset ou um potenciômetro e medindo a tensão do condutor central usando um DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
Tem mais perguntas? Por favor, anote seus pensamentos nos comentários.