Cómo utilizar resistencias con LED, Zener y transistor

Cómo utilizar resistencias con LED, Zener y transistor

En esta publicación, aprendemos cómo usar resistencias al diseñar un circuito electrónico usando LED, diodos Zener o transistores. Este artículo puede ser muy útil para los nuevos aficionados que normalmente se confunden con los valores de resistencia que se utilizarán para un componente específico y para la aplicación deseada.

¿Qué es una resistencia?

Una resistencia es un componente electrónico pasivo que puede parecer poco impresionante en un circuito electrónico en comparación con los otros componentes electrónicos activos y avanzados, como BJT, mosfets, circuitos integrados, LED, etc.

Sin embargo, contrariamente a esta sensación, las resistencias son una de las partes más importantes en cualquier circuito electrónico e imaginar una PCB sin resistencias puede parecer extraño e imposible.



Las resistencias se utilizan básicamente para controlar el voltaje y la corriente en un circuito que se vuelve muy crucial para operar los diversos componentes activos y sofisticados.

Por ejemplo, un BJT como un BC547 o similar puede necesitar una resistencia calculada correctamente en su base / emisor para funcionar de manera óptima y segura.

Si no se sigue esto, el transistor simplemente puede explotar y dañarse.

De manera similar, hemos visto cómo las resistencias se vuelven tan esenciales en circuitos que involucran circuitos integrados como un 555 o un 741, etc.

En este artículo, aprenderemos cómo calcular y usar resistencias en circuitos al diseñar una configuración particular.

Cómo utilizar resistencias para impulsar transistores (BJT).

Un transistor requiere una resistencia en su base y emisor y esta es una de las relaciones más importantes entre estos dos componentes.

Un transistor NPN (BJT) necesita una cantidad específica de corriente para fluir desde su base a su riel emisor o riel de tierra para activar (pasar) una corriente de carga más pesada desde su colector a su emisor.

Un transistor PNP (BJT) necesita una cantidad específica de corriente para fluir desde su emisor o riel positivo a su base para activar (pasar) una corriente de carga más pesada desde su emisor a su colector.

Para controlar la corriente de carga de manera óptima, un BJT debe tener una resistencia base calculada correctamente.

Es posible que desee ver un artículo de ejemplo relacionado para haciendo una etapa de conductor de relevo

La fórmula para calcular la resistencia base de un BJT se puede ver a continuación:

R = (Us - 0.6) .Hfe / Corriente de carga,

Donde R = resistencia base del transistor,
Us = Fuente o voltaje de activación a la resistencia base,
Hfe = Ganancia de corriente directa del transistor.

La fórmula anterior proporcionará el valor de resistencia correcto para operar una carga a través de un BJT en un circuito.

Aunque la fórmula anterior puede parecer crucial e imperativa para diseñar un circuito utilizando BJT y resistencias, los resultados en realidad no necesitan ser tan precisos.

Por ejemplo, supongamos que queremos conducir un relé de 12 V utilizando un transistor BC547, si la corriente de funcionamiento del relé es de alrededor de 30 mA, a partir de la fórmula anterior, podemos calcular la resistencia base como:

R = (12 - 0,6). 200 / 0.040 = 57000 ohmios que es igual a 57K

Se podría suponer que el valor anterior es extremadamente óptimo para el transistor, de modo que el transistor operará el relé con la máxima eficiencia y sin disipar o desperdiciar el exceso de corriente.

Sin embargo, en la práctica, encontrará que, de hecho, cualquier valor entre 10K y 60k funciona bien para la misma implementación, el único inconveniente marginal es la disipación del transistor, que puede ser un poco más, puede ser de alrededor de 5 a 10 mA, eso es absolutamente insignificante y no importa en todos.

La conversación anterior indica que, aunque se puede recomendar calcular el valor del transistor, no es del todo esencial, ya que cualquier valor razonable puede hacer el trabajo igualmente bien.

Pero dicho eso, supongamos que en el ejemplo anterior si elige la resistencia base por debajo de 10K o por encima de 60k, entonces ciertamente comenzaría a causar algunos efectos adversos a los resultados.

Por debajo de 10k, el transistor comenzaría a calentarse y disiparse significativamente ... y por encima de 60K el relé tartamudeaba y no se disparaba con fuerza.

Resistencias para conducir Mosfets

En el ejemplo anterior, notamos que un transistor depende fundamentalmente de una resistencia calculada decentemente en su base para ejecutar correctamente la operación de carga.

Esto se debe a que una base de transistor es un dispositivo dependiente de la corriente, donde la corriente de la base es directamente proporcional a la corriente de carga del colector.

Si la corriente de carga es mayor, la corriente base también deberá aumentarse proporcionalmente.

Al contrario de esto, los mosfets son clientes completamente diferentes. Estos son dispositivos dependientes del voltaje, lo que significa que una puerta mosfet no depende de la corriente, sino del voltaje para activar una carga a través de su drenaje y fuente.

Siempre que el voltaje en su puerta sea superior o alrededor de 9 V, el mosfet disparará la carga de manera óptima independientemente de la corriente de la puerta, que podría ser tan baja como 1 mA.

Debido a la característica anterior, una resistencia de puerta mosfet no requiere cálculos cruciales.

Sin embargo, la resistencia en una puerta mosfet debe ser lo más baja posible pero mucho mayor que un valor cero, es decir, entre 10 y 50 ohmios.

Aunque el mosfet aún se dispararía correctamente incluso si no se introdujera una resistencia en su puerta, se recomienda estrictamente un valor bajo para contrarrestar o restringir los transitorios o picos a través de la puerta / fuente del mosfet.

Usando una resistencia con un LED

Al igual que un BJT, el uso de una resistencia con un LED es esencial y se puede hacer usando la siguiente fórmula:

R = (Tensión de alimentación - Tensión de avance del LED) / Corriente del LED

Nuevamente, los resultados de la fórmula son solo para obtener resultados óptimos absolutos del brillo del LED.

Por ejemplo, supongamos que tenemos un LED con especificaciones de 3.3V y 20mA.

Queremos iluminar este LED con una fuente de 12V.

Usar la fórmula nos dice que:

R = 12 - 3.3 / 0.02 = 435 ohmios

Eso implica que se necesitaría una resistencia de 435 ohmios para obtener los resultados más eficientes del LED.

Sin embargo, en la práctica, encontrará que cualquier valor entre 330 ohmios y 1K arrojaría resultados satisfactorios con el LED, por lo que es poca experiencia y algunos conocimientos prácticos y podría superar fácilmente estos obstáculos incluso sin ningún cálculo.

Usando resistencias con diodos zener

Muchas veces nos parece esencial incluir una etapa de diodo Zener en un circuito electrónico, por ejemplo en circuitos opamp donde se usa un opamp como comparador y pretendemos emplear un diodo Zener para fijar un voltaje de referencia en una de las entradas de el opamp.

Uno puede preguntarse cómo se puede calcular una resistencia Zener.

No es nada difícil, y es idéntico a lo que hicimos para el LED en la discusión anterior.

Eso es simplemente use la siguiente fórmula:

R = (tensión de alimentación - tensión Zener) / corriente de carga

No es necesario mencionar que las reglas y los parámetros son idénticos a los implementados para el LED anterior, no se encontrarán problemas críticos si la resistencia zener seleccionada está ligeramente menor o significativamente por encima del valor calculado.

Cómo usar resistencias en Opamps

Generalmente, todos los circuitos integrados están diseñados con especificaciones de impedancia de entrada alta y especificaciones de impedancia de salida baja.

Es decir, las entradas están bien protegidas desde el interior y no dependen de la corriente para los parámetros operativos, pero al contrario de esto, las salidas de la mayoría de los IC serán vulnerables a la corriente y los cortocircuitos.

Por lo tanto, el cálculo de resistencias para la entrada de un IC puede no ser crítico en absoluto, pero al configurar la salida con una carga, una resistencia puede volverse crucial y es posible que deba calcularse como se explica en nuestras conversaciones anteriores.

Usando resistencias como sensores de corriente

En los ejemplos anteriores, especialmente para los LED y los BJT, vimos cómo se podían configurar las resistencias como limitadores de corriente. Ahora aprendamos cómo se puede utilizar una resistencia como sensor de corriente:

También puede aprender lo mismo en este artículo de ejemplo que explica cómo construir módulos de detección de corriente

Según la ley de Ohmios, cuando se pasa corriente a través de una resistencia, se desarrolla una cantidad proporcional de diferencia de potencial a través de esta resistencia que se puede calcular utilizando la siguiente fórmula de la ley de Ohmios:

V = RxI, donde V es el voltaje desarrollado a través de la resistencia, R es la resistencia en ohmios e I es la corriente que pasa a través de la resistencia en amperios.

Digamos, por ejemplo, que se pasa una corriente de 1 amperio a través de una resistencia de 2 ohmios, resolviendo esto en la fórmula anterior se obtiene:

V = 2x1 = 2 V,

Si la corriente se reduce a 0,5 amperios, entonces

V = 2x0,5 = 1 V

Las expresiones anteriores muestran cómo la diferencia de potencial a través de la resistencia varía de forma lineal y proporcional en respuesta a la corriente que fluye a través de ella.

Esta propiedad de una resistencia se implementa de manera efectiva en todos los circuitos relacionados con la protección de corriente o la medición de corriente.

Puede ver los siguientes ejemplos para estudiar la característica anterior de las resistencias, todos estos diseños han utilizado una resistencia calculada para detectar los niveles de corriente deseados para las aplicaciones particulares.

Circuito limitador de corriente LED universal de alto vatio - Constante ...

Circuito de cargador de batería de 12 voltios controlado por corriente ...

LM317 como regulador de voltaje variable y variable ...

Circuito impulsor de diodo láser - Controlado por corriente | Hecho en casa ...

Haga un reflector LED de cien vatios de corriente constante ...

Usando resistencias como divisor de potencial

Hasta ahora vimos cómo se pueden aplicar resistencias en circuitos para limitar la corriente, ahora investiguemos cómo se pueden conectar las resistencias para obtener cualquier nivel de voltaje deseado dentro de un circuito.

Muchos circuitos requieren niveles de voltaje precisos en puntos específicos que se convierten en referencias cruciales para que el circuito ejecute las funciones previstas.


Para tales aplicaciones, las resistencias calculadas se utilizan en serie para determinar los niveles de voltaje precisos, también llamados diferencias de potencial según los requisitos del circuito. Las referencias de voltaje deseadas se logran en la unión de las dos resistencias seleccionadas (consulte la figura anterior).

Las resistencias que se utilizan para determinar niveles de voltaje específicos se denominan redes de divisores de potencial.

La fórmula para encontrar las resistencias y las referencias de voltaje se puede ver a continuación, aunque también se puede lograr simplemente usando un preajuste o un potenciómetro y midiendo su voltaje del cable central usando un DMM.

Vout = V1.Z2 / (Z1 + Z2)
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