Calcolo resistenza saturazione transistor

Salve a tutti cari amici,avrei bisogno di una cortesia enorme.....
Sto vedendo i transistor e ho capito il loro funzionamento ma non riesco a calcolare la resistenza da mettere alla base ad esempio per portarlo a saturazione (usandolo come interruttore). Scarico i datasheet ma tutti quei valori mi spiazzano perchè non ho le basi per capirci qualcosa, come ad esempio il valore hfe che va da 100 a 900.
Potete aiutarmi mostrandomi le formule passo per passo con i valori da usare per calcolare la resistenza che si mette alla base del transistor come se doveste spiegarlo ad un bambino?
Per cercare di capire pongo due casi con caratteristiche diverse, scusatemi se non posto gli schemi elettrici ma sono semplici:

CASO 1:
da un'uscita digitale di arduino con tensione 5V e corrente 30mA e dovrei poter controllare un relè 12V con resistenza sulla bobina 360 ohm e assorbimento 33mA. L'alimentazione per il relè sarà 12V 1A, come transistor opterei per un BC547 visto che può sopportare fino a 100mA.

CASO 2:
un'uscita di uno shift register con tensione 5V e corrente 20mA e dovrei poter controllare un carico a 5V 500mA (ad esempio la retroilluminazione di un LCD).
L'alimentazione per tutto il circuito sarà 5V 2A, come transistor opterei per un BC618 visto che può sopportare fino a 1A.

Credo mi capirete quando dico che non mi piace trovare in giro sempre la pappa pronta ad esempio spesso dicono "metti un resistore da 10K e sei a posto", vorrei capire anche il perchè altrimenti ogni volta sono da capo. Per non disturbare troppo basta spiegare solo un caso, poi per vedere se ho compreso quello che rimane lo svolgo io e posto i relativi calcoli.

Un ringraziamento anticipato a chi mi darà una mano.

Ciao Pelletta
Non farti troppi pensieri;
Il transistore lo porti in saturazione quando gli dai sulla base piú corrente che servirebbe se fai il calcolo Ib =hfe*Ic.
La resistenza non é critica.
Usa una da 1kOhm.
Ciao Uwe

Arrivo con la domanda nabba del giorno..io ho letto una semplice guida sui transistors ma non parlava di saturazione..
Se io voglio, ad esempio, mandare in fade 10 led da 30ma, prendo un transistore che sopporta 300ma, attacco il collettore al negativo dei led, l'emettitore a massa e la base a un pin pwn e carico il classico script per fade non dovrebbe funzionare?
Scusatemi tanto..

ciao Guglio
giusto; devi solo aggiungere le resistenze su ogni LED per limitare la corrente.
Il transistore deve avere un guadagno abbastanza alto perché la corrente della base non sia troppo alta per l' uscita del Arduino o sia limitata dalla resistenza messo sulla base.
Per evitare questo, sopratutto se si vuole pilotare correnti un po piú alte, si puó usare dei Transistori Darligton o collegarene 2 nella configurazione Darlington.

IL ULN2003 e il ULN2803 sono esempi di transistori darlington integrati.

Ciao Uwe

Grazie per la risposta..
Continuo però ad avere un po' le idee confuse su questi scatolotti neri..
Cosa intendi per " la corrente della base non sia troppo alta" ?
Ad esempio.. se io uso il BC618 (anche se è "grosso" per questo esempio) e collego l' emettitore a massa con arduino, il collettore in serie a 3 led alimentati a +6volt e la base a un pin pwn..
Come faccio a sapere la corrente che passa dal collettore quando dal pin escono 5v?
Grazie e scusatemi ancora tantissimo per le domande..

" la corrente della base non sia troppo alta" Volevo dire che l’ uscita del Arduino puó dare solo 40mA
Il guadagno sopratutto in transistori di potenza é basso ( 20 a 40) hai problemi.

Con i Led devi usare sempre qualcosa che limita la corrente. Il modo piú semplice é una resistenza.
Metti in serie ai Led una resistenza e ti calcoli la tensione che deve essere ai suoi capi. Tensione di alimentazione meno tensione dei LED (1,4V con Led rossi o infrarossi, di piú con altri colori) meno tensione di saturazione del transistore (ca 1V). La tensione cosí ottenuta la dividi per la corrente che vuoi fare passare attraverso i LED e ottiene la resistenza. poi devi scheglier un valore reale vicino.

Ciao Uwe

Salve ragazzi e grazie per l’interesse mostrato.
Ho posto la stessa domanda su un altro forum di elettronica generale giusto per sentire più opinioni ed ecco la risposta:

quello che devi sapere è la tensione base-emettitore di saturazione del transistor (Vbe_sat) che normalmente è di circa 0.7V
poi calcoli la tensione sulla resistenza di base facendo
5V-Vbe_sat=5-0.7=4.3V
poi devi calcolare la corrente che scorre in base. per far questo ti serve conoscere al corrente di collettore e il guadagno (hfe) del transistor che, per transistor piccoli general purpose, è attorno al 200. quindi se la tua corrente di carico è 33mA fai
Ib=3Ic/hfe=30.033/200=0.000495A
il 3 è un fattore empirico per star sicuri che il transistor sia in saturazione
poi la resistenza la calcoli con
R=V/Ib=4.3/0.000495=8686
ora devi prendere un valore commerciale…di solito, per star tranquilli, si prende qualcosa di meno di quello calcolato… in questo caso potrebbe andare bene 8k2 (ma dovrebbe andare anche 10k)

Il calcolo appena mostrato riguardava il primo caso, ossia quello del relè; ho fatto il calcolo per il secondo caso e mi viene un resistore di 573 ohm. Ho però provato su circuito reale un resistore da 1K come consigliato da Uwefed e funziona anche se 1K è quasi il doppio del calcolo che ho fatto. Cosa devo dedurre che i resistori anche se differenti non incidono di molto sul funzionamento? I calcoli del metodo illustrato sopra sono giusti? Uwefed, come vedi mi sono fidato più del tuo consiglio visto che di tutti quelli che mi hai dato fin’ora non hai mai fallito! Che succederebbe se nel circuito del relè metto una resistenza da 1K anzichè da 8.2K come viene dai calcoli?

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fresco fresco :wink:

@brainbooster: ti confesso che il tuo articolo mi ha confuso ancora di più le idee anche se fatto bene ma questo dipende solo da me che sono una schiappa.... cosa è quel beta che viene nel calcolo?

Comunque sia il metodo che ho mostrato sopra è giusto? In rete trovo molti articoli o tutorial che spiegano come funziona il transistor ma mai nessuno che fa esempi con calcoli per casi specifici, è questo che mette in difficoltà chi si avvicina per la prima volta alle regole dell'elettronica. Inoltre se confronto le fonti non ne trovo una che sia uguale all'altra perciò le idee si confondono ancora di più.

il beta o hfe non è altro che il guadagno del transistor, lo trovi sul datasheet.
in effetti non si capisce...
Grazie del suggerimento, adesso lo aggiungo :slight_smile:

ciao
in quel tutorial non si carica l'immagine allegata