¿Qué sucede cuando un BJT no dibuja lo suficiente \ $ I_c \ $ para estar correctamente sesgado?

  

para un \ $ I_B \ $ dado, reducir \ $ I_C \ $ reducirá \ $ V_ {CE} \ $ (que es lo mismo que \ $ V_o \ $ en mi circuito).

Este es el comportamiento esperado. Aunque generalmente lo expresamos al revés: el aumento de \ $ V_ {ce} \ $ aumenta \ $ I_c \ $, aunque este efecto es pequeño en la región activa.

  

Todavía tengo que ver en las etiquetas el eje \ $ I_C \ $ con unidades: ¿es un orden de magnitud típico para IC (máx.) en el rango de μA o en el rango de mA o algún otro amperaje fraccionario?

El rango típico es de 10's de mA a unos pocos amperios. Un transistor que solo sea capaz de transportar microamperas tendría aplicaciones limitadas, aunque tal cosa podría existir, por ejemplo, dentro de un circuito integrado. En la industria de la energía podría haber BJT capaces de transportar 10 amperios, sin embargo, en la actualidad, es más probable que estas cosas se realicen con FET de potencia o transitores bipolares de puerta aislada (IGBT)

  

Finalmente, mi instinto me estaba diciendo que podría ser capaz de colocar una resistencia en paralelo con RC para aumentar la corriente en el colector con el fin de sesgar mejor la unión CB, pero el gráfico parece sugerir lo contrario. Debería poner una resistencia en serie para disminuir la corriente si quiero un Vo que esté más cercano a 0 cuando VB sea alto.

Correcto, debe aumentar el valor de RC en su diagrama para obtener un voltaje de salida más bajo cuando la entrada es alta. Sin embargo, tendrá dificultades para lograr un voltaje de salida inferior a aproximadamente 0,2 V. Esto no debería presentar ningún problema para su aplicación, ya que una entrada digital de microcontrolador probablemente considerará que 0,2 V es un 0 lógico.

  

Tengo un problema en el que a veces pierden pulsos, a diferentes velocidades para cada una de las instalaciones (algunos funcionan todo el tiempo, otros funcionan parte del tiempo, otros siempre pierden pulsos).

Esto podría deberse a la naturaleza de los pulsos (¿son lo suficientemente fuertes para impulsar la base del BTJ?), o debido a la forma en que los está leyendo en el microcontrolador: ¿está utilizando una entrada habilitada para interrupciones para capturar? ellos o la encuesta? ¿Está usted votando con suficiente frecuencia? ¿Su controlador de interrupciones está regresando lo suficientemente rápido para capturar pulsos repetidos? etc.

Retrocedamos un momento y simplificamos esto, antes de profundizar en los gráficos. En primer lugar, los picos de la onda cuadrada VB deben superar los 0,6 V para que el circuito funcione, posiblemente, porque la unión BE no se conducirá por debajo de ese punto. De la misma manera, si el punto bajo en el generador de onda cuadrada está por encima de 0,6 V, podría tener el problema opuesto ... donde la unión BE del transistor siempre está conduciendo. Cualquiera de las condiciones en el "borde" de ser verdadero podría ser la raíz del problema.

A continuación, suponiendo que el bajo y el alto de la forma de onda se encuentren con seguridad por debajo y por encima de 0,6 V, respectivamente, independientemente de la tensión máxima de VB, menos que se pueda dividir el mínimo de 0,6 V por RB para averiguar cuánta corriente es probable que vaya en la unión BE transistor. Digo "probable" porque tampoco sabemos cuál es la resistencia interna efectiva de la fuente VB. Pero suponiendo que sea insignificante en comparación con RB, el siguiente paso es multiplicar esa corriente por la ganancia de corriente directa del transistor, comúnmente llamada "hfe". Si no lo sabes, puedes asumir al menos 50 como punto de partida. Luego puede tomar ese número y usar la ley de ohmios para ver cuál debe ser la corriente a través del resistor de colector de 10 K en el pico del pulso. A su vez, esa corriente se puede multiplicar por 10K (E = IR) para aproximar el voltaje a través de la resistencia de 10K durante esos picos. Si el circuito está diseñado correctamente, ese voltaje estará cerca de 10 V, porque el transistor simplemente se está utilizando como un interruptor y debería estar en "saturación".

Una vez más, retroceda aún más, porque debería ser obvio que incluso la simplificación anterior no tiene sentido con esta cantidad de incógnitas. Me gustaría saber cómo terminaste con una "gran cantidad de estos circuitos instalados en lugares de difícil acceso", sin antes identificar algunas de estas incógnitas, pero eso no viene al caso. El punto es que la única manera de solucionar el problema en su situación es tomar medidas, comenzando con el voltaje alto y bajo en la unión VBE. Y como no conoce el ancho de los pulsos del generador de onda cuadrada, esta medida deberá tomarse con un alcance. El hecho de que el circuito funcione a veces es algo bueno. Además de reducir los voltajes en la salida del generador y en la unión BE del transistor, un alcance también revelará cualquier forma de onda lenta (menos que cuadrada). Esto podría, por ejemplo, indicar la necesidad de una resistencia adicional a través de la unión BE, no tanto para alterar la dinámica actual, sino para acelerar el tiempo de recuperación si se pierden impulsos muy próximos entre sí.

Espero que algo de esto ayude. De hecho, es muy molesto cuando hereda una base instalada de equipos que está fallando, con tan poca información sobre los componentes internos básicos. La ingeniería inversa es un reto, sin duda.