Estabaleyendounejemplodeunlibrodetexto.Yparaestecircuito,elautorafirmaquecuandoR3esinferiora100ohmios,Q3nocambiará.Nopudeaveriguarla"razón" por qué. Pero verifiqué con LTSpice que el autor tiene razón. Él simplemente no explica la razón.
Si digamos que R3 está cerca de cero cuando Q2 está activado, ¿por qué no se activaría Q3 también?
Para que Q3 se encienda, la caída de tensión entre su base y el emisor debe ser de aproximadamente 0.6 V, lo que significa que la misma tensión debe caer sobre R3, lo que significa que la corriente que fluye a través de R3 debe ser al menos I3 = 0.6 V / R3.
Cuando fluye menos corriente a través de R3, la caída de voltaje sobre R3 es más pequeña que la caída de voltaje mínima de Q3, y Q3 permanecerá apagado.
Para R3 = 100 Ω, la corriente I3 requerida sería de 6 mA. Sin embargo, en este circuito, la corriente a través de R3 y Q3 también está limitada por R2: una corriente de 6 mA resultaría en una caída de voltaje de 19.8 V sobre R2, lo cual no es posible con una fuente de alimentación de 15 V. La mayor caída de voltaje posible sobre R2 ocurre cuando Q2 está saturado, y es de aproximadamente 14 V, lo que da como resultado una corriente máxima posible de aproximadamente 14V / 3.3kΩ = 4.2 mA.
Los transistores PNP se activan cuando \ $ V_ {EB} \ $ es lo suficientemente grande. Cuando hace \ $ R_3 \ $ demasiado pequeño, no hay suficiente voltaje en la unión EB del transistor para que se encienda.
Intuitivamente, \ $ V_ {EB} \ $ es el mismo que el voltaje en \ $ R_3 \ $. Como \ $ R_2 \ $ y \ $ R_3 \ $ son aproximadamente un divisor de voltaje (hay muy poca corriente de base en \ $ Q_3 \ $), el voltaje es $$ V_ {EB} \ approx \ frac {R_3} {R_2 + R_3} \ cdot \ text {15 V} \ approx \ frac {R_3} {R_2} \ cdot \ text {15 V} $$ si \ $ R_3 < < R_2 \ $. Claramente, cuando la fracción \ $ R_3 / R_2 \ $ es demasiado pequeña, el transistor no se puede encender.
Ya que está confundido acerca del comportamiento de encendido de Q3 con respecto a R3, considere el circuito equivalente que consiste solo en el divisor de resistencia esencial (R3 y R2) y la unión de base-emisor de Q3:
EstoyvariandoaquíR3coneltiempode0a1K.EldiodoBEgiraaaproximadamente0.65V,loquecorrespondea150ohmiosparaR3.Estoseverificafácilmentecomo15V*150/(3300+150)=0.65V.
Dadoquelacorrienteatravésdeundiodoqueestáencendidotieneunavariaciónexponencialconelvoltajequeloatraviesa(ecuacióndeShockley),ycomolacorrienteaquíestálimitadaporR2,latensiónBEseráaproximadamenteconstanteunavezqueeldiodoestéencendido.Unavezquelauniónestáactivada,Vbeenrealidadvaríalogarítmicamenteconunacorrientedediodoquetieneunlímitesuperior(impuestoporR2)...esdecir,nomucho.TengaencuentaquelacurvaV(BE)(trazaroja)tieneungiromásagudoquelacorrienteI(BE)(magenta)...debidoalarelaciónlogarítmicaquetieneconlacorrientedeldiodo.
Antesdequeeldiodoseencienda,latensiónBEesunafunciónlinealdeR3,yaqueessoloundivisorresitivoconR2.Además,I(R2)novaríamuchoinclusoantesdequeeldiodoseenciendaporqueelpuntodeencendidosoloesaproximadamenteR3=4.5%delvalordeR2.PeroenunagráficaseparadadeI(R2)[enelpanelinferior]puedeverquees"aún más constante" más allá del punto de encendido del diodo. Por lo tanto, esto verifica la suposición habitual de que Vbe es constante (y, en consecuencia, también lo es I (R2) aquí) una vez que la unión BE está realmente activada. Antes de eso no hay ninguna restricción sobre lo que Vbe puede ser como puedes ver; solo depende del valor de R3 cuando el diodo está apagado.
Considere el voltaje a través de un diodo y la corriente que fluye. A continuación se muestran las curvas para un diodo de germanio antiguo (1N34A) y un diodo de silicio (1N914): -
Concentrarseeneldiododesilicio(1N914).Con0.6voltiosatravésdeél,lacorrienteesdeaproximadamente0.6mA.Ahorabajaesevoltajea0.4voltios.Lacorrientecaea10uAy,con0.2voltiosatravésdeella,lacorrienteesdeaproximadamente100nA.
Ahora,launióndelemisordebaseenunBJTesundiodoconpolarizacióndirecta.Lapolarizacióndirectaprovienedelvoltajequesecolocaatravésdeellayestogeneralmenteserealizaatravésdeunaresistenciadepolarización.Ensucircuito,R2yelvoltajedelafuentedealimentacióndefinenlacorrientequepuedefluirconjuntamentehacialabaseyhaciaR3.
CuandoR2suministraunacantidaddecentedecorriente,lamayorpartefluyeatravésdelaunióndelemisordebaseporqueestáenesapartedelacurvadediodoyesapartedelaLacurvadediodotieneunaresistenciadinámicaqueesmuchomáspequeñaqueR3.Amedidaqueelvoltajedelemisordebasedisminuye,suresistenciadinámicaaumentayR3comienzaaconvertirseenel"camino" al que fluye la mayor parte de la corriente del R2.
La resistencia dinámica es el pequeño cambio en el voltaje aplicado dividido por el cambio en la corriente. Puedes mirar el gráfico de diodos de arriba y elegir algunos puntos: -
La resistencia dinámica sería 20mV / 200uA = 100 ohmios
La resistencia dinámica sería 20mV / 1uA = 20 kohms.
Entonces, cuando R3 baja, se vuelve más dominante que la unión del emisor de base y rápidamente la corriente de la unión se desvanece. Dado que podemos aproximar la acción del transistor a un dispositivo con ganancia de corriente, reducir R3 más allá de cierto punto significa una corriente de colector que cae rápidamente y, en efecto, el transistor se considera apagado.
Un transistor necesita aproximadamente 0.7v VBE para comenzar a conducir. Como tiene el beneficio de un simulador allí, experimente con diferentes valores de R2 / R3 y observe el voltaje desarrollado en R3, y si el transistor se enciende.
En cuanto a por qué es 0.7v, ¡necesitas física de semiconductores!
Bueno, creo que se han dado todas las respuestas complicadas, pero para mis dos centavos: cualquier cosa por debajo de 150 ohmios "cortocircuita" la base a la unión del emisor
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