¿El efecto de un transistor en un divisor de voltaje? (o viceversa)

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Estoy aprendiendo sobre los transistores y estoy tratando de hacer un circuito básico que use un fotoresistor como sensor para encender y apagar un LED dependiendo de las condiciones de la luz (la resistencia de 150 kOhm es donde estará el fotoresistor). Todavía estoy tratando de aprender cómo elegir los valores de resistencia apropiados, pero al jugar con Multisim noté que el divisor de voltaje en el circuito de abajo no se comporta como esperaba.

Aquí está el circuito con la resistencia superior en el divisor de voltaje que es 1kOhm:

SegúnMultisim,latensiónencadaunadelasresistenciasesaproximadamentelamisma,cuandocasitodalatensióndealimentacióndeberíaestarenlaresistenciainferioryaqueesmuchomayorquelapartesuperior.

Aquíestáelcircuitoconlaresistencia1kcambiadaa10k:

Si saco el transistor del circuito, entonces el divisor de voltaje se comporta como debería.

¿Por qué el divisor de voltaje no funciona correctamente cuando el transistor está conectado a él?

    
pregunta Nate

3 respuestas

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La fórmula para el voltaje en el centro de un divisor de voltaje depende de la suposición de que la corriente a través de R2 es exactamente igual a la corriente a través de R4.

En este caso, eso no es cierto. Hay una ruta alternativa para que fluya la corriente, a través de R5 y la unión b-e Q1.

De hecho, debido a su alto valor, R4 es efectivamente irrelevante en este diseño. La corriente fluye principalmente a través de R2, R5 y el Q1 b-e.

Y los resultados son sobre lo que esperas. El voltaje a través de Q1 b-e es aproximadamente 0.7 V, y R2 y R5 son aproximadamente iguales.

En cuanto a la segunda versión, al reducir la corriente a través del divisor de resistencia que está tratando de usar, ha aumentado el impacto de la "fuga" a través de R5 y Q1.

    
respondido por el The Photon
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Vbe varía de 0.6 a 0.7V a corrientes bajas, por lo que esencialmente tiene un divisor del 50% en cct # 1 con dos resistencias de 1k por encima de este umbral.

Usando 0.65V para Vbe como un guestimate, la caída del 50% de 4.35 = 2.175V por encima de este umbral o 2.825. Su simulación dice 2.869, así que eso es bastante cercano. El 100k es insignificante en comparación con 1k. También puede tratar la unión Vbe a la tensión de umbral y el ESR es la pendiente de VI.

En el 2do cct. Tiene una relación de 1/11 a Vbe, por lo que 0.11111 de la caída es 0.111 * 4.35 = 0.483, luego agregue Vbe de 0.65V para obtener 1.133 que está cerca de su simulación. Las tolerancias deben ser consideradas. Nuevamente, se pueden descuidar los 150k considerando la variación de Vbe.

Trate todos los diodos como voltajes fijos con resistencia variable en serie y podrá hacerlo en su cabeza, una vez que comprenda los valores de Rbe y RdsON y Vce (sat) de varias partes es bastante bajo.

    
respondido por el test engineer
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Si mueve R3 al emisor, entonces su base tendrá (aproximadamente) el valor que cree que debería tener. Esto se debe a que al emisor se le permitirá ir por encima del suelo cuando la corriente circula por el circuito, y la resistencia que se observa en la base será beta * R3. Si beta * R3 es mucho más alto que R4, entonces puede tratar el divisor de voltaje R2 R4 como descargado.

Podría ser más fácil usar la salida del divisor de voltaje de la resistencia del fotorresistor como la entrada de un comparador o un 7414, si desea un resultado de encendido / apagado binario.

    
respondido por el Eraticus

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