La forma de resolver tales problemas es alterar ligeramente la simetría del circuito de tal manera que, en el encendido, hay un BJT elegido que está apagado mientras que los otros dos están en saturación, como Tony Stewart sugirió implícitamente . Puede lograr esto colocando una resistencia \ $ R_ {set} \ $ en paralelo a la resistencia base R de los dos BJT que desea que estén en saturación "inmediatamente después de" el encendido:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
Sin embargo, este método provoca la ligera disminución de dos de las tres constantes de tiempo del circuito. Si no desea hacer eso, otro método es usar una resistencia base \ $ R_ {set} \ $ para mantener el BJT elegido fuera de saturación en el encendido:
simular este circuito
Conociendo las tolerancias de la resistencia y los parámetros del transistor y los diferenciales de los parámetros, puede calcular los valores máximos / mínimos requeridos para la resistencia \ $ R_ {set} \ $: a continuación se describe un procedimiento básico.
Una descripción cuantitativa
En el encendido, en el caso de circuitos perfectamente idénticos, cada transistor \ $ Q \ $ ve el condensador \ $ C \ $ como un cortocircuito. Así, para cada transistor tenemos
$$
V_ {BE} = V_ {CE} \: \ text {at} \: t = t_0 \ tag {1} \ label {1}
$$
es decir, cada transistor en el encendido está en la región activa (es decir, no en saturación). A medida que pasa el tiempo, cada condensador \ $ C \ $ es cargado por la resistencia \ $ R \ $ de una manera lineal aproximadamente (pero hasta de alta precisión) con una corriente de carga \ $ I_ \ mathrm {crg} \ $ cuyo valor es
$$
I_ \ mathrm {crg} \ approx \ frac {V_ {CC} -V_ {BE}} {R} \ approx \ frac {4.5V-0.7V} {4700 \ Omega} \ tag {2} \ label {2}
$$
Como \ $ V_ {BE} \ $ no puede variar demasiado, \ $ C \ $ eleva el voltaje entre sus placas a expensas de \ $ V_ {CE} \ $ hasta
$$
V_ {CE} = V_ {CE_ \ mathrm {sat}} \ tag {3} \ label {3}
$$
En el circuito estándar de dos BJT, como el que analizó en su primera simulación, este es el inicio de la oscilación: la retroalimentación positiva de las dos etapas BJT en cascada amplifica el ruido ubicuo y trae uno de los BJT en saturación , mientras el otro se apaga. Por lo tanto, para asegurarse de que un dispositivo elegido esté apagado (y, por lo tanto, en este caso, encienda el LED) cuando los demás hayan estado en saturación, debe asegurarse de que la condición \ eqref {3} se verifique solo después de Se ha verificado por el otro. Puede satisfacer este requisito de dos maneras,
- aumentando ligeramente \ $ I_ \ mathrm {crg} \ $ \ eqref {2} para los dispositivos restantes: esto se logra simplemente colocando una resistencia en paralelo a \ $ R \ $ para todos los demás circuitos de polarización de base,
- o aumentando ligeramente la tensión \ $ V_ {CE} \ $ de la elegida, colocando una resistencia en serie en su terminal base para tener
$$
V_ {CE} = V_ {BE} + R_ {set} I_B \: \ text {at} \: t = t_0, \ tag {4} \ label {4}
$$
verificando así \ eqref {3} en tiempos posteriores, debido al mayor valor inicial de \ $ V_ {CE} \ $. En este último caso, puede elegir \ $ R_ {set} \ $ para ser
$$
R_ {set} \ geq \ frac {V_ {BE_ \ mathrm {sat}} - V_ {CE_ \ mathrm {sat}}} {I_ \ mathrm {crg}},
\ tag {5} \ label {5}
$$
el signo "\ $ \ geq \ $" significa que este valor debe ser mayor que la incertidumbre en \ $ R \ $ debido a las inevitables tolerancias de la resistencia.
Algunas notas
- Los valores \ $ V_ {BE_ \ mathrm {sat}} \ $ y \ $ V_ {CE_ \ mathrm {sat}} \ $ deben leerse en la hoja de datos de \ $ Q \ $ y dependen de \ $ I_ {B_ \ mathrm {sat}} \ $ y en \ $ I_ {C_ \ mathrm {sat}} \ $. Sin embargo, puedes asumir que
$$
V_ {BE_ \ mathrm {sat}} = 0.7V \ quad V_ {CE_ \ mathrm {sat}} = 0.25V
$$
Le aconsejo que coloque el valor de \ $ R_ {set} \ $ calculado por \ eqref {5} en serie en el circuito SPICE del circuito de dos BJT para ver el comportamiento descrito anteriormente.
- Hay un problema en el circuito de tres BJT: como confirma la simulación de la especia, la retroalimentación es negativa en CC a baja frecuencia, por lo que no puede comenzar a oscilar. El prototipo de su tablero funciona porque probablemente se comporta como un oscilador de cambio de fase, cada una de las tres etapas proporciona un cambio de fase de casi 60 ° a una oscilación (muy) aproximadamente sinusoidal, que está sujeta por los diodos LED. Si desea que se comporte como un multivibrador, debe agregar una etapa BJT adicional (sin tanque de tiempo, es decir, sin \ $ C \ $, si necesita encender solo tres LED) para tener una retroalimentación positiva de CC.
