¿Por qué funciona este circuito?

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Estoy sufriendo de un poco de confusión aquí y esperaba que alguna persona amable aquí pudiera ayudarme. Quiero construir un pequeño circuito de motor de CC solo por diversión, pero no puedo entender algunos aspectos del circuito (como se muestra en la siguiente imagen)

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Así que básicamente entiendo que Ic = Beta * Ib. Por lo tanto (suponiendo que D3 es 3.3 V y Beta es alrededor de 100), puedo decir que Ic = 100 * (3.3 / 1000) = 0.33 Amps.

Luego, para encontrar la tensión disponible para el motor, debo encontrar la caída de tensión en la resistencia de 33 ohmios y restarla de la tensión del riel de alimentación (5 V).

Entonces 5V - (0.33) (33) = 5V - 10.89V

Lo que es claramente ridículo. ¿Alguien puede explicarme rápidamente la falla en mi razonamiento? Realmente lo apreciaría.

    
pregunta alairbyday

3 respuestas

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... Puedo decir que Ic = 100 * (3.3 / 1000) = 0.33 Amps.

Incorrecto. Puedes decir que Ic tiene un máximo de 0.33A (o lo que sea en realidad sería con los valores y fórmulas correctos). Si el suministro no es realmente capaz de suministrar tanto por cualquier razón, entonces el transistor es que opera en saturación modo , donde actúa como un interruptor. Que es exactamente lo que queremos que haga para operar un motor.

    
respondido por el Ignacio Vazquez-Abrams
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Se puede garantizar que su \ $ I_C \ $ actual será

$$ I_C \ leq \ frac {5V} {33 \ Omega + R_ {motor}} \ leq \ frac {5V} {33 \ Omega} = 152mA $$

¡Solo porque no hay forma de que sea más alto que eso, no importa lo que hagas con el transistor!

Desde allí puede considerar su base actual, \ $ I_B \ $, y su efecto en el colector actual.

Dado que el \ $ V_ {BE (sat)} \ $ es 0.7V normalmente, podemos intentarlo

$$ I_C = \ beta \ times \ frac {3.3V-V_ {BE (sat)}} {R_B} = 100 \ times \ frac {3.3V-0.7} {1k \ Omega} = 260mA $$

Es seguro asumir (como lo señaló @Ignacio) que el transistor está saturado (porque \ $ I_C < 260mA \ $), y el \ $ I_C \ $ real es inferior a 152mA debido a la resistencia que cuelga del colector .

    
respondido por el Daniel
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Horowitz y Hill explican esto memorablemente por medio de un dibujo animado 'Transistor Man' que se encuentra dentro del transistor observando constantemente $ I_B \ $ en un amperímetro y tratando de mantener \ $ I_C \ $ igual a \ $ \ beta \ veces I_B \ $. Pero el único control que tiene a su disposición es una resistencia variable conectada entre C y E. Si convierte la resistencia variable en cero y la corriente del colector es aún menor, bueno, eso es todo lo que puede hacer.

En realidad, su resistencia variable no llega a cero, y en realidad no es una resistencia, por lo que la comprobación de la hoja de datos del transistor para el voltaje de saturación del colector-emisor, \ $ V_ {CEsat} \ $, es siempre es una buena idea, y por qué a veces es necesario dar a un transistor una corriente de base más que lo que sugiere la simple \ $ I_C = \ beta \ veces I_B \ $.

    
respondido por el nekomatic

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