¿Se levanta un transistor PNP?

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Los esquemas de blog para transistores PNP a veces conectan + 5V al emisor y un divisor de voltaje entre la base y una salida de drenaje abierta, y algunas veces solo conectan una resistencia base al interruptor del lado bajo. En la configuración más simple, ¿la corriente que fluye desde el emisor a la base levantará la base y apagará el transistor? ¿Cuánto tiempo tomará esto?

    
pregunta joeforker

1 respuesta

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En realidad es bastante fácil. Tienes un editor de esquemas que podrías usar aquí. Lo usaré ahora. Los he asociado, uno al lado del otro, para que coincidan con tus fotos en tu pregunta:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Como probablemente ya sepa, \ $ R_1 \ $ se usa para acumular la corriente de recombinación de base necesaria para \ $ Q_1 \ $, cuando se activa como un interruptor mediante \ $ SW_1 \ $. Su pregunta, mientras la leo, pregunta acerca de \ $ R_2 \ $ en el caso de la mano derecha.

\ $ R_2 \ $ se usa aquí como un "pull-up" de la base de \ $ Q_1 \ $ '. Se ha añadido una especie de seguridad. Por ejemplo, supongamos por un momento que hubo una acumulación de suciedad en los contactos del interruptor que permitió que una corriente muy ligera fluyera a través de sus contactos. O que alguien pueda "rozar" y accidentalmente tocar algo que estaba conectado a \ $ R_1 \ $ o directamente a la base de \ $ Q_1 \ $ a través de la acumulación de suciedad u otros medios no intencionados. O simplemente, tenga en cuenta que puede haber capacitancias muy pequeñas que pueden contener una carga ligera que, por un momento, puede proporcionar suficiente corriente en la base de \ $ Q_1 \ $ para que se encienda momentáneamente.

Para proporcionar un seguro adicional contra todos esos casos a bajo costo, se puede agregar una resistencia de "débil" al circuito. Esto proporciona una manera de alejar los cargos no deseados de la base de \ $ Q_1 \ $. Solo cuando \ $ SW_1 \ $ esté completamente comprometido y con una intención definida (entonces) se suministrará suficiente corriente para superar la acción débil de \ $ R_2 \ $ y activar el BJT.

Pero ambos funcionan cuando se usan en situaciones ideales. Pero agregar el pull-up es barato y ayuda a reducir la probabilidad de eventos de conmutación involuntarios cuando las situaciones no son ideales. (Que es la mayoría del tiempo.)

En situaciones normales (cambio manual), no hay una diferencia significativa en la velocidad entre los dos esquemas. Pero incluso cuando se usa un microcontrolador para activar \ $ Q_1 \ $ como dispositivo de conmutación, generalmente no habrá una diferencia significativa en la velocidad. Cuando se usa un BJT como un conmutador altamente saturado, como este, hay un almacenamiento de carga en el BJT que toma un cierto tiempo eliminar y un pull-up débil no lo cambia mucho. Así que para la mayoría de los usos, puedes considerarlos de velocidad equivalente.

Sin embargo, \ $ R_2 \ $ hace mejora un poco la velocidad en la práctica. Cuanto más fuerte lo haga (hasta cierto punto), mayor será la mejora en la velocidad que obtenga. (Esta mejora estará en el tiempo de apagado y NO en el tiempo de activación, que sigue siendo rápido de cualquier manera). Sin embargo, no será una mejora tan grande. Al final, normalmente puede ver algunos microsegundos de retraso en un apagado y la mejora puede ser del 10% o 20% de ese tiempo. (El porcentaje real de mejora dependerá de los detalles sobre el dispositivo BJT, en sí mismo).

Aquí hay una simulación para mostrarle lo que está sucediendo en el lado de apagado:

Haydoscasosquesemuestranarriba.LatrazaverdelemuestralacorrientedebasedelBJTdePNPdelladoderechoyunatrazaazuloscuralemuestralacorrientedebasedelBJTdePNPdelladoizquierdo.Latrazaazuloscuraescasiinvisibleporqueentodaspartesesexactamenteigualalatrazaverde,exceptoporunapequeñaporciónquepuedevercercadeun"pórtico" que aparece cuando ambos BJT se están apagando. Este pórtico toma menos tiempo para el trazado verde (circuito más rápido) que para el trazado azul oscuro (más lento, circuito del lado izquierdo).

La traza roja es para la salida del esquema más rápido (lado derecho). Como puede ver, el BJT todavía tarda un poco en salir de la saturación. La traza azul claro es para la salida del esquema más lento (lado izquierdo). Y como se puede ver aquí, el BJT también tarda un tiempo en salir de la saturación. Pero como puede ver, se demora incluso más porque \ $ R_2 \ $ no está presente para ayudar. De cualquier manera, no hay MUCHA diferencia.

En la mayoría de los casos, esto es solo un seguro agregado y no tiene nada que ver con mejorar la velocidad. En algunas circunstancias excepcionales, usar un BJT como un interruptor como este (y como vida de aficionado nunca ha sido una consideración), es posible que necesite esos cientos de nanosegundos adicionales de velocidad en el tiempo de apagado. (¿Quizás para mejorar ligeramente la precisión del ciclo de trabajo de salida?) Pero hay mejores métodos entonces.

    
respondido por el jonk

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