¿Cuál es el voltaje de entrada mínimo para encender el transistor?

  

¿Alguien puede verificar el cálculo?

el cálculo es generalmente correcto, pero depende de su definición de "activar". para la mayoría de las aplicaciones analógicas, la gente usa "encender" para significar "comenzar a encender". y para las aplicaciones digitales, las personas tienden a usar "completamente encendido" en su lugar.

como Vbe no es una constante, ni el voltaje inverso del zener, la cifra que obtuvo es solo una estimación aproximada, y debe ajustarse más para aplicaciones específicas si se solicita.

  

¿Cómo cambiarán los cálculos si también se debe incorporar la caída en R1?

primero debe calcular el Ic y luego aplicar un Ib basado en la supuesta beta del transistor. Esa corriente causará una caída de voltaje sobre R1.

Si usa valores típicos, encontrará que la caída de voltaje es bastante pequeña en comparación con Vbe + Vzfwd, por lo que la mayoría de las veces se ignora.

Sin embargo, puede haber casos en que la caída de voltaje sobre R1 sea significativa. Una práctica de diseño prudente es asumir primero que es insignificante, revisar sus cálculos, obtener Ib y luego confirmar que es realmente significativo.

edit1:

Estoy enmendando esto en respuesta a la respuesta proporcionada por Jack Creasey a continuación. Jack había llegado a la conclusión de que el Ib sería 16ua máx, basado en una beta estimada de 50.

Señalé que la versión beta es realmente un concepto para aplicaciones lineales (donde el Vce asociado es mucho más alto que en una aplicación de conmutación aquí).

Aquí hay una simulación que armé rápidamente: imita el circuito provisto por el OP, con la excepción de que usé un zener de 4.7v, no un zener de 2.7v. el uso de un zener de 2.7v habría aumentado el Ib en 200ua en este caso, con cambios mínimos en Ic.

lalíneaazulenelgráficoesIbyalcanzalos500uaconunaentradade10v,conIcen800ua->unabetade1.6.

esperoqueayude.

sialguienestáinteresado,puedosimularelcasoconun2.7venerativo,:)

edit2:debidoalademandapopular,aquíestáelmismocircuito,utilizandounzenerde2.7v.

Ibalcanzaunmáximodeaproximadamente680ua,encomparacióncon500uaconunvalorde4.7vzener,Icsincambios,talcomoesperábamos.

nuevamente, el punto que he estado tratando de enfatizar es que la versión beta es un concepto útil para aplicaciones lineales y no tiene significado en una aplicación de conmutación, como se muestra aquí.

Sus cálculos son incorrectos para cualquier cosa menos que los componentes ideales. Las características Zener se ven así:

LascaracterísticasdeBJTsevenasí:

Tratemosalgunoscomponentesprácticos:
SielZenerfueraun BZX79-B / C2V7 , la corriente de fuga podría ser tan alta como 20 uA @ 1 V.
Si el transistor fuera un 2N2222 entonces podemos esperar el mínimo Hfe rondaría los 50.

Es difícil saber cuál es el voltaje del colector porque se muestra un divisor restable acoplado de CC de 4.3k y Rl (sin valor para RL). Así que ignoraré RL por el momento.

Para que el Transistor esté en la corriente del colector sería de alrededor (ignorando VCE (sat)) 0,8 mA y con una Hfe de 50, esto implica una corriente de base de aproximadamente 16 uA como máximo.
Eche un vistazo a la hoja de datos (Tabla 3) para ver las características de transferencia B / C.

¡ObservequelacorrientedebaserequeridaparaencendereltransistorpodríasermenosquelacorrientedefugadelZener!
Observeenelgráficoquesugierenqueeltransistorpuedeestarencendidoentre6-10uAparaunacorrientedecolectorde1mA,loquesugiereunaHfedemásde150paraeldispositivoqueutilizaron,yestovariaráenunrangoparalostransistoresquepuedacomprar.

Entonces,calculemoselvoltajedeentradabasadoenunacorrientedefugadelZenerde20uAa1V,yV(BE)paraeltransistoresde0,6V.
20UAatravésdelaresistenciade10kdacomoresultadounacaídadevoltajede0.2V,porloqueelvoltajedeentradasería0.2+1+0.6=1.8V!!!
Lejosdeloquepuedaesperar.

Sideseapoderdiseñarinclusoaunnivelmuysimplificado,necesitacomprenderlascaracterísticasdesuscomponentes.
Enestecasosuscorrientesmuybajasnoayudan.DebepoderasegurarsedediseñarflujosdecorrienteenuncircuitodeCCcomoesteparaserinmuneacosascomolascorrientesdefugadecomponentes.

Aquípuedecolocarunaresistenciaentrelabaseyelemisordeltransistorparaderivarlacorrientedefugacomosemuestraacontinuación(aunqueenestecasouséunZenerde3.3V).PuedeejecutarlasimulacióndeCCparamostrarelencendido/apagadodeltransistorconlaseñaldeentrada.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

El transistor funcionará como un amplificador, funcionando en nanoAmps o en microamperios o en miliAmps, o en AMPS para potencia de audio y amp; Radar de pulso largo de banda L.

Entre nanoAmps (ignoré las regiones picoamps y femtoamps, debido a fugas externas) y Amps, tenemos un rango de 10 ^ 9 o 9 décadas de corriente.

Con un cambio de 58 milivoltios en Vbe por cada década, solo necesitamos un cambio de 522 milivoltios en Vbe.

Entonces, ¿dónde está encendido el transistor? Eventualmente aprendí a usar "transconductancia" para diseñar amplificadores, y uso resistencias de emisor para establecer las corrientes. Después de muchos fallos de diseño dolorosos como estudiante.