Valores de resistencia en puertas lógicas de transistores

¿Por qué 4k7 y 10k?

Cuandodiseñacircuitosnocríticos,comoestascompuertaslógicasResistor-transistor,seleccionavalorespararesistenciasquesabequesontiposcomunesenlugardecalcularunvalorespecífico.Laselecciónprovienedelaexperiencia:sabequeestofuncionarácuandoseñalequeotrosvalorestambiénfuncionarán.

Primero,trataconunpequeñotransistordepropósitogeneraldeseñalparaquehayaunrangodecorrientequepuedapasaratravésdeél,(Ic).Supongamosquedecidimoslimitaresterangoactualaentre1mAy50mA.Estosignificaqueparaunafuentedealimentaciónde6V,laresistenciapuedevariarentre6k(para1mA)y120R(para50mA).

Unaresistencia4k7limitalacorrienteaaproximadamente1,3mA,unvalorcercadelextremoinferiordenuestrorangoactual(bajorequerimientodepotencia/disipación),porloqueseconsideraríacomounvaloradecuado.5K6puedeserunamejoropción.

Unavezconfiguradoestevalorderesistencia,veremosunvaloradecuadoparalaresistenciadeentrada.Lagananciadecorrientedeuntransistordeseñaldepropósitogeneralestaráenelrangode50a300.Asumamoselpeordeloscasosytomemos50.Luego,paraunacorrientede1.3mAnecesitaremosalmenos26microamperios(.026mA)

Elpeordeloscasosparalaentradaesestecircuito.

La entrada A debe estar cerca de la línea de 6V para que la corriente llegue a la base del transistor superior. El valor de 10k producirá una caída de voltaje de 0.26V @ 0.026mA. Un valor más bajo produciría una caída más baja, pero también significaría una corriente de base más alta en las otras configuraciones. Una vez más, se convierte en un compromiso entre demasiado o muy poco. El valor de 10k se encuentra en la 'zona de Ricitos de oro' y es justo.

Se requieren las resistencias para evitar que fluya una corriente infinita. ¿Qué hace este circuito?

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

(pista: no es muy diferente de este circuito)

^{simular este circuito}

¿Cuánta corriente fluye? mucho . Este es un transistor NPN, llamado así porque está construido a partir de un emparedado de N, P y N semiconductor dopado. Es decir, son dos diodos espalda con espalda que comparten un cátodo (un diodo es solo una unión PN). La unión base-emisor es exactamente un diodo, y es por eso que tiene una flecha. La unión del colector de la base también es un diodo, y la única diferencia es que la construcción asimétrica del BJT significa que no obtendrás un transistor muy bueno si intentas usarlo al revés de esta manera.

Al igual que con cualquier diodo, la corriente que fluye en el diodo de base-emisor, una vez polarizada hacia adelante (aproximadamente 0.65 V para cualquier unión de silicio) está limitada solo por la resistencia interna del diodo ¹ , y La resistencia de los cables. Esta es la misma razón por la que necesita una resistencia u otro dispositivo limitador de corriente cuando maneja un LED desde una fuente de voltaje.

Del mismo modo, considera lo que sucede aquí:

^{simular este circuito}

Sugerencia: no es muy diferente de esto:

^{simular este circuito}

(\ $ 0.2V \ $ es el voltaje del colector-emisor de un BJT típico en saturación, y la corriente de base es lo suficientemente pequeña como para ser insignificante).

De nuevo, tienes humo. Las resistencias están ahí para limitar la corriente a través del transistor.

^{1: esta es una aproximación de primer orden. Realmente, la relación voltaje-corriente para un diodo ideal, sin resistencia interna, es una función exponencial, pero en algún punto, la corriente se dispara tan rápidamente para cualquier aumento en el voltaje que la corriente también podría ser infinita.}