¿Por qué una unidad de LED con un emisor común?

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He visto tutoriales dirigidos a principiantes que sugieren que la forma de manejar un LED desde algo sin suficiente unidad actual es la siguiente:


(opciónA)

pero¿porquénoesto?


(opción B)

La opción B parece tener algunas ventajas sobre la opción A:

  • menos componentes
  • el transistor no se satura, lo que lleva a un apagado más rápido
  • la corriente de base se utiliza correctamente en el LED, en lugar de calentar la resistencia de la base

y las ventajas de la opción A parecen ser pocas:

  • acerca la carga al riel de suministro

pero cuando Vcc es significativamente mayor que el voltaje directo del LED, esto apenas importa. Entonces, dadas estas ventajas, ¿por qué sería preferible la opción A? Algo que estoy pasando por alto?

    
pregunta Phil Frost 12.02.2013 - 23:12

5 respuestas

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Argumentaría que hay menos "gotcha's" con la opción A. Recomendaría la opción A a personas con habilidades electrónicas desconocidas porque no hay mucho que pueda impedir que funcione. Para que la opción B sea viable, las siguientes condiciones deben ser ciertas:

  • \ $ V_ {CC_ {LED}} \ $ debe ser igual a \ $ V_ {CC_ {CONTROL}} \ $
  • \ $ V_ {CC} \ $ debe ser mayor que \ $ V_ {f_ {LED}} + V_ {BE} \ $
  • Es una topología exclusiva de dispositivos BJT

Estas condiciones no son tan universales como parecen a primera vista. Por ejemplo, con el primer supuesto, esto descarta cualquier fuente de alimentación auxiliar para la carga que está separada de la fuente de alimentación lógica. También comienza a restringir los valores de \ $ V_ {CC} \ $ para un solo LED cuando comienza a hablar de LED azules o blancos con \ $ V_f \ $ > 3.0 V y un controlador que funciona con un suministro de menos de 5.0 V. Y creo que la otra cosa es que realmente no se puede reemplazar el BJT en la opción B con un MOSFET si desea eliminar esa corriente base.

Además, es más complicado (marginalmente, pero aún así) calcular su resistencia de carga. Con la opción A, puede usar una analogía como "considere que el transistor funciona como un interruptor". Esto es fácil de entender, y luego puedes usar ecuaciones familiares para calcular \ $ R_ {load} \ $.

\ $ R_ {load} = \ dfrac {V_ {CC} -V_ {f_ {LED}}} {I_ {LED}} \ $

Compare eso con lo que se requiere para la opción B y existe un aumento marginal en la dificultad:

\ $ R_ {load} = \ dfrac {V_ {CC} -V_ {f_ {LED}} - V_ {BE}} {I_ {LED}} \ $

Combine eso con el hecho de que las ventajas de la opción B a menudo no son necesarias. Aparte del recuento de piezas reducido, la corriente de base de la opción A no debería aumentar el consumo de energía en más del 10%, y los LED rara vez son impulsados (conjeturas cualitativas no fundamentadas) lo suficientemente rápido para que la saturación de BJT sea importante.

    
respondido por el W5VO 12.02.2013 - 23:53
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Una variación aún mejor en su opción "B" es colocar el LED en serie con el colector, mientras deja la resistencia en serie con el emisor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto convierte el transistor en un sumidero de corriente controlado, donde la corriente está determinada por el voltaje base, menos V BE , a través de la resistencia. La tensión de base normalmente proviene de una salida digital de un microcontrolador, que se alimenta de un regulador, por lo que su valor está estrechamente controlado. Por ejemplo, si está utilizando una lógica de 3.3 V y tiene una resistencia de 270, obtendrá un buen 10 mA a través del LED.

El ánodo del LED (o incluso una larga cadena de LED) se alimenta de un voltaje más alto (que ni siquiera necesita ser regulado), y cualquier caída de voltaje que no aparezca en el (los) LED (s) aparece a través del transistor.

    
respondido por el Dave Tweed 12.02.2013 - 23:36
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La opción B requiere que la señal de control se eleve a un voltaje más alto que el voltaje de caída del LED más el voltaje de caída de la base / emisor. Si su controlador de control puede operar a un voltaje más alto que el voltaje de caída del LED más el voltaje de caída de la base / emisor del transistor, entonces la opción B sería válida.

La Opción A, por otro lado, puede controlar fácilmente cualquier voltaje de caída del LED, suponiendo que su riel de suministro sea lo suficientemente alto y no alcance el voltaje de ruptura de la base / colector.

También tenga en cuenta que si tiene la intención de conducir varios LED en serie, debe sumar todos los voltajes de caída de los LED.

    
respondido por el helloworld922 12.02.2013 - 23:25
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La opción A es un interruptor de encendido / apagado ordenado. Cuando BJT está saturado, la corriente del LED depende básicamente de Vcc y R3, por lo que el LED tendrá un brillo constante.

La opción B es un "seguidor de emisor" y hace que la corriente del LED dependa del voltaje de entrada, como VE sería Vin -0.7.

La opción B es buena si desea controlar la intensidad y el brillo del LED. Pero la mayoría de las veces, es mejor hacerlo con la opción A y un esquema PWM (más preciso)

    
respondido por el Joan 12.02.2013 - 23:43
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No estoy convencido de su suposición implícita de que la forma habitual es utilizar la configuración de emisor común. Sin embargo, supongamos que eso es cierto. No vale la pena analizar los méritos de los diversos enfoques, ya que de todas formas esa no es tu pregunta.

Creo que la razón es que la configuración del emisor común es la conceptualmente obvia, y hay poco más que eso. Tenga en cuenta quién escribe este tipo de consejos que "ve en Internet en algún lugar". El tipo que usa cualquier método que sea apropiado para el diseño particular sin que se le ocurra esto es incluso un problema que no se le ocurrirá al escribir una página web sobre cómo manejar un LED. Es la persona que acaba de pasar 2 días averiguando qué piernas del transitor es el colector, el emisor y la base-a-ma-cosa, luego una semana haciendo que el código del microcontrolador parpadee el LED que se va a publicar con orgullo Looky Mi mundo, ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡me ha encendido un LED !!! Para esas personas, la configuración del emisor común es la conceptualmente obvia.

El emisor común es una especie de póster de cómo usar un transistor bipolar. Es más obvio cómo el transistor proporciona amplificación. Para el principiante, seguidor de emisor y, lo que es peor, utilizar un bipolar como sumidero de corriente controlada, suena como conceptos avanzados.

    
respondido por el Olin Lathrop 13.02.2013 - 01:12

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