¿Cuál es la diferencia entre los circuitos?

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Encontré el circuito de disparo (latch): Cuando no se presiona ningún botón, el LED no se enciende, si presiona SW1, el LED se encenderá y se iluminará hasta que presione SW2.

Esto puede funcionar para diferentes valores de las resistencias (R2, R3, R7, R8).

¿Cuál será la diferencia, si ponemos para R2 y R7, en lugar de 300 Ω, 5.1 kΩ, y R3 y R8 en lugar de 5.1 kΩ, 1 kΩ?

Agregué ambos circuitos. El LED (D1) se utiliza como ejemplo de una carga.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

simular este circuito

P. S. Q1, Q3 es KTC945P (2SC945P): enlace

Q2, Q4 es 2SA1273: enlace

    
pregunta Wind

2 respuestas

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En lugar de solo pinchar valores aleatorios y preguntar qué diferencia hacen, se detiene y realmente piensa en el circuito. Una vez que entienda lo que hace cada parte, podrá encontrar valores aceptables para usted.

Q1 y Q2 están organizados con retroalimentación positiva para que tengan dos puntos operativos estables. Cuando Q1 está desactivado, Q2 está desactivado, lo que no intenta activar Q1.

Cuando se presiona SW1 por un momento, Q1 se enciende. Esto hace que el extremo inferior del R2 sea bajo, lo que activa Q2. Eso tira del extremo superior de R4, que enciende Q1. Cada transistor que está encendido mantiene al otro encendido.

Cuando se presiona SW2, se enciende Q3. Eso corta la base de Q1 a tierra, apagándola. Eso desactiva el Q2, que luego ya no proporciona corriente base para mantener el Q2 activado.

Así que ahora debería poder ver por sí mismo cuál es un buen rango de valores para las resistencias.

Primero, veamos cuánta Q1 actual necesita hundirse cuando está encendido. No ha proporcionado una hoja de datos para el 2SA1273, por lo que supondremos arbitrariamente que se puede contar con una ganancia de al menos 30.

El trabajo principal de Q1 es encender Q4, para que pueda alimentar la carga. La carga es un LED no especificado que emite luz visible. La caída de voltaje más baja para un LED de este tipo sería de 1.8 V para un rojo. Figura otros 200 mV para Q4 cuando está saturado, dejando 2.5 V a través de R9. Eso da como resultado 11.4 mA, así que redondearemos eso para decir que la carga no excederá los 12 mA.

Con una ganancia de 30, eso significa que la corriente base de Q4 debe ser de al menos 400 µA. El propósito de R8 es asegurarse de que Q4 esté desactivado cuando no se está controlando explícitamente. Los valores más bajos lo apagan más rápido. Dado que no ha especificado la velocidad, no hay forma de decir si es más apropiado 5.1 kΩ o 1 kΩ. Si la velocidad no fuera un problema, probablemente usaría 10 kΩ. Usemos el peor de los casos para el resto del circuito, que es 1 kΩ. Calcule que la caída B-E de Q4 es 700 mV cuando está encendido, por lo que R8 extrae otros 700 µA. Eso significa que un total de al menos 1.1 mA debe fluir a través de R7 para encender la carga.

De nuevo, calcule 200 mV para un Q1 saturado, y ya hemos dicho que la caída B-E de Q4 es de 700 mV. Eso deja 3,6 V a través de R7. (3.6 V) / (1.1 mA) = 3.3 kΩ, que es el mayor que puede ser R7. Por lo tanto, usaría 3.0 kΩ o menos. 5.1 kΩ es demasiado alto. 300 Ω es excesivamente bajo y solo causa desperdicio de corriente. Algo en el rango de 2.0 a 2.7 kΩ sería una buena compensación.

Digamos que usamos 2.0 kΩ para R7, por lo que la corriente actual sería de 1.8 mA. Esa es la corriente principal que Q1 necesita para poder hundirse cuando está encendido. A partir de la inspección, podemos ver que la corriente en la unidad Q2 puede ser mucho menor que eso. Por lo tanto, trabajemos al revés para que Q1 se hunda 2.0 mA.

Con Q1 encendido, habrá 140 µA a través de R5. La base de Q1 necesita (2.0 mA) / 30 = 70 µA. Por lo tanto, R4 debe suministrar un total de 210 µA para mantener encendido el Q1. Usando nuestros supuestos habituales de voltaje C-E y B-E, eso significa que R4 debe ser 17.1 k.1 máximo. El valor de 5.1 kΩ mostrado funcionará bien.

Con R4 de 5,1 kΩ, Q2 debe generar 710 µA. Eso significa que su corriente de base solo necesita ser de 24 µA para mantenerla firmemente encendida. La ganancia es probablemente menor a una corriente tan baja, así que digamos que queremos que Q2 tenga al menos 100 µA de corriente base para mantenerla activa.

Dado que R3 solo necesita reaccionar "instantáneamente" en una escala de tiempo humana, no hay necesidad de hacer que R3 sea pequeño. Yo usaría 10 kΩ. Con R3 de 10 kΩ, se requieren 70 µA para mantener el Q2 activado. Eso, más los 100 µA que ya decidimos para la corriente de base Q2 significa que la corriente a través de R2 debe ser de al menos 170 µA. Eso significa que no debe ser más de 21 kΩ. Probablemente solo usaría otra resistencia de 10 kΩ. 300 Ω es excesivamente bajo y viola los requisitos actuales que asumimos para Q1. Incluso 5.1 kΩ es innecesariamente bajo.

Añadido

Ahora dice que quiere soportar una corriente de carga final de 220 mA y que la ganancia de Q4 es 185. Eso suena alto para una ganancia mínima garantizada, pero tomaré sus números a su valor nominal.

La corriente de base debe ser al menos (220 mA) / 185 = 1.2 mA. R8 solo apaga Q4 cuando no se está activando activamente. No has dicho nada sobre la velocidad, así que vamos a hacer que 10 kΩ. Digamos que ahora B-E es de 750 mV. Eso significa que R8 tomaría 75 µA. La corriente mínima de R7 es ahora de 1.3 mA. La figura Q1 se satura a 200 mV, y ya dijimos que la caída B-E de Q4 es de 750 mV. Eso deja 3.55 V a través de R7. Por la ley de Ohm, el valor máximo de R7 es por lo tanto (3.55 V) / (1.3 mA) = 2.7 kΩ. Redondearía al siguiente valor común de 2.4 kΩ al menos.

Ahora tiene que volver atrás y actualizar el valor actual mínimo requerido del sumidero para Q1, y aplicar todos los cálculos posteriores a eso, como se muestra arriba.

    
respondido por el Olin Lathrop
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El circuito consiste básicamente en 3 secciones:

  • Q1 + Q2 + R2 - R5 formando el pestillo
  • Q3 + SW1 + SW2 para establecer el cierre en un estado determinado
  • Q4 para conducir la carga

Al cambiar R2, R3 hará que el pestillo funcione o no. Creo que para ambos conjuntos de valores de resistencia el pestillo funcionará. Prefiero el R2 = 5,1 kohm, R3 = 1 kohm situación porque cuando R2 = 300 ohmios una gran cantidad de corriente fluye a través de la base de Q2 y también en Q1. Esa gran corriente no es realmente necesaria.

Para Q4, creo que depende de la carga, cuánta corriente necesita la carga. Si Q4 puede entrar en el modo de saturación cuando R7 = 5.1 kohm, R8 = 1 kohm, entonces elegiría esos valores. Hacer R7 = 300 ohmios hace que 12 mA fluyan cuando Q4 está activado. Para un transistor pequeño (Ic máx = 200 mA) como el 2SA1237, solo se necesita si desea operarlo bien en saturación con una gran corriente de colector de 100 mA o más. Pero entonces estás cerca del límite de lo que puede hacer este PNP.

Si tiene una carga ligera como un LED de 20 mA, entonces usaría R7 = 5.1 kohm, R8 = 1 kohm como en el esquema inferior.

Edit: No soy un fanático de la combinación de 5.1 kohm y 1 kohm porque a una fuente de 4.5 V que da 1k / (5.1k + 1k) * 4.5 V = 0.74 V a través de los emisores base de Q2 y Q4 . 0.74 V es un poco en el borde, a una tensión de alimentación más baja podría no ser suficiente. Yo usaría 1.5 kohm en lugar de 1 kohm solo para tener un poco más de margen.

Supongamos que quisiera alimentar este circuito desde una batería, entonces quiero que las corrientes sean lo más bajas posible, para eso volvería a calcular completamente todos los valores de resistencia para obtener los valores óptimos. (Para hacerlo aún mejor, usaría un circuito basado en lógica CMOS porque eso sería mucho mejor en lo que respecta al consumo de energía).

    
respondido por el Bimpelrekkie

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