Apague npn BJT en voltaje distinto de cero

Aquí hay una idea de circuito que puede traducir la señal de 0.2V -> 0.4V a una señal de encendido/apagado para el LED.

Los dos transistores PNP crean un par diferencial para actuar como comparador. El lado izquierdo toma la señal de entrada y el lado derecho se compara con una referencia de ~0.3V creada a través de un divisor de voltaje a través de un diodo con polarización directa. La resistencia de carga (R6) en la pata derecha del par diferencial desarrolla una oscilación de voltaje de cerca de 0 V a poco más de 1 V que funciona bien para encender y apagar el transistor del controlador NPN de salida.

El circuito funciona en simulación, pero es probable que se pueda optimizar para reducir el consumo total de corriente en la fuente de alimentación. Como se muestra, la corriente del LED es de 9 mA y el consumo de corriente del circuito completo es de ~32 a 41 mA. Una parte considerable de eso sesgará fuertemente el diodo.

Su problema básico es que un BJT necesita alrededor de 600-700 mV BE antes de que comience a conducir una corriente significativa. Una solución es polarizar el transistor para que la diferencia de 200 mV esté justo en el voltaje BE que hace una gran diferencia en la corriente:

R1 y R2 forman un divisor de voltaje que crea alrededor de 820 mV del suministro de 5 V. Cuando la señal de entrada es de 200 mV, esto pone 620 mV a través de BE, lo que debería causar que fluya algo de corriente de colector. Cuando la entrada es de 400 mV, entonces solo hay 420 mV BE, lo que hará que fluya muy poca corriente de colector. Esta corriente de colector luego es amplificada por Q2 y nuevamente por Q3, en cuyo momento es lo suficientemente fuerte como para encender el LED.

Hay algunas arrugas adicionales para sortear el hecho de que Q1 no actuará como un buen interruptor de encendido/apagado. Tendrá alguna fuga cuando la entrada sea de 400 mV. R4 está destinado a requerir una corriente de colector Q1 mínima antes de que Q2 se encienda.

Otro truco es la histéresis, que es lo que proporciona R5. Esta es una retroalimentación positiva que enciende más el Q1 cuando ya está encendido y menos cuando ya está apagado. Proporciona una acción instantánea en lugar de una región de transición suave donde el LED se enciende y se apaga.

Ajuste R1 para establecer el umbral entre encendido y apagado. Ajuste R5 para que la "zona muerta" de histéresis sea quizás la mitad de la oscilación del voltaje de entrada, que sería de 100 mV.

Publiqué este circuito solo para mostrar una forma en que se puede superar el umbral de voltaje BE de los BJT. Otro sería en la configuración clásica del comparador. Sin embargo, independientemente de todo esto, probablemente usaría un comparador real si realmente tuviera este problema. Sería más simple y más confiable a través de las fluctuaciones de temperatura y voltaje.

Este es el tipo de circuito que normalmente se usaría: usa la mitad de U1, un LM393 , que es un comparador dual económico en un paquete de 8 pines (disponible de varios fabricantes):

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

¿Cómo resolver mi problema y encender/apagar el LED usando niveles de voltaje de control de 0.2/0.4V?

dos caminos:

1. amplificarlo a un nivel más utilizable.
2. utiliza un comparador.

Pruebe con un valor algo grande de R1 o reduzca un poco más el nivel de cero lógico.