¿Cómo puedo reducir efectivamente el voltaje necesario para activar un transistor?

He construido un circuito que básicamente conecta la salida de línea (salida de audio) de un dispositivo de reproducción de música a un conjunto de LED (en realidad, una gran tira de alrededor de 200 LED), para que parpadeen al ritmo de la música (de tutoriales de Internet - I soy un poco principiante).

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Mi circuito funciona muy bien usando mi computadora portátil como dispositivo de audio (conectando mi circuito al conector para auriculares). Pero cuando uso algo más pequeño como un iPod, las luces apenas se encienden.

Intenté usar un par Darlington (abajo), pero eso empeora el problema. Esta es la razón por la que creo que el problema es que la salida de la línea de audio no alcanza los 0,7 voltios en la base y el emisor que el transistor TIP31C necesita para activarse (el par Darlington significa que ahora necesita 1,4 voltios para activarse).

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Según mi investigación, parece que usar un amplificador operacional podría ser el camino a seguir para amplificar la señal de salida de línea de audio antes del transistor TIP31C. ¿Alguien podría sugerir uno y a qué entradas debería conectarme?

También leí que los transistores de germanio solo necesitan 0.3v en la base y el emisor para activarse, ¿sería útil?

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Respuestas (3)

En resumen: no puedes. El umbral de 0,6 V para un BJT es una consecuencia de la física de las uniones PN de silicio.

Un transistor de germanio funcionaría, pero tendrá que pedirlo por correo y será costoso.

De hecho, un amplificador operacional de riel a riel puede ser una opción.

Sin embargo, otra solución es aumentar el voltaje de la señal de audio, en lugar de reducir el umbral del transistor. Podrías hacer esto de dos maneras:

Hacer que el voltaje del emisor sea más bajo

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Ahora, la señal de audio es 0,6 V más alta que el emisor. Por supuesto, tendría que encontrar una forma de obtener una fuente de alimentación de 0,6 V y probablemente ajustarla para obtener la acción que desea. Hay otra manera...

Agregue un sesgo de CC a la señal

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Aquí puede ajustar el potenciómetro para agregar cierta cantidad de polarización de CC a la señal para obtener la sensibilidad que desea. El capacitor sirve para aislar esta CC de su fuente de audio mientras permite que pase la señal de CA. Esto se llama acoplamiento capacitivo .

R4 existe para limitar la corriente base en caso de que R1 se ajuste demasiado. No tiene sentido sesgar la señal por encima de 0,7 V, ya que eso significaría que el transistor está siempre encendido, por lo que R4 también amplía el rango de ajuste útil de R1.

Además, observe que en ambos casos he agregado una resistencia a la base del transistor. No querrás cometer este error .

Intenté agregar un sesgo de CC a la señal, ¡aunque hay un problema! Mi circuito es de 12V, 4A (proviene de un transformador que se necesita para alimentar los 300 LED). Entonces, cuando el transistor TIP31C no está encendido (por lo que la corriente no fluye a través de la tira de LED), el potenciómetro tenía que tomar 48 vatios, lo que lo hizo estallar. No puedo encontrar ollas que tengan una potencia nominal tan grande. ¿Alguna sugerencia?
@CraigWalton 48 vatios? ¿Cómo te imaginas? 12V en un 1 k Ω la olla es ( 12 V ) 2 / 1000 Ω = 0.144 W . Esto puede ser demasiado para un pequeño potenciómetro, pero cualquier potenciómetro de montaje en panel lo manejará bien. También puede usar resistencias fijas en lugar de una olla.
@CraigWalton también, encontré esta respuesta sobre el acoplamiento capacitivo y la polarización de CC: electronics.stackexchange.com/questions/60694/…
Entendí mal la potencia, pensé que sería 12V*4A = 48W. Leí esa pregunta y respuesta de "acoplamiento capacitivo / polarización de CC", tiene mucho más sentido ahora. Estoy luchando por averiguar qué valor de capacitancia usar. Sé que tengo que usar F = 1 / (2 π RC) donde F es la frecuencia más baja (20 Hz), R es la impedancia que manejará en Ω, C es la capacitancia. ¿La impedancia en su circuito de polarización de CC anterior será simplemente la "mitad inferior" de la resistencia del potenciómetro, es decir, como si hubiera 2 resistencias fijas, será solo la resistencia inferior?
@CraigWalton no, será una combinación de los dos. Si lee la respuesta de Olin que vinculé anteriormente, calcula la impedancia en detalle. El bote es equivalente a R3 y R4 en su circuito, aunque los tiene conectados de forma ligeramente diferente. Podrías conectar la olla de manera similar. O usar 1 m F y probablemente estará bien. Si encuentra que no responde lo suficientemente bien a los graves, hágalo más grande. Si solo está parpadeando un LED, no necesita una fidelidad súper alta. Si desea comprender más, busque en Google "emisor común de impedancia de entrada" o haga una nueva pregunta.
@CraigWalton también, no tengas miedo de usar un potenciómetro de mayor resistencia para R1. Dice 1k principalmente porque ese es el valor predeterminado en circuitlab. Si lo hace demasiado grande, el circuito ya no funcionará, pero no se dañará nada. Los detalles de por qué son suficientes para una nueva pregunta, pero un poco de experimentación no hará daño.
Terminé usando 2 resistencias en lugar de un potenciómetro (si no me equivoco, es exactamente el mismo concepto de "divisor de voltaje" que un potenciómetro, pero no es variable a menos que intercambies las resistencias). Experimentando encontré que 102kΩ en la parte superior y 13kΩ en la parte inferior era lo mejor para mis propósitos. Las resistencias más bajas (aproximadamente por debajo de 1k) comenzaron a sobrecalentarse. ¡Gracias por tu ayuda!
Sé que su publicación es antigua, pero sugeriría agregar un descargo de responsabilidad de que poner el potenciómetro en alto en el ejemplo "Agregar un sesgo de CC a la señal" puede resultar en una liberación repentina del humo azul mágico
@Ferrybig Buen punto. Acabo de arreglar el circuito para que eso no pueda suceder.

Puede usar un amplificador operacional que acepte la entrada al riel negativo, por ejemplo , LM158 , para controlar el transistor de conmutación principal (BJT o MOSFET), por lo tanto:

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La disposición anterior hará que los LED se enciendan a menos de 150 mV de señal de entrada de pico a pico.

  • Para una mayor ganancia, reduzca R2.
  • Si los LED permanecen encendidos todo el tiempo, reduzca la ganancia aumentando R2.
  • Para aumentar la corriente máxima a través de los LED, reduzca el valor de R4 (y viceversa)

El diodo Schottky BAR28 se agrega para desviar la parte negativa de la señal de entrada a tierra, para evitar exponer la entrada del amplificador operacional a un voltaje demasiado bajo debajo del riel de tierra.

Yo también recomendaría un circuito de amplificador operacional, como el LM158 ya sugerido. Es una buena manera de asegurarse de que el circuito se pueda modificar fácilmente para acomodar varias fuentes de audio diferentes. Mi única advertencia es que si usa un diodo para bloquear la señal negativa como se muestra, asegúrese de agregar una resistencia a la entrada, o correrá el riesgo de recortar el audio y causar una distorsión audible. Descubrí que la impedancia típica de los auriculares está en el vecindario de 32 ohmios, por lo que una resistencia de alrededor de 1K o más debería evitar este problema. (Lo siento, habría agregado esta sugerencia como comentario, pero todavía no tengo suficiente "reputación")

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