Confusión de voltaje de saturación Vce

Finalmente terminé mi primer circuito de transistor y se ve de la siguiente manera:ingrese la descripción de la imagen aquí

Para que el LED se encienda correctamente, asumí una corriente directa de 70 mA y una caída de voltaje de 1,3 V. La hoja de datos del PN2222A establece que a una corriente de colector de 70 mA, el voltaje de saturación V C mi será de aproximadamente 0,06 V. Entonces

R 2 = 5 V − 1.3 V − 0.06 V 0.07 A = 52 Ω
Valor más bajo de β es igual a 10, lo que da como resultado una ganancia de corriente mínima total de
β T o t a yo = β 2 + 2 β = 120
I B es, por lo tanto
I B = I C β = 583 m A
Entonces
R 1 = 3.3 V − 1.62 V 583 m A = 2882 Ω
Cuando conecté ambas fuentes de voltaje, el LED solo brilló ligeramente. medí I C = 42.4 metro A que es definitivamente demasiado bajo. Para solucionar problemas, verifiqué cada caída de voltaje y una estaba muy lejos de su valor teórico: V C mi = 0.7 V .

¿Por qué el voltaje de saturación real es mucho más alto que el indicado en la hoja de datos?

El LED solo brilló ligeramente en el área de longitud de onda a la que sus ojos son sensibles, ya que es un transmisor IR.
Bueno, ni siquiera pude verlo ya que su longitud de onda máxima es de 940 nm. Sin embargo, la cámara de mi teléfono puede verlo y era mucho menos brillante que mis circuitos anteriores sin transistores.
Pero su cámara es ligeramente sensible a 940nm, por lo que la intensidad que ve con la cámara de su teléfono no es de ninguna manera representativa de lo que esperaría de un LED visible a niveles de potencia similares.
Es lo suficientemente sensible para ver una gran diferencia entre 40mA y 70mA. Sé que no puedo juzgar la potencia del LED en función de una cámara.
La sensibilidad IR no depende de la potencia de la luz, sino de la longitud de onda ( ver ejemplo ). Por supuesto, puede ver diferencias relativas en la señal, pero mi declaración original fue que cualquier intensidad de luz que observó no era una indicación absoluta de lo que estaba pasando. encendido en el circuito.

Respuestas (1)

¿Por qué el voltaje de saturación real es mucho más alto que el indicado en la hoja de datos?

Debido a que ha configurado sus transistores como un par darlington y no importa qué tan fuerte se encienda Q4, solo puede cortocircuitar de manera realista el colector de Q3 a la base de Q3 y, dado que necesita 0.7 voltios en la base de Q3 para encender Q3, le quedan Q3 colector a unos 0,7 voltios.

Si el colector de Q4 estuviera conectado a 5 voltios a través de una resistencia adecuada (alrededor de 390 ohmios), funcionaría más cerca de lo que espera porque puede obtener> 10 mA del suministro de 5 voltios en la base de Q3.

Entonces, ¿supongo que el voltaje de saturación es de aproximadamente 0.76V?
En esta configuración, el transistor no está estrictamente hablando en saturación porque el colector base no puede polarizarse hacia adelante porque hay 0 voltios a través de él. Para permitir que fluyan varios mA a través del colector, el voltaje de la base al emisor debe ser del orden de 0,6 voltios o más y es difícil calcular el punto en el que la retroalimentación negativa provoca el equilibrio. Siempre recomendaría usar un paquete de simulación decente (o LTSpice si es necesario) y probarlo para ver qué voltaje a través de los resultados de CE.
Confusión de voltaje de saturación Vce
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