Cuestión de funcionamiento de un circuito generador de pulsos con 3 transistores (ejercicio 2.3 arte de la electrónica)

El ejercicio 2.3 en 3ª ed. de Art of Electronics pregunta: ¿cuál es el voltaje de salida durante el pulso?

He replicado el diagrama del circuito del libro a continuación (en circuitlab.com).

imagen

Estaría agradecido si alguien pudiera leer mi interpretación a continuación y corregir cualquier error:

( Aquí se puede encontrar una excelente explicación del funcionamiento del circuito sin Q3 y R5 . En mi pregunta, solo estoy saltando a la parte donde el circuito genera la salida Vout).

El Q2 ​​ahora está APAGADO, por lo que R4 y R5 forman un divisor de voltaje. Un divisor de tensión con valores R4 y R5 (1k y 20k) y una entrada de 5 V daría como resultado una salida de 4,76 V.

Sin embargo, este circuito no tiene una caída de 5 V entre este divisor de voltaje: la base de Q3 estará en 0,6 V, lo que significa que solo hay una caída de 4,4 V sobre estas 2 resistencias.

Para una entrada de 4,4 V, el divisor caerá 0,21 V en R4 y 4,19 V en R5 para mantener la corriente en 0,21 mA. Esto pondrá el Vout en (5-0.21 = 4.79V ).

La segunda parte de la pregunta dice: ¿ Cuál es la beta mínima requerida de Q3 para garantizar la saturación?

Esta parte no la entiendo.

Con 9,4 V (C cargado a 5 V que se lleva a tierra al abrir Q1 da como resultado que la base de Q2 caiga a -4,4 V) a través de R3, hay una corriente de 0,94 mA que fluye a través de C1.

Con 5V a través de R2, ¿habrá también 5mA fluyendo a través de esa resistencia? Dependiendo de si Q1 todavía está encendido (la entrada a la base de Q1 es un pulso más corto que el pulso de salida deseado del circuito), habrá 2 caminos para que fluya esta corriente (CE de Q1 y CE de Q3).

Suponiendo que Q1 esté apagado, ¿eso significa que habrá 5+0,94 = 5,94 mA fluyendo a través de Q3? Con 0,21 mA fluyendo hacia la base de Q3, la beta mínima sería solo de ~28.

Gracias por las respuestas de antemano.

Depende de la longitud del pulso de entrada. Un pulso de entrada largo anulará el decaimiento RC interno (establecido por C2 y R3).

Respuestas (1)

Cuando el pulso de entrada no está presente, el transistor de salida (Q2) está encendido, por lo que la salida es baja. Esto se debe a que R3 lo sesga. Cuando llega el pulso de entrada, Q1 se enciende y este (a través de C2) baja la base de Q2 y apaga Q2; por lo tanto, la salida sube. Esto también enciende Q3 y Q3 refuerza la acción de encendido de Q1. En efecto, si Q1 estuvo encendido por un tiempo muy corto, Q3 "recordaría" esto y mantendría bajos ambos colectores.

Después de un tiempo, C2 se carga hasta un punto en el que el voltaje en la base de Q2 comienza a volver a encender Q2. El inicio del encendido de Q2 es también el inicio del apagado de Q3 y esto hace que Q2 se apague por completo rápidamente.

¿Cuál es la beta mínima requerida de Q3 para garantizar la saturación?

Q3 está saturado si toma una corriente cercana a los 5 mA porque eso reduciría los 5 voltios completos a través de R2. Dado que la base de Q3 recibe aproximadamente (5V-0.7V)/21kohm = 205 uA, la beta deberá ser de aproximadamente 5 mA/200 uA o 25.

Suponiendo que Q1 esté apagado, ¿eso significa que habrá 5+0,94 = 5,94 mA fluyendo a través de Q3?

Inicialmente la corriente estará determinada por R1||R3 = 909 ohmios y esto obliga a una corriente de 5/909 = 5,5 mA. A medida que C2 se carga, esto tiende a volverse más como 5 mA.

Cuestión de funcionamiento de un circuito generador de pulsos con 3 transistores (ejercicio 2.3 arte de la electrónica)
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