El oscilador de anillo no oscila

Inspirándome en esta publicación de blog, decidí armar un oscilador de anillo simple que transita a través de 3 LED diferentes. Mi esquema es casi idéntico al de la publicación del blog, excepto que usé transistores NPN 2N2222 en lugar de MOSFET. Sin embargo, los LED no oscilan. Los tres se encienden lentamente y luego permanecen encendidos. ¿Qué estoy haciendo mal?

mi esquema:

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Fotografía:

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Los BJT son dispositivos que funcionan con corriente, mientras que los MOSFET funcionan con voltaje. En este caso, la diferencia es bastante significativa.
Los LED en su diagrama están al revés.

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La página 31 de este documento muestra un circuito similar.

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Además de la arquitectura ligeramente diferente, hay tres aspectos interesantes:

  1. C4 crea una condición de inicio al introducir un desequilibrio en el anillo;
  2. BJT en lugar de MOSFET (MOSFET en el circuito del blog al que se refiere);
  3. Valores mucho más bajos para las resistencias, los BJT son impulsados ​​por corriente en lugar de por voltaje como lo son los MOSFET.

En mi experiencia, el circuito se niega a funcionar con 6V, pero 9-12V funcionó bien.

Ejecuté esto en el simulador de circuitlab y funciona para 9V y los componentes predeterminados. El tiempo de ciclo del oscilador de anillo es de aproximadamente 0,6 s.

Aquí está el circuito que te inspiró: -

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Este circuito funciona porque usa mosfets.

Reemplazar el mosfet con un BJT no funcionará. Para empezar, usar 1 Mohm para la resistencia base de un BJT significa que la corriente máxima en la base (desde 6 V) es de 6 microamperios. La ganancia de corriente de cada BJT puede ser de 200 y esto significa que aproximadamente 1 mA conduce a los LED y apenas lo suficiente para que brillen.

Pero, lo peor de todo, debido a que solo hay 1 mA en el colector, el voltaje del colector será de aproximadamente 4 V y no es probable que sea menor. Esto significa que la corriente base real es solo de aproximadamente 4uA y esto significa probablemente aproximadamente 4.5V (más o menos) en los colectores y algo menos de 1mA a través de cada LED.

Todos los colectores estarán así, y a su vez, están encendiendo parcialmente el BJT que está siguiendo, todos los LED estarán tenuemente iluminados y me temo que no habrá oscilación de anillo.

Los mosfets funcionan porque sus compuertas son, para una señal de baja velocidad, un circuito abierto y las tapas de las compuertas pueden cargarse completamente sin estar limitadas por la conducción directa de una unión de emisor de base BJT. Y, debido a que hay un anillo de tres dispositivos, el mosfet continuará encendiéndose completamente, iluminando correctamente su LED y descargando correctamente la red RC posterior conectada a su drenaje, apagando así el mosfet después.

Aquí hay un mejor circuito que puedes probar. Conecte los cables de tierra al terminal negativo de una fuente de alimentación de CC y el cable VCC al terminal positivo. Cuando el voltaje de CC (diferencia de potencial) entre la tierra y el VCC es> = +10 V, se inicia y oscila continuamente hasta que se interrumpe la fuente de alimentación. Una nota de diseño: El esquema fue construido y probado usando NI MULTISIM 14 pero para el circuito físico usé transistores NPN de germanio NTE101 en lugar de los transistores NPN de silicio 2N3904. Intente conectar los LED en paralelo al cable de salida del oscilador a la derecha del esquema.

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Las resistencias de 1Meg son tan altas que la ganancia actual de un BJT típico no dará una ganancia neta alrededor del bucle de más de la unidad, por lo que no hay oscilación. Los MOSFET no tienen problemas con esta alta resistencia.

Para hacer que este circuito funcione, puede aumentar la fuente de alimentación a 12 voltios y aumentar las resistencias de 220 ohmios a 1 kiloohmio y probablemente funcionará, o disminuir las resistencias de 1 Mega a alrededor de 33k y aumentar los condensadores en un factor de 30 para mantener el mismo frecuencia (¡caro!) ... probablemente sea mejor usar MOSFET 2N7000 y el circuito original, aunque todavía existe la posibilidad con este tipo de circuito de que no comience a oscilar cada vez que se enciende (necesita, como otra respuesta .dicho, una condición de inicio con algún desequilibrio, de lo contrario, todos los transistores pueden saturarse antes de que se acumulen las oscilaciones).