Electrónica básica: interruptor de transistores

1. Estás en lo correcto. El libro está mal, golpe uno.

2. Nuevamente, tiene un buen punto: la corriente no puede fluir fuera de la base (está bien, puede, pero son picoamperios, nanoamperios en el peor de los casos, solo corriente de fuga). Sin embargo, aunque es poco probable que dejar la base de un transistor bipolar desconectada provoque un gran flujo de corriente (ya sea hacia la base o desde el colector al emisor), es posible. La base tiene una impedancia relativamente alta, y es fácil acoplar corriente en ella de forma capacitiva (desde su propio cuerpo en su vecindad) o electromagnéticamente (como una antena). Si la carga impulsada fuera menos pesada, como un LED, probablemente podría encender el LED simplemente tocando la base con el dedo, inyectando corriente en la base (aumentando así también su potencial), corriente que se acopla capacitivamente a su cuerpo desde el cableado de red que lo rodea. I' Me he divertido haciendo sensores táctiles de esta manera. El autor usa R2 para evitar que eso suceda, pero en realidad es un componente extra innecesario. Conectar la base directamente a tierra tendría el mismo efecto, manteniendo el potencial de la base en cero. Creo que ese es el strike dos para este libro.

3. Sé que no hay pregunta tres, pero voy a responderla de todos modos. El autor afirma que la relación Ic = hfe × Ib se cumple a menos que Vc caiga por debajo de 0,6 V por encima de Ve. Esto también es incorrecto. Es cierto hasta la saturación, momento en el que el voltaje del colector es solo 0,2 V más alto que el del emisor (o en algún lugar cercano, según el transistor; algunos transistores son mejores que otros a este respecto). Ese es el strike tres. Definitivamente está fuera.

Para el punto 1), el bucle de corriente es VCC, R1 y la unión VBE, que es más o menos un diodo de 0,6 V para la mayoría de los propósitos prácticos.

Así que tienes VCC=I*R1+VBE y el libro tiene un error grave...

Para el segundo punto, su diagrama actual es incorrecto: no puede extraer la corriente del colector de la base (¡en el modo de polarización habitual!). Cuando cambia un transistor NPN, pasa corriente a través de la unión VBE y proporciona una ganancia de colector.

Al apagarlo, se vacía la unión VBE de cualquier carga que quede y se detiene el flujo del colector. En la práctica , con una base abierta, solo tendría la corriente de corte del colector (alrededor de 100 nA, generalmente trascurable) pero, debido a los parásitos, algo de corriente podría filtrarse en la base y encender el transistor.

Si realmente cambió el transistor con un interruptor mecánico como en la figura, podría conectar a tierra la base sin problemas. En la práctica, usar un interruptor de lanzamiento no es útil y la configuración de transistor 'habitual' es así

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

(los valores de resistencia y los voltajes no son correctos, es solo para mostrar la forma del circuito)

Esto generalmente se conoce como un interruptor de emisor común. Emisor común ya que la corriente de control fluye de base a emisor (corriente de base) y la corriente de carga de colector a emisor (corriente de colector).

En este circuito, puede ver por qué la resistencia de base a tierra debería ser algo grande: de lo contrario, ¡toda la corriente de control pasaría por ella!

El cálculo de los dos valores de la resistencia se denomina polarización del transistor: sustancialmente querrá algunos mA de corriente base cuando el interruptor esté cerrado y menos de 0,6 V de VBE con el interruptor abierto. Con suerte, su libro lo explicará un par de páginas más adelante.

1. Sí, tienes razón, el libro tiene un error.

2. Teniendo en cuenta las fugas, la corriente del colector Ic =$\beta I_B +(\beta+1)I_{CBO}$Agregar la resistencia en ausencia de Ib reduce la corriente del colector a$I_{CBO}$. La resistencia debe ser lo suficientemente baja como para que el valor más alto de$I_{CBO}$solo presenta unos cientos de mV como máximo en la base. Un corto es un valor aceptable, aunque es posible que prefiera una resistencia en algunos casos cuando se consideran posibles modos de falla (más allá del alcance de esta respuesta).

La diferencia entre$I_{CBO}$y$(\beta+1)I_{CBO}$puede no ser tan bueno en condiciones benignas (temperatura ambiente) ya que$\beta$es muy bajo en la corriente de colector nA (no es una constante como sostiene la vista simplificada, disminuye en corrientes de colector altas y bajas).

Especialmente a altas temperaturas de unión (o con transistores con fugas como los viejos tipos de germanio)$I_{CBO}$es exponencialmente mayor y la fuga total del colector puede aumentar a niveles objetables. Por ejemplo, un LED puede aparecer visiblemente iluminado con solo unos pocos uA de corriente. O el suministro de una batería podría agotarse prematuramente en estado de espera.

1. Debería ser un error tipográfico. I = (Vdd - 0,6)/R1.

2. Si no tenemos R2, la base podría estar flotando. Necesitamos algo que derribar. Puede haber algo de corriente de fuga en el BJT.