Fuga de transistor PNP

Tengo un problema con un circuito que debería ser sencillo pero me ha causado algunos problemas molestos.

Resumen:

Necesito un interruptor que se cierre cuando la energía esté apagada y se abra cuando la energía esté encendida. Mi solución no funciona y me siento estúpido.

Efecto deseado:

  • Cuando está encendido, QNP debe actuar como un interruptor abierto. En el estado de entrada cero, el voltaje del colector y el emisor debe ser (casi) cero. Una señal PWM de 12 V en el lado del colector o del emisor no debería afectar al otro lado.

  • Cuando la energía está apagada, QNP debe actuar como un interruptor cerrado. Se debe conducir un PWM de 12 V desde el lado del emisor al lado del colector con una caída de voltaje mínima.

Mis problemas:

Elegí usar un transistor bipolar PNP, es decir, un MMBT3906, que funcionó en todas mis simulaciones usando CircuitLab y Circuit Simulator.

Pero una vez que produje mi circuito, encontré un problema extraño, donde mediría algo de voltaje (1.2V) en el emisor del transistor PNP, aunque debería haber estado apagado (base a 12V). Parece que el voltaje "fuga" de la base al emisor.

Probé con una placa en blanco usando solo los componentes para este circuito y el problema persistió. Intenté cambiar el transistor varias veces. Intenté usar un PMOS BSS84P con problemas similares.

Captura de pantalla de CircuitLab Simulation

Los casos de uso se pueden ver aquí: https://www.circuitlab.com/circuit/mgt5u8/qnprequirementcircuits/

Tengo muchas más simulaciones que puedo publicar si quieres.

Gracias de antemano por su ayuda.

Tu circuito está mal; ¿Por qué tanto el emisor como el colector están conectados a tierra?
Cuando está encendido, ¿es correcto proporcionar un voltaje de CC donde su diagrama publicado muestra tierra conectada a RaT1-2? Cuando la energía está apagada, ¿realmente corta ese nodo a tierra, o simplemente lo desconecta o desactiva el suministro que está conectado allí? ¿Qué tipo de suministro es?
Perdón por la confusion. RaT1-2 y RaT1-3 significan la carga en el emisor y el colector. Puede echar un vistazo al enlace de CircuitLab para los diferentes escenarios. Cuando la energía está apagada, SW12 está abierto y RPD-1-2 debería actuar como desplegable.

Respuestas (3)

La página 2 de esta hoja de datos cuenta la historia.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Bajo clasificaciones máximas absolutas, establece que el voltaje inverso máximo de la base y el emisor es de 5V. Ha superado esto al usar 12 V y, aunque la región del emisor de la base probablemente aún esté intacta (debido a las resistencias de 100k en su diseño), no puede esperar que la corriente de fuga sea insignificante.

No espere que los modelos de simulación vayan más allá (o incluso se acerquen) a los problemas del mundo real debido a las calificaciones máximas absolutas: los modelos esperan que usted obedezca principios rudimentarios y este es uno de ellos.

Pruebe con una señal de control de 5V.

Además, cuando la energía está apagada, no podrá conducir mucha señal a través del emisor al colector porque confía en que la unión base-emisor esté polarizada hacia adelante y esto requiere al menos +0.7 voltios en el emisor para hacerlo.

Acabo de empezar a escribir básicamente lo mismo. No tiene sentido ahora, pero te daré el gráfico que hice.
El transistor es PNP; -0.7v
@ilkhd sí lo es y está polarizando inversamente la región base del emisor: la especificación dice (cortesía de @thephoton) que el límite de unión es cuando el emisor está 5 V por debajo del voltaje base (de ahí el signo negativo). ¡Usted, potencialmente tiene el emisor 12V debajo de la base!
Esa fue una respuesta muy esclarecedora, gracias. Originalmente usé un P-MOSFET, pero tenía otros problemas y debo haber echado un vistazo demasiado rápido a la hoja de datos del transistor después de que las simulaciones me dijeran que debería funcionar. ¿Tiene alguna sugerencia sobre cómo resolver el problema?
@Johis considere usar un JFET de canal P; básicamente, conduce naturalmente de la fuente al drenaje cuando el voltaje de la puerta = el voltaje de la fuente. Para apagarlo, toma el voltaje de la puerta más alto que la fuente. El siguiente artículo es útil: learningaboutelectronics.com/Articles/P-channel-JFET también tenga en cuenta que este tipo de dispositivo se usa en muchas puertas analógicas de calidad (que es básicamente lo que está tratando de construir): la respuesta de Spehro alude a estos pero el 4066 usa MOSFET que no son tan buenos.
Gracias, me aseguraré de leer los JFET (actualmente no sé nada sobre ellos). ¿Supongo que una simple división de voltaje por 1/3 en la puerta del transistor no funcionaría?
Puedes probarlo pero mi dinero está en el canal p JFET.
Muy bien, traté de entender los P JFET, pero dime si me perdí algo. Están encendidos, excepto cuando VGS es de +4 V o más. Esto no funcionará para mí, ya que tengo casos en los que QNP debería estar apagado, pero tengo una señal de +12V en la fuente. Como mi placa no tiene nada más alto que +12V, no puedo mantener el JFET apagado. Tengo un enlace en mi pregunta original con todos mis casos de uso. ¿Entiendo su respuesta correctamente, que la solución original debería funcionar siempre que conduzca la Base con 5V?
Bien, veo lo que quieres decir, pero tal vez con la fuente conectada a 0V y el drenaje donde está tu emisor PNP, podría funcionar.
Bueno, como tengo otro caso, donde hay una señal de 12V en el drenaje (que no debería ir a la fuente cuando está apagado), tampoco creo que funcione.
¿Ha intentado simularlo? Tal vez consiga LTSpice (es gratis)
Sí, he estado simulando principalmente en CircuitLab y usando Circuit Simulator para la visualización. Voy a echar un vistazo a LTSpice mañana. ¿Crees que puedo usar el transistor original impulsado con 5V en su lugar? Gracias.
Estoy empezando a pensar que la señal que desea controlar es demasiado grande para un simple transistor. Tal vez un relé normalmente cerrado sea más apropiado.
Gracias por el consejo. No tengo experiencia con SSR montados en PCB. ¿Crees que esto funcionaría? docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0cce/…
Tiene una capacitancia de fuga increíblemente baja y eso me hace dudarlo. Casi todos los SSR que he visto tienen ~ 1nF y esto conducirá los bordes de la onda cuadrada a través del contacto "apagado".

Cuando miro la hoja de datos de un 2N3906 fabricado por Fairchild ( https://www.fairchildsemi.com/datasheets/2N/2N3906.pdf ), veo en la página 3 que tiene un voltaje de ruptura de emisor-base de -5.0V .
Entonces, si su interruptor SW12 está cerrado, está aplicando 12 V a la base de su 2N3906.
Su emisor está conectado a tierra a través de RaT1-2, por lo que está aplicando efectivamente -12 V a la unión base-emisor del 2N3906, muy por encima del límite de ruptura especificado en la hoja de datos de -5 V.
¿Así que lo que ocurre?
Como puede ver, la unión base-emisor se 'descompone' y comienza a conducir, por lo que ve un voltaje en el emisor ya que ahora fluye corriente a través de él.
Mide 1,2 V en el emisor, por lo que asumiría la misma caída de voltaje en RQNP-1-2.
Entonces, de hecho, la unión be de su 2N3906 se está descomponiendo a aproximadamente 9.6V (12 - 1.2 - 1.2).

Oh lol - 3 respuestas, todas diciendo lo mismo publicado con unos minutos de diferencia: P
¡Último en entrar primero en salir!
Supongo que será mejor que los vote a todos :)
Gracias, algo tan obvio que pasé por alto. ¿Alguna sugerencia sobre cómo lograr lo que quiero?

Esto se espera.

Editar: no es una fuga: está rompiendo la unión EB en reversa al exceder el voltaje de ruptura (normalmente clasificado en 5V con una ruptura real de 6 ~ 9V). Un MOSFET de canal p podría darle lo que desea ya que la puerta está aislada. También hay transistores 'simétricos' (algo raros) que tienen voltajes de ruptura EB y CE iguales (en los viejos tiempos se usaban para hacer interruptores analógicos, pero ahora la mayoría de las puertas de transmisión MOSFET los han reemplazado). También hay algunos transistores (algo raros) como el 2SA1252 que tienen un voltaje de ruptura Vebo garantizado> 12V.

Parece que quieres una función de interruptor analógico. Podría usar 1/4 de un CD4066 que actuaría como creo que quiere (excepto con la entrada de control invertida; podría usar otro 1/4 del chip con una resistencia como inversor).

¿Cómo exactamente? Base en potencial cero (+12); ambas uniones tienen polarización inversa.
@ilkhd Ver edición anterior. La ruptura inversa del emisor base suele ser inferior a 12 V por unos pocos voltios.
Creo que una edición oportuna LOL
@Andyaka Bueno, puede reírse, y en voz alta, señor.
@Andyaka Ahora parezco un imbécil
@ilkhd No creo que te veas mal, pero si quisieras, podrías borrar tu comentario anterior... (pasa el mouse sobre tu comentario y haz clic en la "x" que aparece)
@ilkhd Su comentario fue correcto y útil.
Gracias. Un PMOSFET no funcionó, porque una señal de 12 V en la fuente conduce al drenaje incluso cuando la puerta está a 12 V. Preferiblemente, necesito algo que ocupe el menor espacio posible, ya que tengo un espacio limitado en mi PCB y el interruptor parece un poco excesivo (y también usa MOSFET). ¿Cualquier otra sugerencia?
Fuga de transistor PNP
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