¿He entendido correctamente los transistores?

Esto es lo que sé y lo que he concluido sobre los transistores. Corrígeme si estoy equivocado:

  1. Todo es cuestión de actualidad. Cuando tenemos una fuente diferencial de voltaje determinada, los BJT se utilizan para aumentar la corriente disponible. Eso es si la carga necesita consumir más corriente, el BJT lo hace posible .
  2. Si 1 es correcto, ¿por qué uno compraría un regulador de voltaje costoso con una clasificación de corriente alta? ¿No podemos usar un regulador de baja corriente en un paquete pequeño y aumentar la corriente usando BJT?
  3. En las hojas de datos, la ganancia de CC (hfe) se proporciona en función de la corriente Ic. (Ejemplo: 2SC3650 ) ¿Significa que debo calcular y ajustar la corriente disponible en el pin base de acuerdo con Ic y hfe? (es decir, la misma hoja de datos 2SC3650, si la carga consume 500 mA, por lo tanto, Ic = 500 mA, supongamos que en una temperatura particular hfe es exactamente 1000. Entonces, ¿qué significa que la corriente en la base debe ser de al menos 0,5 mA?
  4. hfe se dan en el rango. Pero en realidad es un único valor exacto. ¿Bien? es decir, para una sola pieza, una temperatura constante y una Ic y Vce constantes, la hfe tiene un cierto valor y no cambia.
  5. El único factor limitante en este procedimiento de aumento de corriente es la clasificación Ic máxima de la pieza. (por ejemplo, 2 amperios para el 2SC3650) eso significa que incluso conectar en cascada dos de estos BJT no me permitirá tener más de 2A disponibles.
  6. Pero si agrego un BJT de mayor corriente nominal después de este 2A, puedo alcanzar corrientes más altas. Siento que es demasiado teórico para ser de alguna utilidad en el mundo real.
  7. La vida útil de algunos BJT aumenta a medida que aumenta Ic, pero algunos disminuyen a medida que aumenta Ic. ¿Cómo considero esta especificación al implementar un BJT en un circuito?
"¿No podemos usar un regulador de baja corriente en un paquete pequeño y aumentar la corriente usando BJT?" Sí, pero obtendrá una caída de voltaje de Vbe y terminará teniendo que agregar más circuitos para compensar esto.
@Elementronics Entonces, quiere decir por qué no todos usan un regulador de voltaje de bajo cumplimiento (una cosa pequeña en un TO-92, por ejemplo) y luego se colocan encima de esos BJT o FET para lo que sea necesario para un mayor cumplimiento actual ??
bien. Ese es un procedimiento incorrecto. Debería haber dicho una referencia de voltaje en lugar de un regulador. Lo que quiero decir es: si tengo una fuente de 12 V de alto amperaje, puedo usar un chip de referencia de voltaje de 5 V (que tiene una clasificación de solo @ 100 mA) y un BJT para obtener una corriente de 2 A.
@Elementronics ¿Qué es un "procedimiento incorrecto"? (Borraré mi comentario anterior porque estaba equivocado).
@Elementronics Elija un "regulador de baja corriente en un paquete pequeño" para nosotros. Creo que ya eligió un BJT (2SC3650) que le gustaría considerar. (No, no sé por qué cree que una parte de beta alta es importante aquí, porque probablemente no sea importante). Indíquenos un objetivo de cumplimiento actual de salida específico. Luego, seleccione un regulador de alta corriente que cumpla con ese objetivo sin un transistor externo que lo respalde. Creo que luego podríamos ofrecer algunas reflexiones sobre los pros y los contras de cada camino.
@Elementronics Hmmm. Leyendo tu comentario modificado ahora. ¿Está pensando en referencias de voltaje de tipo derivación?
@jonk Estaba pensando en TL431 (una referencia de voltaje ajustable).
@Elementronics Está bien. Tal vez puedas refinar la pregunta ahora. Hay ventajas en el uso de transistores externos (porque puede obtener unos de disipación realmente alta). Muchos reguladores también los admiten. Pero, ¿no son los conmutadores los que suministran los cumplimientos de alta corriente de hoy en día debido a sus mayores eficiencias? Creo que está pensando en la regulación lineal y eso es un desperdicio en estos días. Solía ​​no ser una opción fácil. Pero ahora es mucho más fácil. ¿O está pensando en el TL431 como parte de un conmutador?
Todo lo que quiero hacer es esto: tengo un suministro de 12v (10A). estaba pensando en usar tres chips TL431 para tener 5.0v y 3.3v y 1.8v para mi circuito. Y conecte cada TL431 con un BJT para tener suficiente corriente para las cargas
La hoja de datos del TL431 tiene circuitos de ejemplo que lo combinan con uno o más BJT para hacer un regulador de voltaje. Entonces es perfectamente posible, solo que no siempre es la mejor solución.
@Elementronics Claro, puedes hacer las cosas de esa manera. Y es simple y barato, también. Finalmente, se basa en partes que probablemente existirán casi para siempre. Simplemente será un desperdicio y no obtendrá muchas de las protecciones que ofrecen los circuitos integrados hoy en día. Lo he hecho de la manera que sugieres, así que no estoy sentado en un caballo alto aquí. Si esto es lo que quieres hacer, simplemente hazlo.

Respuestas (2)

Estoy respondiendo solo algunos de sus puntos y comentarios aquí, sin ningún orden en particular:

si tengo una fuente de 12 V de alto amperaje, puedo usar un chip de referencia de voltaje de 5 V (que tiene una clasificación de solo @ 100 mA) y un BJT para obtener una corriente de 2 A.

Sí, de hecho puedes. De hecho, esto es esencialmente lo que hay dentro de un regulador de voltaje como su clásico 7805 o LM1117. En estos reguladores se usa un amplificador operacional (o equivalente) para aumentar la ganancia y reducir el consumo de corriente en la referencia, de modo que la referencia en sí solo necesita suministrar unos pocos microamperios (o cualquiera que sea la corriente de polarización de entrada del amplificador).

Pero si agrego un BJT de mayor corriente nominal después de este 2A, puedo alcanzar corrientes más altas. Siento que es demasiado teórico para ser de alguna utilidad en el mundo real.

Te sientes mal; ha reinventado el par Darlington (o el par Sziklai, si mezcla npn y pnp), una forma muy común de obtener una inmensa ganancia de corriente a costa de un mayor voltaje de saturación y (en el caso de Darlington) un mayor voltaje base-emisor . Esta es una configuración tan útil que puede obtener cualquier número de tales pares , convenientemente empaquetados juntos en un solo paquete que puede tratar esencialmente como un solo transistor con una ganancia mucho mayor de lo normal.

Un par Darlington se puede hacer con dos transistores idénticos, y con frecuencia es cuando lo único que le importa es obtener una alta ganancia para una señal pequeña, pero cuando usa un transistor de potencia, generalmente no usa una parte costosa de alta potencia para la entrada. transistor, que solo tiene que transportar una fracción de la corriente del de salida: solo obtenga una de esas partes de alta corriente y utilícela como transistor de salida, y use una más barata para la entrada.

hfe se dan en el rango. Pero en realidad es un único valor exacto. ¿Bien? es decir, para una sola pieza, una temperatura constante y una Ic y Vce constantes, la hfe tiene un cierto valor y no cambia.

No necesariamente. Los ciclos térmicos pueden cambiar las características de una pieza lentamente con el tiempo, por ejemplo. Cuando observa escalas de tiempo muy largas, todo tipo de cosas extrañas pueden sucederle a una pieza; no me sorprendería si pudiera obtener electromigración de contaminantes dentro de una pieza, por ejemplo, aunque nunca lo he investigado.

Si 1 es correcto, ¿por qué uno compraría un regulador de voltaje costoso con una clasificación de corriente alta? ¿No podemos usar un regulador de baja corriente en un paquete pequeño y aumentar la corriente usando BJT?

Esto es muy común y, de hecho, es una aplicación de circuito sugerida en numerosas hojas de datos de reguladores lineales. Eche un vistazo a la página 21, figura 11 de esta hoja de datos, por ejemplo.

Gracias. Lo que quiero decir es que del rango dado para Hfe en la hoja de datos, la ganancia es en realidad un valor (algún valor desconocido en ese rango, pero solo un valor exacto), por lo que los cálculos teóricos se basan en un solo valor para hfe. (es decir, ¿calculamos la ganancia mínima o máxima de un par de Darlington? ¿O sabemos que para una parte determinada, una temperatura e Ic, etc., la vida es un valor específico?)
@Elementronics Medir beta es más problemático de lo que vale en la mayoría de los casos: no diseñe circuitos de una manera que dependa del valor exacto de beta.
@Elementronics Y nuevamente, el valor exacto de beta para una parte determinada puede cambiar con el tiempo, incluso si es la misma parte a la misma temperatura y la misma corriente de colector y todo, por lo que realmente no puede confiar en que sea estable. el tiempo tampoco. No estoy seguro de cuánto se desvía con el tiempo, ya que generalmente no es una preocupación porque los circuitos generalmente están diseñados de tal manera que el valor exacto de beta no importa.

Si 1 es correcto, ¿por qué uno compraría un regulador de voltaje costoso con una clasificación de corriente alta? ¿No podemos usar un regulador de baja corriente en un paquete pequeño y aumentar la corriente usando BJT?

Los reguladores de voltaje incluyen muchas cosas. Son más que una simple referencia de voltaje en un circuito cerrado con un amplificador de potencia. Tienen protección térmica y contra cortocircuitos, lo cual es bueno. Pero también pueden tener cosas como la secuenciación y el inicio suave que son realmente importantes y no tan fáciles de agregar.

Y lo que realmente necesitaría es un amplificador operacional, una referencia de voltaje y un transistor de potencia. Solo una referencia a un transistor realmente no será suficiente para cerrar el ciclo de retroalimentación negativa, al menos no sin que el transistor introduzca algún desplazamiento que pueda variar con la temperatura y otras condiciones.

Son tres componentes cuando podrías tener solo uno. Tres veces la complejidad sin las funciones enumeradas anteriormente, y es posible que ya esté tratando con docenas de otros circuitos integrados en su diseño.

Además, se ha especificado el rendimiento de un regulador para que sepa cómo se va a comportar. Es posible que esté entrando en el diseño sabiendo los requisitos específicos de tolerancia de voltaje, ruido y respuesta transitoria. Si estás preparando el tuyo, es posible que no lo sepas necesariamente. En cualquier caso, lleva tiempo calcularlo y verificarlo, y es posible que ya tengas las manos ocupadas lidiando con otras cosas.

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