¿NPN impulsando PNP, diodo de la base NPN al colector PNP?

Estoy revisando algunos diseños antiguos de alarmas de 12 V que utilizan el siguiente circuito para activar una sirena. El diseño se ha construido en PCB y he confirmado que funciona correctamente, lo que demuestra que el esquema no tiene fallas (algo que no puedo ver de todos modos). En pocas palabras, cuando el pin MCU pasa a HI (5V), cambia el transistor NPN, que a su vez cambia 12V a la sirena a través del transistor PNP de alta potencia. Eso es fácil de entender, pero ¿cuál es el propósito del Diodo "D1"? Su ánodo se une a la base de la NPN y su cátodo se une al colector de la PNP. Pero, ¿qué hace?

También tengo curiosidad si es necesario el diodo "D2". ¿Por qué no conectar el emisor de la NPN directamente a tierra?

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Respuestas (1)

Creo que es protección contra cortocircuitos. Si la salida se cortocircuita accidentalmente a tierra, D1 tira de la unidad a NPN y apaga la salida. D2 es necesario ya que D1 solo puede bajar la base hasta una caída de diodo sobre el suelo, por lo que D2 compensa la caída haciendo que Vbe (NPN) sea aproximadamente cero.

Sí. Aunque no estoy convencido de que el PNP pueda entregar constantemente la corriente indicada con una corriente de base tan baja. solo esta garantizado β ≥ 50 . Oh bien. Probablemente no importa para esto.
@jonk buena captura, tienes razón. Supongo que la sirena probablemente haga algo de ruido con una corriente más baja de todos modos, aunque no hay excusa para un diseño deficiente.
Gracias. Trabajando hacia atrás, I C 2 ≤ 1.5 A y digamos el PNP de alta potencia ( q 2 ) funciona como un interruptor con β 2 = 15 , entonces I C 1 ≤ 100 mamá . Y digamos el NPN de menor potencia ( q 1 ) funciona como un interruptor con β 1 = 20 , entonces I B 1 ≤ 5 mamá . La resistencia del pin de E/S debe ser 680 Ω , creo, y la resistencia del colector NPN a la base PNP debería ser 100 Ω y calificado para 2 W (el doble de lo que se disipará). Si quieren apoyar todo el camino hasta 1.5 A , de todos modos.
John D , ¡gracias por la respuesta completa a mi pregunta! @jonk, también aprecio tus comentarios, pero ¿qué hoja de datos te dice que el β mínimo es solo 50? La Hfe garantizada varía de un fabricante a otro y también varía según el p/n (p. ej., la versión 2SB772 de NEC ofrece 4 "rangos" β mínimos). Sin embargo, diré esto: las sirenas conectadas al circuito anterior consumen alrededor de 1,0 A (promedio) cuando se disparan, y lo he confirmado a través de Fluke 8845A con varias placas y varias sirenas. Incluso cuando las sirenas están conectadas directamente a 12 V (no al circuito anterior), siguen consumiendo 1,0 A.
@JDW Revisé el primer enlace que obtuve: svntc.com/TPDF/2775.pdf (como me muestra mi historial). Pero la versión de ST.COM muestra 30 a 3 A y 80 y 1 A. Entonces 1.5 A con 50 no sería No será un shock. Son dos hojas. Otros pueden tener figuras diferentes, por supuesto. Sin embargo, nada de eso realmente importa, ya que cuando está saturado, la versión beta que usa es probablemente menor que el valor del modo activo, de todos modos, debido a la variación de la temperatura ambiente, la variación de la pieza, la variación del fabricante, etc. Por lo tanto, probablemente debería considerarse una estimación claramente saturada . Que es lo que usé. La hoja ST.COM usa 20. Eso está bien.
@JDW Además, el esquema que proporcionó muestra "1.5" y no "1.0" escrito allí. Pero usemos tu I C 2 = 1.0 A en cambio. y vamos con β 2 = 20 , también. entonces obtengo I B 1 = 2.5 mamá y su resistencia allí se ve bien y obtengo I C 1 = 50 mamá por lo que aumenta esa resistencia a 200 Ω y probablemente ahora 1 W por seguridad. No es lo mismo que en el esquema, incluso todavía. Nada de esto dice que una instancia de circuito específica no se ejecutará. No me malinterpretes.
@jonk, el esquema que proporcioné es en realidad una captura de pantalla de mi circuito en una aplicación de simulador de circuito, y ese simulador genera los valores actuales que se muestran. Puedo cambiar el BJT β fácilmente en el simulador. Al cambiar el β del PNP a 50, la corriente de salida cae a aproximadamente 515 mA. Si luego reduzco la resistencia base del PNP a 100 Ω, la corriente de salida aumentará nuevamente a 1,49 A y la corriente a través de la resistencia base de 100 Ω es de 62,26 mA (disipación de 0,4 W), por lo que una resistencia nominal de 100 Ω de 0,5 W sería suficiente.
@JDW No creo que valga la pena agregar nada a eso. Todo habla por sí mismo, creo. Te lo dejo entonces. En caso de que importe, ¡creo que es una buena topología general!
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