¿Por qué necesita 2 resistencias al conectar un transistor como interruptor?

La resistencia R2 se usa para llevar el voltaje en la base a un estado conocido. Básicamente, cuando apaga la fuente de corriente que tiene en el otro lado de R1, toda la línea entraría en un estado desconocido. Puede captar alguna interferencia perdida y eso puede influir en el funcionamiento del transistor o del dispositivo en el otro lado o puede tomar algún tiempo para que el voltaje caiga solo con la base del transistor. También tenga en cuenta que la fuente de corriente que pasa por R1 puede tener fugas y eso puede afectar la forma en que funciona el transistor.

Con el R2, que está en configuración llamada resistencia pull-down, estamos seguros de que cualquier exceso de voltaje que pueda haber en la rama que contiene R1 se conducirá de manera segura a tierra.

Hay dos posibles razones:

1. Como han dicho otros, R2 actúa como un menú desplegable en el caso de que el extremo izquierdo de R1 se deje flotando. Esto es útil cuando cualquier cosa que conduzca a R1 podría pasar a una alta impedancia.

2. Como divisor de tensión. El voltaje BE de un transistor bipolar de silicio es de alrededor de 500-750 mV cuando está encendido. En algunos casos, es posible que desee un umbral más alto para que el voltaje de control encienda el transistor. Por ejemplo, si R1 y R2 son iguales, entonces el transistor comenzará a encenderse al doble del voltaje que tendría sin R2.

Además de las razones que ha mencionado Olin, hay una más: R2 asegura que el transistor se apague rápidamente.

Supongamos que tiene una fuente que no es un interruptor, sino un circuito TTL como un 74LS04. Los circuitos TTL (al menos el TI SN74LS04) tienen un voltaje alto de salida mínimo de 2,4 V y un voltaje bajo de salida máximo de 0,4 V. Y suponga que R1 es 1K, y la caída de Vbe "activada" es de aproximadamente 0,6 V.

Eso le da una corriente de 1.8mA (=(2.4V-0.6V) / 1K) para encender el transistor, pero solo -0.2mA para apagar el transistor. Los transistores bipolares tienen una capacitancia parásita que debe cargarse/descargarse (no es exactamente el mismo comportamiento que los MOSFET).

Ahora ponga R2 = 1K: esto extrae 0,6 mA de un transistor Vbe = 0,6 V, lo que produce una corriente de encendido de 1,2 mA y una corriente de apagado de -0,8 mA, por lo que el comportamiento de apagado será más rápido.

La razón obvia de esto es servir como una resistencia desplegable, para asegurarse de que la base se mantenga baja (cuando no hay una señal específica a través de R1) para evitar una conmutación espuria. Si hay alguna otra razón para ello, no me salta a la vista.

Además de (y parcialmente una parte de) lo que otros dicen, el transistor produce una corriente de fuga de emisor de base. Con el impulso al circuito abierto de R1 y R2 omitido, la base flota y la corriente de fuga desarrolla un voltaje a través de la unión BE que puede encender el transistor. R2 proporciona un camino para esta corriente. Como la corriente es pequeña, R2 puede ser grande y el valor real utilizado suele ser mucho menor de lo necesario. Siempre que R2 disipe poca energía en comparación con la energía en R1, tener R2 en el rango de 10 a 100 kilohm no hace daño.