Problemas para entender un circuito dado para un sensor de pulso LDR

Soy un estudiante de física de segundo año, parte de un grupo, y estamos tratando de construir un monitor de pulso siguiendo esta guía. Este es el esquema que tengo problemas para entender:

Esquema del circuito

Tengo conocimientos básicos sobre el trabajo con las leyes de Kirchoff, pero esta es la primera vez que trabajo con transistores.

  1. Supongo que los transistores están ahí para amplificar la variación de la señal del LDR. ¿Cómo lo hacen?

Por lo que entendí de mi investigación sobre estos transistores, hay una caída de 0,7 V entre la base y el emisor, y la corriente de la base se multiplica por una constante para determinar la corriente del colector. Intenté usar estos para calcular una expresión para el voltaje medido en el pin analógico en función de la resistencia LDR, para comprender el efecto, pero no llegué a ninguna parte decente. Quiero entender por qué el circuito se diseñó así (lamentablemente, la guía no explica eso), para que podamos solucionar los problemas fácilmente y cambiar las cosas si es necesario.

¡Gracias de antemano!

Amplié mi respuesta. Avísame si te ayuda.
Preguntar cómo funcionan los transistores probablemente no sea una buena opción para este sitio. Hay muchos recursos de Google sobre esto y sería una mejor introducción a este tema de un libro. Sí, sé que su circuito es simple, pero aún necesitaría leer un tercio del tema del libro dado que nadie sabe nada sobre su capacidad de aprender y su punto de partida básico.
Un circuito demasiado simple, cuya salida depende mucho de la intensidad de la luz de la fuente... demasiada luz mantiene el LED de salida constante apagado ... muy poca luz mantiene el LED de salida constante encendido .

Respuestas (1)

Supongo que los transistores están ahí para amplificar la variación de la señal del LDR. ¿Cómo lo hacen?

En una primera aproximación, piense en el transistor como si tuviera dos flujos de corriente, uno de la base al emisor y el otro del colector al emisor. (Sí, sé que suena al revés, pero en electrónica, en lugar de pensar en el flujo de electrones, pensamos que el flujo va de positivo a negativo. Solo acéptalo. :-)). De todos modos, la corriente de colector (simplificado) está controlada por la corriente de base. La relación entre estas corrientes se llama β , y un valor de 100 es una buena suposición.

Otro hecho que necesita saber antes de poder aplicar las leyes de Kirchoff. Hay una caída de tensión de alrededor de 0,65 V entre la base del transistor y el emisor. El valor exacto cambia con la temperatura y la corriente, pero si usa 0.6-0.7 estará en el parque de pelota. Necesita saber esto porque hay resistencias en paralelo con la ruta base-emisor en su circuito.

A partir de ahí, es posible que pueda aplicar las leyes de Kirchoff. Pruebe dos valores diferentes para la resistencia de su LDR y vea lo que le da.

Por lo que entendí de mi investigación sobre estos transistores, hay una caída de 0,7 V entre la base y el emisor, y la corriente de la base se multiplica por una constante para determinar la corriente del colector.

Intenté usar estos para calcular una expresión para el voltaje medido en el pin analógico en función de la resistencia LDR, para comprender el efecto, pero no llegué a ningún lado decente.

Primero intente resolver solo la batería, LDR, R3 y la ruta del emisor base de Q1.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Luego multiplica la corriente base que obtienes por β (aprox. 100) y ve si puedes resolver el resto.

En primer lugar, gracias por la respuesta, ayudó: D Para el último circuito más simple, entiendo que la corriente base es (V1-0.7)/LDR1-0.7/R3. Llamaré a esto I1 de ahora en adelante. Usando la misma lógica para el resto del circuito, obtengo que la corriente base en Q2 será (V1-0.7)/R1- 𝛽*I1. Llamaré a este I2 de ahora en adelante. La lectura de voltaje en A0 debe ser la caída de voltaje en Q2 (colector y emisor), que es V1 menos la caída de voltaje en el LED y R2. La caída de tensión en R2 es R2*I2*𝛽. En total, suponiendo 𝛽=100, R3=1K, V_LED=2V, esto me da valores de voltaje en miles
Mi culpa por no explicar más a fondo. ¿Qué sucede si (V1-0.7)/LDR1 es menor que 0.7/R3? Si no sabes la respuesta, te la diré.
Asumiría que no pasaría corriente entre el colector y el emisor
Bien. Tampoco fluirá corriente entre la base y el emisor (excepto una pequeña corriente de fuga en ambos casos que ignoraremos por ahora). La unión base-emisor es un diodo normal y básicamente solo permite la corriente en una dirección. Cuando la corriente no fluye a través de esta unión, el voltaje a través de ella puede estar entre 0 y 0,7 voltios. Esto se llama corte de transistor. Hay una situación opuesta cuando el voltaje del colector al emisor cae por debajo de 0.7v. Esa situación se llama saturación. La corriente del colector ya no sigue los tiempos de la corriente base β pero "al máximo".
No es un "máximo" difícil, pero en funcionamiento normal, el voltaje del colector al emisor ( V C mi ) nunca caerá por debajo de 0,2 voltios sin importar cuánta corriente de base haya. Con estos conocimientos adicionales, podrá analizar el circuito sin obtener voltajes o corrientes ridículos.
¡Muchas gracias! voy a investigarlo