Propósito de la resistencia pullup en el circuito del controlador LED BJT

Una respuesta a esta pregunta sugiere el siguiente circuito para controlar un LED desde una salida de colector abierto de un 74LS47:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Cuál es el propósito de la resistencia R1? ¿Qué pasaría si faltara R1?

Hice una simulación, pero no pude encontrar un comportamiento diferente independientemente de si R1 estaba presente o no.

(Podría haber agregado esta pregunta en la pregunta original como un comentario a la respuesta, pero no quería alargar aún más la ya excesivamente larga lista de comentarios. Por lo tanto, creé una pregunta separada. Espero que esté bien).

Estoy de acuerdo con la respuesta de Brian +1.

Respuestas (4)

Esa salida de colector abierto ... cuando está apagada, tendrá algunas fugas (posiblemente microamperios) dependiendo de la temperatura. Eso puede suministrar suficiente corriente base para encender Q2, al menos parcialmente. Es posible que la simulación no modele esa fuga con precisión.

R1 lleva la base de Q2 a 5 V contra esa fuga, asegurando que Q2 esté completamente apagado.

La hoja de datos menciona un máx. Io(apagado) de 250 µA. De hecho, esto es suficiente para encender Q2. Sin embargo, el valor de R1 es demasiado alto para evitar que eso suceda. Supongo que un valor de 1k o 2k sería más adecuado para esta corriente de fuga en el peor de los casos.
Esa es la cifra de CYA en el peor de los casos para Vo (apagado) = 15 V según mi lectura de la hoja de datos. Es probable que las cifras reales sean mucho más bajas y 10K probablemente estaría bien fuera de una aplicación de alta confiabilidad. Pero estrictamente hablando, tiene razón (nota: otra parte tiene un pullup de 2k incorporado).
@BrianDrummond Es una característica ... si los segmentos LED se encienden, la placa está demasiado caliente.
Lo siento, diseñar un circuito con la corriente de fuga máxima y esperar un comportamiento predecible son mutuamente excluyentes.

Si faltara R1, la base del transistor flotaría cuando la salida OC estuviera apagada. Con la resistencia, la base está en 5 voltios cuando la salida está apagada, y muy cerca de 5V*1k/11k cuando la salida está encendida (divisor de voltaje entre 5 voltios y tierra cercana).

Soy consciente de que no debería tener puertas FET flotantes (por ejemplo, en dispositivos CMOS), porque recogerían pequeñas cargas del entorno. Pero, ¿cuál es la razón por la que no deberías tener una base flotante en un BJT?
Debe configurar V_BE correctamente para encender y apagar el transistor.

Además de la respuesta de Brian, otra razón para una resistencia pullup es aumentar la velocidad de apagado. Si el LED es solo para que los humanos lo miren, no sería necesario, pero si el LED es para fines de comunicación, aumentará la tasa máxima de señalización.

Debido a la neutralización de la carga contenida en la base del BJT, ¿verdad? Nunca entendí completamente este concepto, pero solo tuve una idea vaga. ¿Por qué existe tal carga y por qué está ubicada en la base? Recuerdo que en realidad está ubicado en el cruce de las regiones dopadas, pero ¿por qué existe así?

La unión base-emisor de Q2 tiene una capacitancia finita. Cuando apaga la puerta (la corriente del colector se detiene), esa capacitancia debe descargarse antes de que el BJT se apague. Este proceso ocurrirá mucho más rápido cuando haya una ruta de fuga a través de la resistencia R1.

De hecho, si la puerta de "apagado" no está del todo apagada, entonces el transistor Q2 actuaría como un amplificador de la fuga; con una beta de al menos 100, obtienes un multiplicador de 100x de la corriente de fuga. Pero cuando tenga la resistencia pull-up, se asegurará de que la corriente de fuga no encienda el transistor y todo esté bien.

Entonces, el pull-up asegura un giro más corto y más agudo.

Propósito de la resistencia pullup en el circuito del controlador LED BJT
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