¿Qué hace (PNP) BJT con CE en cortocircuito?

Estaba hojeando la hoja de datos de TI para un LM78L05 y noté este esquema de aplicación:

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Observe cómo Q2 tiene su colector y emisor en cortocircuito. No puedo decir que haya visto eso antes y la búsqueda no arrojó nada.

¿Qué papel jugaría Q2 en esa configuración?

Sospecho que es un diodo, pero no puedo entender por qué un diodo simple y viejo no funcionaría mejor y sería mucho más barato. La hoja de datos 2N4033 lo describe como un transistor RF planar de silicio PNP de propósito general.

Haciendo una suposición descabellada, ¿proporciona protección contra cortocircuitos? Q1 parece ser un transistor de paso típico, por lo que Q2 debería ser eso. Sin embargo, cómo funciona de esa manera es la pregunta . Un google rápido muestra un diseño diferente para el mismo, 2.bp.blogspot.com/-PKnSJB0ZxGw/T_aA_TxF2VI/AAAAAAAAAq4/… Buena pregunta.
Actuaría como un diodo. Si el LM78L05 deja de absorber corriente, Q1 se apagará.
Gracioso, todos los demás tienen el segundo diseño, fairchild, st, onsemi. ¿Solo TI tiene ese diseño, y solo en la hoja de datos lm78l05? Su hoja de datos LM340 tiene el segundo diseño. Figura 31 Página 15 ti.com/lit/ds/symlink/lm340-n.pdf ¿ Tal vez sea solo un error no detectado?
Este diseño es tan antiguo como el LM78L05. El Manual del regulador de semivoltaje de 1980 Nat lo tiene. Así que TI acaba de incorporarlo en su hoja de datos de su compra de National.

Respuestas (6)

Creo que se equivocaron. El colector en cortocircuito con la base es más común, más lógico y probablemente más preciso y más confiable. Si desconecta su colector del emisor y lo conecta a la base, obtiene un espejo actual o un multiplicador actual. Google "espejo actual". (Sobre este tema, ignore el artículo de Wikipedia). Verá esquemas de variaciones usando dos BJT: dos NPN en el riel 0V o -V, o dos PNP en el riel +V. (Pero no muchos dan aplicaciones prácticas como este amplificador de potencia). El factor de escala se decide por la relación de las dos resistencias de emisor. Pero la precisión de la escala está controlada por la coincidencia V BE . Para el mejor V BEcoincidan, los transistores deben ser del mismo tipo y sus temperaturas deben mantenerse cercanas, montándolos en el mismo disipador de calor (aunque Q1 tiene muy poca disipación). Por supuesto, un diodo simple funciona, pero la coincidencia no es tan buena. Poner el diodo simple en el disipador de calor con el transistor podría ser una mejora.

Volver a dibujar su circuito hace que sea más obvio lo que está pasando. Q2 y R2 reducen el voltaje de entrada al regulador para medir la corriente que está tirando (la mayor parte de la cual va a la carga). Q1 y R1 enrutan 4 veces la corriente Q2 alrededor del regulador hacia la carga. El regulador sigue regulando +5 V en la carga, aunque el 80 % de la corriente se entrega a través de Q1. (R3 es más sutil. Reduce la parte de la corriente de carga de Q1 cuando la corriente de carga es pequeña. El regulador también envía algo de corriente a tierra. Sin R3, el espejo de corriente también multiplica esa corriente, lo que provocaría que el voltaje de salida exceda +5V, un desastre Con este desequilibrio deliberado, se podría argumentar que la precisión del V BEla coincidencia no es tan importante, por lo que un transistor coincidente en Q2 no es tan importante, por lo que el diodo o el transistor mal conectado no es un problema).

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¡Esta es una respuesta genial!
Cambié el nombre de los transistores para reflejar el circuito de Op, para evitar confusiones.
El colector en cortocircuito con la base crea un diodo con un voltaje de ruptura inversa muy bajo,
La numeración proviene de que la protección contra cortocircuitos es un complemento del circuito del transistor de paso externo original, en lugar de hacerlo desde cero. Sin embargo, tenían una numeración de arriba a abajo.
Redibujar aclara circuitos simples. El voltaje se divide y la corriente fluye de arriba hacia abajo. La izquierda conduce y la derecha recibe. Numere las cosas de izquierda a derecha y de arriba a abajo. La numeración en la nota de la aplicación me decepciona, ya que R2 y Q2 convierten la corriente extraída en un voltaje (en relación con el riel +), cuyo voltaje impulsa a Q1 y R1 para impulsar un múltiplo de esa corriente. Entonces, Q2 es realmente el "primer" transistor en ESTE circuito.
Puede ser útil mostrar algo de lo que hay dentro de la cajita (regulador de voltaje). La gran corriente a través del regulador fluye de IN a OUT a través de un gran "transistor de paso" (el último transistor en los esquemas 340 y 7805), seguidor de emisor NPN para 7805 (los tipos de caída baja usan inversor PNP en su lugar). Hice las líneas más anchas para mapear la corriente principal del regulador, e incluso más anchas para mapear la corriente de paso. Aún así, sería bueno ver que el emisor-seguidor dentro del regulador "intenta" impulsar la carga solo, mientras que los complementos lo "ayudan" entregando un múltiplo de su corriente de colector al mismo.

Del Manual de reguladores lineales de semiconductores nacionales de 1980 , la sección 7.1.3 tiene un High Current Regulator with Short Circuit Limit During Output Shortsdiseño idéntico, pero Q2 es un diodo D simple.

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Este circuito de refuerzo de corriente aprovecha las características de limitación de corriente interna del regulador para proporcionar protección contra cortocircuitos también para el refuerzo. El regulador y q 1 compartir la corriente de carga en la relación establecida entre R 2 y R 1 si V d = V b mi ( q 1 )

yo 1 = R 2 R 1 yo R mi GRAMO

Durante cortos de salida

yo 1 ( s C ) = R 2 R 1 yo R mi GRAMO ( s C )

Si el regulador y q 1 tienen la misma resistencia térmica 0 j C y el disipador de calor del transistor de paso tiene R 2 / R 1 veces la capacidad del disipador de calor del regulador, la protección térmica (apagado) del regulador también se extenderá a q 1 . Algunos transistores sugeridos se enumeran a continuación.

El diferencial de voltaje mínimo de entrada a salida del circuito regulador aumenta con una caída de diodo más la caída de Vr1.

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Teniendo en cuenta el diseño idéntico, y siendo NatSemi la fuente de los diseños, el Q2 PNP CE en cortocircuito actuará de la misma manera. Como sugiere @Robherc, es probable que se use como un par emparejado, para proporcionar cierta ganancia de rendimiento en comparación con un diodo aleatorio que tendría un rendimiento muy diferente. Sin igual, sospecho que las diferentes curvas IV pueden conducir a condiciones de corriente excesiva o insuficiente, o demasiado ciclo/oscilación. Por supuesto, dado que la nota de aplicación sugiere un diodo, probablemente ese no sea el caso.

Esta protección contra cortocircuitos se agrega porque el uso de un transistor de paso externo evita que funcione la protección interna contra cortocircuitos. Simplemente podría omitirse, si no se necesita protección contra cortocircuitos.

¡Me encanta ese manual que vinculaste a Passerby! La sección de aplicaciones allí es genial. ¿Quién sabía que podría construir un convertidor de conmutación con un LM317? :)
@scanny, bueno, cualquiera que tomó la hoja de datos del LM117 (que también es el LM317) cuando todavía era una publicación de National Semiconductor y la escondió en su computadora, aunque sin saber que era una gran idea ya que TI iba a arruinar todas las fichas técnicas cuando comían Nat Semi...

He visto esto antes. Si observa la hoja de datos del transistor de propósito general 2N4033, se enumera: Voltaje de ruptura de la base del emisor - 5V. Esto significa que actúa como un regulador Zener de 5V. Esto era común cuando era importante limitar el número de partes diferentes. observe que ambos transistores tienen el mismo número de pieza.

También es válido con dispositivos NPN. El voltaje del emisor base variará de tipo de transistor a tipo de transistor. Puedes hacer algo similar con un LED.

Supongo que están usando el transistor en cortocircuito CE para compensar/equilibrar el voltaje de compensación BE de Q1.

Si bien un diodo técnicamente podría realizar la misma función, el uso de un transistor emparejado debería dar una respuesta más similar.

¿Cuál sería la justificación para usar la unión CB y la unión EB? ¿Sería probable que tuviera la misma caída de voltaje pero permitiera más corriente o algo así?
Sigo adivinando, pero para mí, acortar CE en esa instalación puede ser para proteger el transistor de daños si un 'cable flotante' toma un voltaje dañino, o daños que supuestamente pueden ser causados ​​​​por ejecutar un transistor con demasiada corriente de base frente al colector -corriente de emisor (recuerdo que en mis primeros días de EE leía libros de texto que advertían sobre la muerte prematura debido a la sobreseñalización de transistores sin suficiente utilidad. Corriente CE para satisfacer la ganancia). O posiblemente sea solo para 'atar cabos sueltos' y no dejar una pista flotante.
@ RobhercKV5ROB Esto es extraño, porque así es exactamente como funcionan los interruptores BJT; están profundamente saturados, con una corriente de base mucho más alta que la corriente mínima requerida para la corriente de colector requerida.
@scanny, la razón podría ser la prevención de la ruptura del cruce EB cuando se sesga de manera incorrecta.

Un transistor es como dos diodos en paralelo cuando cortas C y E juntos. Escuché sobre el uso de NPN como diodos solo con el NP (pero, ¿por qué hacer eso cuando puedes obtener un diodo? Creo que recuerdo haber intentado esto cuando era un niño experimentando con la electrónica. Nunca los he usado en la configuración de la pregunta esquemático.

En esta configuración, casi tienen la misma curva IV, pero el NPN no funciona igual que un diodo cuando está en el barrido negativo como lo harían dos diodos consecutivos. Observe que todos los nodos tienen la misma curva, excepto el 2 y el 4. No puedo hablar de la configuración del mundo real, ya que en realidad no he usado un transistor como este, pero hizo casi lo que pensé que haría.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Diodo contra NPN

Ambos transistores aquí son PNP.
Todavía terminarás con dos diodos en paralelo
Claro, pero la documentación y los símbolos adecuados, y la polaridad son importantes.
En aras del tiempo me vuelvo perezoso

Un transistor conectado de esta manera actúa como un diodo con tiempos de encendido y apagado SÚPER rápidos, así como una resistencia directa súper baja.

¿Por qué dices eso? ¿Tiene alguna cita o explicación? Me inclinaría a creer que tal configuración tendría un tiempo de almacenamiento del mismo orden que un diodo normal, dada la escala/geometría de las uniones PN, y que su voltaje directo también sería similar dado que una unión PN de silicio todavía está en trabaja.