Necesito ayuda con la comprensión fundamental de los voltajes en este circuito

Mirando el siguiente esquema, donde el LED1 es un LED rojo (voltaje directo de 1,7 V) y el LED2 es un LED verde (voltaje directo de 3,2 V), tengo algunas preguntas que probablemente reflejen la falta de algunos principios fundamentales de los circuitos, y espero alguien puede aclararme :) [EDITAR: cuando digo "Q1 está ENCENDIDO", quiero decir que estoy suministrando una señal "alta" de 5V a la entrada IN1]

  1. si Q1 está ENCENDIDO, LED1 brillará y LED2 estará apagado. ¿Cuáles son los voltajes en V1 y V2? [Mi suposición es que ambos son de 1,7 V ya que solo hay una resistencia (R2) en el camino]
  2. si Q1 está APAGADO, LED1 estará apagado y LED2 está ENCENDIDO. El voltaje en V2 ahora es de 3,2 V (el voltaje directo de LED2). ¿Correcto?

Ahora imagine un escenario donde el LED1 es verde y el LED2 es rojo.

  1. si Q1 está ENCENDIDO, tanto el LED1 como el LED2 brillarán (aunque el LED1 solo brilla muy débilmente). ¿Por qué es esto? ¿Cuál es el voltaje en V1 y V2? [De la observación de que ambos LED están encendidos, creo que V1 = V2 = 3.2V, pero no veo por qué desde mi primera observación en la pregunta 1. arriba parece decir que V1 = V2 = 1.7V, por lo que habría esperado 1.7 V aquí también y, por lo tanto, el LED1 no estaría encendido].
  2. si Q1 está APAGADO, LED1 estará apagado y LED2 está ENCENDIDO. El voltaje en V2 ahora es de 1,7 V (el voltaje de avance del LED2). ¿Es esto también correcto?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Por qué dice que cuando Q1 está encendido, el voltaje en LED1 y LED2 es de 1.7V? Dependen de la caída de voltaje sobre R2. La caída de voltaje sobre R2 es I*1k donde I es la suma de las corrientes a través de LED1 y LED2. Además, V1 será aproximadamente 0,3 V más bajo que V2.
@Alex: pensé que para calcular las resistencias necesitaba observar la caída de voltaje requerida sobre R2 (en este caso, 9V-1.7V = 7.3V) y, por lo tanto, I = 7.3/1000 = 7.3mA. Si sigo su lógica y asumo aquí que mis LED tienen una clasificación de 25 mA, la caída de voltaje sería de 50 V ((0.025 + 0.025) * 1000). ¿O veo esto mal?
Los LED no son lineales. Por lo tanto, la corriente consumida depende de la curva V/I para este LED en particular. Y su 25mA/1.7V es solo un punto en esta curva para su LED rojo
@PhilB. ¿Cuál fue el valor de IN1 que usó cuando obtuvo un brillo tenue (caso 3)?
@nidhin 5V: agregué esto como una edición a mi pregunta

Respuestas (2)

Creo que lo que sucede es que con el LED1 verde, lo está alimentando efectivamente desde la base, ya que el voltaje en el colector será de 1,7 V debido al LED2 y esto es demasiado bajo para alimentar el LED1. Si el voltaje base (IN1) es de 5 V, entonces está alimentando el LED1 a través de la resistencia de 10k y la unión base-emisor de Q1, la corriente a través del LED1 sería (5-(0.7+3.2))/10000 = 0.11mA, por lo tanto, un brillo tenue podría ser observado.

Si el LED1 es rojo (voltaje directo de 1,7 V) y el LED2 es verde (voltaje directo de 3,2 V), entonces cuando Q1 está encendido, el voltaje entre Q1 y LED1 será (suponiendo que Q1 esté saturado) 0,2 V + 1,7 V = 1,9 V. Este voltaje también estará en el LED2 (está en paralelo con Q1 y LED1) y dado que el LED2 es verde, requiere 3,2 V para encenderlo, por lo tanto, no se encenderá.

Sin embargo, si el LED1 es verde (voltaje directo de 3,2 V) y el LED2 es rojo (voltaje directo de 1,7 V), entonces cuando Q1 está ENCENDIDO, el voltaje entre Q1 y LED1 será (suponiendo nuevamente que Q1 esté saturado) 0,2 V + 3,2 V = 3,4 V. Esto será a través de LED2 y dado que es mucho mayor que 1.2V, encenderá LED2.

Entiendo esto para el escenario LED1 rojo y LED2 verde. Dado que la ruta sobre el LED1 tiene un voltaje directo más bajo, se usará en lugar de la ruta LED2 de voltaje más alto. No hay problema allí. Todavía no tengo claro que el escenario LED1 sea verde. Lo que observo es que el LED1 apenas se enciende (un brillo tenue). Esto significaría que a) mi LED no es un diodo real, en realidad hay algo de corriente que fluye a voltajes más bajos, y dado que el voltaje sobre el LED2 es de 1,7 V, veo el mismo voltaje sobre el LED1 y el comportamiento sin diodo explica el brillo tenue, o b) el voltaje es de 3.2V (o 3.4V) pero eso me deja confundido.
¿Está viendo un brillo tenue cuando el LED1 está verde pero el Q1 está apagado?
No, cuando Q1 está ENCENDIDO, es cuando veo un brillo tenue. Cuando Q1 está APAGADO, no importa si el LED1 está verde o rojo, el LED no brilla en absoluto (como se esperaba).
Ok, me estoy dando cuenta de que no hay resistencia en el LED2, por lo que si el LED1 es verde, en teoría no se enciende, ya sea que Q1 esté encendido o apagado. Pero está experimentando un brillo tenue cuando Q1 está encendido. Entonces, sí, diría que el voltaje en Q1 y LED1 sería de 1,7 V cuando el LED2 está rojo, por lo que el LED1 no debería encenderse. El brillo débil podría deberse al circuito emisor de base si IN1 es mayor que (3,2 V + 0,7 V). ¿Es este el caso?
Sí, IN1 es 5V, que es> 3.9V, ¿entonces dice que en realidad estoy alimentando el LED1 verde desde la base?
Sí, 5V a través de una resistencia de 10k, la corriente del LED sería: (5-(0.7+3.2))/10000 = 0.11mA... tan débil brillo. Voy a editar mi respuesta.
Y también acababa de hacer una edición, pero como eres el dueño de la publicación, la tuya gana :) Muchas gracias, ¡esto aclaró mi entendimiento!
@dwightreid Lo que creo es en el caso 3, ya que LED2 brilla, V2 debería ser 1.7V. ¿Me he perdido algo? ¿Y 0.11mA es suficiente para que un LED brille débilmente?

  1. Si Q1 está ENCENDIDO, el LED1 brillará y el LED2 estará apagado. V1 = 1.7V, el voltaje directo de LED1 y V 2 = V 1 + V C mi s a t . Dónde V C mi s a t es la tensión colector-emisor en saturación cuyo valor estará en el rango 0,2-0,3V. (suponiendo que IN1 puede saturar el transistor)

  2. Sí. si Q1 está APAGADO, LED1 estará apagado y LED2 está ENCENDIDO. El voltaje en V2 ahora es 3.2V

  3. LED2 estará ENCENDIDO. Entonces eso hace que V2 = 1.7V. Entonces, el voltaje que puede aparecer en la base será de alrededor de 2.4V. Entonces, si la unión del emisor está polarizada hacia adelante (ya que dijo que el LED1 brilla), el voltaje en el emisor también será de alrededor de 1.7V.
    El voltaje directo 3.2 es para una corriente específica. La corriente (menor que la nominal) puede comenzar a fluir antes de alcanzar el voltaje directo. Y creo que su LED brilla débilmente debido a esta pequeña corriente que fluye.

  4. Si Q1 está APAGADO, el LED1 estará apagado y el LED2 estará ENCENDIDO. El voltaje en V2 ahora es 1.7V

Esto se está acercando mucho a responder todas mis preguntas :) Solo el signo de interrogación es su respuesta a 3... Tengo evidencia empírica de que el LED1 brilla débilmente, por lo que hay corriente. ¿Y de dónde provienen los 0,7 V (voltaje directo de 2,4 V-1,7 V del LED2) en su respuesta? ¿Q1 suministra voltaje adicional debido al voltaje en la base, tal vez? ¿Puedes explicar?
@PhilB. la unión colector-base tendrá polarización directa. de ahí los 0,7 V adicionales en la base que en el colector.
ok, pero ¿no es el hecho de que hago que IN1 sea "alto" (por ejemplo, 5 V) suficiente para encender el transistor Q1? No estoy seguro de entender qué tiene que ver el 2.4V en la base con el funcionamiento del LED... Puedo entender que 2.4V en el EMISOR no sería suficiente para el LED1, pero eso no parece ser lo que tu estas diciendo.
@PhilB. Para que un transistor npn se active, el voltaje en la base debe ser mayor que el voltaje en el emisor. Entonces, 2.4 en la base significa que el transistor estará encendido solo si el voltaje en el emisor es de 1.7V.
Eso me sale... gracias. Pero, ¿por qué el voltaje en la base es de 2,4 V y no de 5 V (cuando IN1 es "alto", es decir, 5 V)?
@PhilB. El voltaje en la base será 0.7v (voltaje directo de la unión base-colector) más que en el colector. Entonces 2.4V en la base. los 2,6 V restantes de IN1 caen a través de R1
@PhilB. El voltaje directo es para una corriente específica. La corriente puede comenzar a fluir antes de alcanzar el voltaje directo. En este caso, el LED puede emitir luz pero a una intensidad reducida. Creo que eso es lo que está sucediendo en el caso 3.
Entonces, para resumir, es una combinación de 2,4 V que son "suficientes" para permitir una pequeña corriente a través de Q1, así como 1,7 V con una pequeña corriente que es suficiente para que el LED brille levemente, aunque su voltaje directo está en algún lugar alrededor. 3,2 V. ¿Lo entendí bien? Tiene sentido, aunque pensé que los diodos eran más discretos que esto...
El diodo (LED2) conectado al colector limita el voltaje en el colector (a 1,7 V) y, por lo tanto, en la base a 2,4 V. Esto no es suficiente para que el LED1 brille correctamente. Pero puede causar una pequeña corriente y, por lo tanto, un brillo tenue.
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