Circuito LED seguidor de emisor - LED en colector, resistencia en emisor

Le pregunté si podría proporcionar un esquema existente para su tablero preexistente que está adaptando de alguna manera, supongo. Realmente sería útil ver lo que ya tiene, para comprender mejor por qué desea evitar agregar una resistencia base y comprender mejor cómo ofrecerle una respuesta efectiva. Ha proporcionado un esquema, pero su escritura al respecto me hace sentir que es más prospectivo que real, y un intento de su parte de comprender cómo podría funcionar ese uno para que pueda encontrar una mejor manera de hacer lo que quiere. hacer. Pero esto nos deja al resto de nosotros un poco desorientados. No estamos allí, no entendemos completamente con qué está luchando, por lo que solo trato de ayudarlo a comprender lo que muestra allí en lugar de buscar activamente una mejor respuesta a una situación que aún no comprendo completamente.

Escribes que el circuito preexistente usa un seguidor de emisor. Y creo que su esquema aquí pretende ser una especie de representación aproximada. Escribes que funciona en la placa, pero que cuando las cosas de la placa de pruebas no funcionan a menos que agregues una resistencia base. Esto ya me sugiere que hay una falta de comprensión que hace que no pueda proporcionar toda la información necesaria aquí para entender las cosas correctamente. Hay un vacío de información, en resumen.

El esquema que proporciona es perfectamente bueno, en las circunstancias adecuadas. Si el voltaje base suministrado por el pin del controlador se toma como una impedancia 'suficientemente' baja (digamos algo menos de 200$\Omega$solo para elegir un número debajo), entonces la base se mantendrá mágicamente en ese voltaje de salida del controlador. llamemos a esto$V_b$y supongamos que es sólido . Suponiendo que el diseño es correcto y el BJT está en su región activa y no saturado, entonces el emisor estará predeciblemente en$V_b - 0.7V$, como una primera aproximación (supongo que$V_{be} \approx 0.7V$en$I_c = 4mA$y subirá 60 mV por cada cambio de década hacia arriba en$I_c$o hacia abajo 60 mV para un cambio de década hacia abajo similar). Dado que el emisor ahora es predecible, también lo es la corriente del emisor porque$R_1$en su esquema tendrá un voltaje conocido a través de él. Esta corriente de emisor se convertirá principalmente en una corriente de colector, por lo que el efecto aquí es que$R_1$ establece la corriente del LED. Suponiendo, por supuesto, que el colector del BJT pueda caer lo suficientemente bajo en las condiciones para lograrlo en el LED.

Entonces, esto solo significa que el BJT está actuando como un sumidero de corriente configurable, donde$R_1$ establece la corriente. Esta corriente será cierta independientemente de la caída de voltaje en el LED... siempre que haya suficiente espacio libre y mientras el controlador base pueda continuar suministrando la corriente base necesaria (que crecerá bastante si el BJT tiene que apagarse). hasta la saturación.) Si$V_{ce} \ge 1V$entonces el BJT no entra en saturación y el pleno$\beta$se aplica, por lo que la corriente base que carga su controlador que impulsa la base también se mantiene muy baja. (Eso puede ser una ventaja secundaria de este circuito, ya que el BJT no funciona como un interruptor saturado que requiere una gran corriente de base para lograrlo. Pero el propósito principal es como un sumidero de corriente configurable, que un BJT saturado no haría dar de todos modos.)

Como regla general, querrás estimar que$V_{ce}$es de al menos 1V para permanecer fuera del área de saturación. Más sería mejor, pero tenemos que asumir que estas cosas funcionan en circunstancias difíciles. Entonces, veamos a dónde nos lleva 1V. Supongamos que sabemos$V_b$y el LED cae como$V_{led}$, entonces el riel (+) sobre su LED debe estar$V_b - V_{be} + 1V + V_{led}$. Si el voltaje de su controlador en$V_b$es 5V (solo para elegir algo) y su$V_{led}$es 2.8V como dices, entonces esto funciona para$\ge$8.1V. Como puedes ver, es bastante alto. También puedes trabajar al revés. Si conoce el riel (+), hay 5 V, entonces el voltaje del controlador base debe ser$\le$1.9V para operar incluso cerca del pozo. (Esto es suponiendo$V_{ce} = 1V$. Sí, puede ser menos que eso. Pero cuando alcanza los 400 mV, el BJT ya se está saturando y la corriente de la unidad base aumenta rápidamente. Y solo en las condiciones más saturadas alcanzará los 100 mV más o menos. Entonces, la cifra de 1.9V podría aumentar un poco y aún así funcionar bien. Pero no mucho.)

¿Ha medido alguno de los voltajes en su circuito existente? Sólo curioso. De lo mencionado anteriormente, debería poder hacer muchos de sus propios cálculos. Mida el voltaje base cuando la placa esté funcionando. Vea si puede encontrar un LED que permanezca encendido y no parpadee, si está utilizando un voltímetro estándar que no puede capturar voltajes máximos o mínimos rápidamente. O use un alcance, si es posible. Pero ayudaría mucho si pudiera identificar qué está pasando con un circuito que dice que "funciona" y luego compararlo con un circuito de placa de pruebas que dice que no funciona igual.

EDITAR: Con respecto a su situación de conductor preexistente. Es probable que haya dos tipos diferentes de componentes de controladores externos que actúen a ambos lados de los LED en la matriz. (Externo a su controlador IC). Cuál es cuál depende de cómo lo arreglaron. Pero los dos serían un controlador de columna o fila que actúa como un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO y NO controla las corrientes, y un controlador de fila o columna opuesto (si el primero es una 'columna', entonces esta es una 'fila' y viceversa ) que actúa como fuente o sumidero de corriente configurable. El circuito que muestra es el último y actúa como un sumidero de corriente configurable. Probablemente habrá un tipo diferente de circuito para el otro lado, que en su lugar actúa como un interruptor de ENCENDIDO/APAGADO para algún riel de voltaje (si el circuito que proporcionó es representativo del lado del sumidero). Sin embargo, es posible que el IC del controlador incluya el interruptor lateral alto, y no hay mucho externo allí. No sé de antemano cuál es el caso, ya que no tenemos idea de en qué está trabajando exactamente.

Parece que al hacer esto, el voltaje en el colector de la NPN sería 5v-2.8v = 2.2v debido a la caída de voltaje en el LED.

El voltaje directo del LED es de solo 2,8 V cuando hay una corriente que fluye a través del LED. Si la corriente a través del LED es menor que el valor de funcionamiento normal, entonces el voltaje directo será menor que el valor de voltaje directo especificado.

Lo que sucederá en este circuito es que el colector no caerá por debajo del voltaje base. Por lo tanto, el voltaje a través del LED es de 0 V y no fluye corriente a través del LED y hacia el colector BJT.

Por lo tanto, la unión base-emisor del BJT actúa como un diodo y la corriente para suministrar R1 se suministrará a través de la base, no del colector. El emisor de Q1 tendrá aproximadamente 4,3 V. Esto significa que alrededor de 24 mA fluirán a través de R1, suponiendo que haya usado 180 ohmios.

Dado que no fluye corriente a través del LED, el LED no se enciende.

Si la base se conduce a 5V, lo más probable es que el transistor entre en saturación.

En saturación la diferencia entre el colector y el emisor puede acercarse a 0V. Entonces puede tener el colector alrededor de 0.7V menos que el voltaje base.

La condición de saturación se debe a que el LED probablemente no conducirá mucha corriente por debajo de 2,8 V y, por lo tanto, el colector carecerá de corriente.

En los casos en los que el voltaje base sea más bajo que el voltaje de suministro del LED por más que el voltaje de estado del LED (2,8 V en este caso), el transistor actuará como una fuente de corriente, con la corriente determinada por el voltaje base y el Valor de la resistencia del emisor.

Por ejemplo, si condujo la base a 1,5 V y tenía una resistencia de emisor de 800 ohmios, entonces la corriente del emisor y del colector sería aproximadamente (V_base-VBE) / R1 = (1,5 V - 0,7 V) / 800 ohmios = 1 mA.