Dlaczego potrzebujesz 2 oporników podczas podłączania tranzystora jako przełącznika

48

Jaki jest sens R2 na poniższym schemacie: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Rozumiem, że R1 kontroluje prąd do Bazy, ale co robi R2?

transistors resistors switches Tyler DeWitt
źródło
Zobacz także to pytanie.
AndrejaKo,

Odpowiedzi:

25

Rezystor R2 służy do doprowadzenia napięcia na bazie do znanego stanu. Zasadniczo po wyłączeniu dowolnego źródła prądu po drugiej stronie R1 cała linia przechodzi w nieznany stan. Może wychwytywać pewne zakłócenia, które mogą wpływać na działanie tranzystora lub urządzenia po drugiej stronie lub może upłynąć trochę czasu, zanim napięcie spadnie tylko z samą podstawą tranzystora. Należy również pamiętać, że źródło prądu przepływającego przez R1 może przeciekać, co może wpływać na sposób działania tranzystora.

W przypadku R2, który jest w konfiguracji zwanej rezystorem obniżającym, jesteśmy pewni, że wszelkie nadwyżki napięcia w gałęzi zawierającej R1 zostaną bezpiecznie doprowadzone do ziemi.

AndrejaKo
źródło
Wielkie dzieki. Jeden szczegół wyjaśniający (minęło trochę czasu, odkąd moje klasy EE ...): Gdy do węzła po lewej stronie R1 nie jest przyłożone napięcie, czy R2 działa jak drut i ciągnie napięcie u podstawy do GnD (jest to ogólne pytanie o opornik). Czy zachowanie rezystora działa jak drut bez przepływu prądu?
Tyler DeWitt,
3
@Tyler DeWitt Cóż, drut jest rezystorem, więc tak, rezystor działałby jak drut. O ile widzę, głównym powodem, dla którego mamy znaczny opór w R2, jest upewnienie się, że kiedy napięcie zostanie przyłożone z lewej strony R1, większość prądu trafi do podstawy, a nie do ziemi.
AndrejaKo,
Uwaga dodatkowa: w przypadku odłączonego wejścia R1 jest rezystorem, a ponieważ rezystory są zgodne z prawem Ohma, a prąd rezystora (I) wynosi 0, to spadek napięcia na rezystorze musi koniecznie wynosić 0, o ile R nie jest równe 0 Tak więc wejście będzie unosić się do napięcia styku podstawy.
Mike DeSimone
2
-1: Niepoprawne. Bez R2 tranzystor wyłączyłby się, ale powoli i zależnie od napięcia wyjściowego źródła.
Jason S
4
... ale twój argument jest dokładnie poprawny, gdy stosuje się go do tranzystorów MOSFET, a nie do tranzystorów bipolarnych.
Jason S
36

Istnieją dwa możliwe powody:

  1. Jak powiedzieli inni, R2 działa jak rozwijanie w przypadku, gdy lewy koniec R1 pozostaje swobodny. Jest to przydatne, gdy jakakolwiek jazda R1 może przejść do wysokiej impedancji.

  2. Jako dzielnik napięcia. Napięcie BE krzemowego bipolarnego tranzystora wynosi około 500-750 mV, gdy jest włączone. W niektórych przypadkach może być potrzebny wyższy próg napięcia sterującego, aby włączyć tranzystor. Na przykład, jeśli R1 i R2 są równe, to tranzystor zacznie przybierać dwa razy większe napięcie niż miałby bez R2.

Olin Lathrop
źródło
Pamiętam coś o przesterowaniu bazy prowadzącym do tak dużego nasycenia, że ​​wyłączenie tranzystora zajęło więcej czasu. Jak to znowu zadziałało? (Tak często korzystałem z MOSFET-ów, że zapomniałem trochę moich BJT-ów).
Mike DeSimone
1
2.b. lub źródło prowadzące do skrzyżowania BE gwarantuje tylko, że wyrzuca 0,9 V na niskie, więc musisz je osłabić, aby mieć pewność, że gdy jest wyłączone, to naprawdę jest wyłączone.
endolith
10

Oprócz powodów, o których wspomniał Olin, jest jeszcze jeden: R2 zapewnia szybkie wyłączenie tranzystora.

Załóżmy, że masz źródło, które nie jest przełącznikiem, ale układ TTL, taki jak 74LS04. Obwody TTL (przynajmniej TI SN74LS04) mają minimalne wyjściowe wysokie napięcie 2,4 V i maksymalne wyjściowe niskie napięcie 0,4 V. Załóżmy, że R1 wynosi 1K, a spadek Vbe „on” wynosi około 0,6 V.

To daje prąd 1,8 mA (= (2,4 V-0,6 V) / 1 K), aby włączyć tranzystor, ale tylko -0,2 mA, aby wyłączyć tranzystor. Tranzystory bipolarne mają pasożytniczą pojemność, którą należy ładować / rozładowywać (niezupełnie takie samo zachowanie jak MOSFET).

Teraz wstaw R2 = 1K: wyciąga to 0,6 mA z tranzystora Vbe = 0,6 V. Daje to prąd rozruchowy 1,2 mA i prąd wyjściowy -0,8 mA, więc zachowanie przy wyłączaniu będzie szybsze.

Jason S.
źródło
3

Oczywistym powodem jest to, aby służył jako rezystor obniżający, aby upewnić się, że podstawa jest utrzymywana na niskim poziomie (gdy nie ma określonego sygnału przez R1), aby uniknąć fałszywego przełączania. Jeśli jest jakiś inny powód, to na mnie nie wyskakuje.

przestępstwa umysłowe
źródło
3

Tranzystor oprócz (i częściowo części) tego, co mówią inni, wytwarza prąd upływowy emitera bazy. Po podłączeniu do otwartego obwodu R1 i wyłączeniu R2 baza unosi się, a prąd upływowy wytwarza napięcie na złączu BE, które może włączyć tranzystor. R2 zapewnia ścieżkę dla tego prądu. Ponieważ prąd jest mały, R2 może być duży, a rzeczywista zastosowana wartość jest zwykle znacznie mniejsza niż potrzeba. Tak długo, jak R2 rozprasza mało energii w porównaniu do energii w R1, posiadanie R2 w zakresie od 10 do 100 kiloomów nie szkodzi.

Russell McMahon
źródło