¿Por qué todos los circuitos de enclavamiento de transistores (que he visto) utilizan dos transistores?

Question

Estoy estudiando la posibilidad de construir un pestillo de transistores para controlar un relé. No me gusta soldar, así que pocos componentes como sea posible, especialmente esos molestos transistores.

Estoy mirando por internet varios cierres de transistores, y veo cosas muy parecidas a esta:

http://homemadecircuitsandschematics.blogspot.com.au/2011/12/simple-and-useful-transistor-latch.html

Me cuesta entender el diseño.

¿Por qué no tener un solo transistor y retroalimentar parte de la salida del transistor en su base?

EG: Por favor, ignore los valores, son los predeterminados.

En concreto, me gustaría utilizar un BC547/8, y estoy omitiendo muchos de los componentes de este diagrama.

¿Por qué no funciona? ¿Existe una solución elegante que sólo utilice un transistor y pasivos?

Gracias, Tom

Answer 1

El voltaje de la base al emisor es bastante estable a 0,6V, no estás añadiendo ninguna retroalimentación con la resistencia.

En realidad has construido un seguidor de emisor o colector común. La principal propiedad de este circuito es que el emisor está prácticamente a la misma tensión que la base.

Si se refiere al comportamiento no ideal del transistor, incluso la ligera variación de la tensión BE es inútil, ya que un seguidor de emisor tiene una ganancia inferior a 1, en realidad se atenúa ligeramente. Así que en lugar de añadir retroalimentación, en realidad sólo estás añadiendo una carga extra a la entrada.

Al utilizar dos transistores para un latch, en realidad se añade ganancia al circuito y se añade positivo de la retroalimentación.

El circuito de la imagen no utiliza el seguidor de emisores, sino que utiliza dos emisores comunes, lo que realmente tiene una ganancia de voltaje y de corriente importante.

Supongamos que la entrada es baja y el relé no se activa. Debido a que no hay corriente que fluya a través del relé, R3 está prácticamente conectado a tierra. Cuando empiezas a apretar el gatillo de entrada lentamente, a unos 0,7V de tensión de entrada, el transistor de la izquierda empezará a conducir, haciendo que la base de T2 baje. T2 empezará a conducir y provoca una corriente cada vez mayor a través del relé. Debido a la relativamente alta corriente a través del relé, R3 será jalado a un voltaje más alto y causará que la entrada sea jalada aún más como resultado. Debido a la mayor tensión de entrada resultante, T1 conducirá aún más, tirando de la base de T2 aún más fuerte hacia abajo, causando más corriente a través del relé, finalmente balanceando la tensión del relé hasta el carril de la fuente de alimentación.

Imagen encontrada en Disenos de circuitos caseros solo para ti

Answer 2

Las respuestas centradas en lo analógico son correctas, pero también hay una forma digital de verlo. El circuito que vinculado a es básicamente dos inversores conectados en un bucle, no muy diferente de una célula SRAM. He aquí una versión simplificada para que quede más claro:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

Homemade Circuit Designs añadió algunas resistencias para limitar la corriente y un condensador para filtrar el ruido, pero lo anterior es básicamente lo que sucede. Así que otra forma de responder a tu pregunta es decir que los transistores se invierten cuando amplifican, y necesitas dos inversores para almacenar un estado estable. Añadir retroalimentación a un solo transistor hace que la salida oscile o se atenúe, y ninguna de las dos cosas hace lo que quieres.

Answer 3

Para que un circuito se comporte como un latch estable en CC, es necesario que haya un bucle de realimentación con una ganancia positiva en CC que sea mayor que uno. Mientras que los transistores de unión bipolar y los transistores de efecto de campo pueden combinarse con resistencias en una variedad de arreglos, todos ellos tienen una ganancia que es negativa o es menor que uno; en consecuencia, ningún arreglo que consista en un solo BJT o FET, más cualquier número de resistencias ideales será utilizable como un latch, al menos en ausencia de efectos parasitarios interesantes en el transistor (e. Por ejemplo, un circuito que conduce cuando el transistor está caliente, pero no cuando está frío, podría comportarse como un "latch" si al forzar el transistor a "encenderse" se calentara lo suficiente como para volverse conductor, y si dicha conducción fuera suficiente para mantenerlo a esa temperatura).

La adición de ciertos tipos de componentes no lineales puede hacer que se consiga una ganancia de bucle de CC superior a la unidad utilizando un solo transistor, y la adición de condensadores y/o inductores puede hacer que se diseñe un circuito cuya ganancia a una determinada frecuencia sea superior a la unidad cuando oscile a esa frecuencia, y menor que la unidad cuando no lo haga. Este circuito podría utilizarse como una especie de "latch" de un solo transistor, utilizando la presencia o ausencia de oscilación como medio de almacenamiento de datos. De hecho, en teoría se podría diseñar un circuito que pudiera almacenar una cantidad arbitraria de datos utilizando un transistor más una combinación de resistencias, condensadores e inductores que pudieran soportar una serie de modos de oscilación distintos. Sin embargo, el número de componentes adicionales que serían necesarios para ir más allá de dos estados, probablemente superaría cualquier beneficio real de hacerlo.