Estaba leyendo un ejemplo de un libro de texto. Y para este circuito de arriba el autor afirma que cuando R3 es menos de 100 ohmios Q3 no conmutará. No pude entender la "razón" del por qué. Pero verifiqué con LTSpice que el autor tiene razón. Sólo que no explica la razón.
Si digamos que R3 está cerca de cero cuando Q2 se enciende, ¿por qué no se encendería también Q3?
Para que Q3 se encienda, la caída de tensión entre su base y el emisor debe ser de unos 0,6 V, lo que significa que la misma tensión debe caer sobre R3, lo que significa que la corriente que fluye a través de R3 debe ser al menos I3 = 0,6V / R3.
Cuando hay menos corriente fluyendo a través de R3, la caída de voltaje sobre R3 es menor que la caída de voltaje mínima de Q3, y Q3 permanecerá apagado.
Para R3 = 100 , la corriente necesaria I3 sería de 6 mA. Sin embargo, en este circuito, la corriente a través de R3 y Q3 también está limitada por R2: una corriente de 6 mA provocaría una caída de tensión de 19,8 V sobre R2, lo que no es posible con una alimentación de 15 V.
La mayor caída de tensión posible sobre R2 se produce cuando Q2 está saturado, y es de unos 14 V, lo que resulta en una corriente máxima posible de unos 14V/3,3k = 4,2 mA.
"lo que significa que el mismo voltaje debe caer sobre R3," ¿por qué el mismo voltaje tiene que caer? es que porque kirchoff eq?
Pero cuando R3 es demasiado pequeño entonces la corriente puede ser mayor y crear un 0,7 voltios para equilibrar el voltaje de la base del emisor. estoy confundido.
@jjuserjr Creo que una forma más fácil de comprobar a grandes rasgos si Q3 debería estar encendido o no sería ver que con R3 ~ 0, Q3 tendría niveles de tensión similares en su emisor y en su base, pero como es pnp el emisor debería estar a un potencial menor que la base para que empiece a conducir. Si están a un potencial similar, Q3 estaría apagado.
Los transistores PNP se encienden cuando \$V_{EB}\$ es lo suficientemente grande. Cuando se hace \$R_3\$ demasiado pequeño, no hay suficiente tensión en la unión EB del transistor para que se encienda.
Intuitivamente, \$V_{EB}\$ es la misma que la tensión a través de \$R_3\$ . Desde \$R_2\$ y \$R_3\$ son aproximadamente un divisor de tensión (hay muy poca corriente de base en \$Q_3\$ ), la tensión es $$ V_{EB} \approx \frac{R_3}{R_2 + R_3} \cdot \text{15 V} \approx \frac{R_3}{R_2} \cdot \text{15 V} $$ si \$R_3 << R_2\$ . Claramente, cuando la fracción \$R_3 / R_2\$ es demasiado pequeño, el transistor no puede encenderse.
Pero cuando R3 es demasiado pequeño entonces la corriente puede ser mayor y crear un 0,7 voltios para equilibrar el voltaje de la base del emisor. estoy confundido.
Deberías leer es.wikipedia.org/wiki/Divisor_de_tensión para entender por qué el aumento de la corriente no provocará un aumento de la tensión.
No me refería a que básicamente el transistor pnp debería regular la caída de voltaje a través de él ¿verdad? así que sea cual sea la resistencia debería regularla. ¿por qué no puede regular? y si regula la corriente de R3 sea cual sea el tamaño debería aumentar. eso es lo que pensaba.
Ya que estás confundido sobre el comportamiento de encendido de Q3 en relación con R3, considera el circuito equivalente que consiste sólo en el divisor de resistencias esencial (R3 y R2) y la unión base-emisor de Q3:
Aquí estoy variando R3 en el tiempo de 0 a 1K. El diodo BE gira a unos 0,65V que corresponden a 150 ohmios para R3. Esto es fácilmente verificado como 15V*150/(3300+150)=0.65V.
Dado que la corriente a través de un diodo encendido tiene una variación exponencial con la tensión a través de él (ecuación de Shockley), y dado que la corriente aquí está limitada por R2, la tensión BE será aproximadamente constante una vez que el diodo esté encendido. Una vez que la unión está encendida, Vbe en realidad varía logarítmicamente con una corriente de diodo que tiene un límite superior (impuesto por R2)... es decir, no mucho. Observa que la curva V(BE) (trazo rojo) tiene un giro más pronunciado que la corriente I(BE) (magenta)... debido a la relación logarítmica que tiene con la corriente del diodo.
Antes de que el diodo se encienda, la tensión BE es una función lineal de R3, ya que es sólo un divisor resistivo con R2. También I(R2) no varía mucho incluso antes de que el diodo se encienda porque el punto de encendido es sólo en alrededor de R3 = 4,5% del valor de R2. Pero en un gráfico separado de I(R2) [en el panel inferior] puedes ver que es "aún más constante" después del punto de encendido del diodo. Así que esto verifica la suposición habitual de que Vbe es constante (y por lo tanto también lo es I(R2) aquí) una vez que la unión BE está realmente encendida. Antes de eso no hay ninguna restricción sobre lo que Vbe puede ser como se puede ver; sólo depende del valor de R3 cuando el diodo está apagado.
Considere la tensión a través de un diodo y la corriente que fluye. A continuación se muestran las curvas de un antiguo diodo de germanio (1N34A) y de un diodo de silicio (1N914)
Concéntrese en el diodo de silicio (1N914). Con 0,6 voltios a través de él, la corriente es de unos 0,6mA. Ahora baja la tensión a 0,4 voltios. La corriente cae a 10 uA y, con 0,2 voltios a través de él, la corriente es de unos 100 nA.
Ahora, la unión base-emisor en un BJT es un diodo polarizado hacia delante. La polarización hacia adelante proviene del voltaje que se coloca a través de él y esto es generalmente a través de una resistencia de polarización. En tu circuito, R2 y la tensión de alimentación definen la corriente que puede fluir conjuntamente en la base y en R3.
Cuando R2 suministra una cantidad decente de corriente, la mayor parte fluye a través de la unión base-emisor porque está en que parte de la curva del diodo y que parte de la curva del diodo tiene una resistencia dinámica mucho menor que R3. A medida que la tensión base-emisor disminuye, su resistencia dinámica es mayor y R3 empieza a convertirse en el "camino" hacia el que fluye la mayor parte de la corriente procedente de R2.
La resistencia dinámica es la pequeña variación de la tensión aplicada dividida por la variación de la corriente. Podrías mirar el gráfico del diodo de arriba y elegir algunos puntos: -
La resistencia dinámica sería 20mV/200uA = 100 ohmios
La resistencia dinámica sería 20mV/1uA = 20 kohms.
Así, cuando R3 baja se vuelve más dominante que la unión base-emisor y rápidamente la corriente de unión cae. Dado que podemos aproximar la acción del transistor a un dispositivo con ganancia de corriente, bajar R3 más allá de un cierto punto significa una corriente de colector que cae rápidamente y, en efecto, el transistor se considera apagado.
Un transistor necesita unos 0,7v VBE para empezar a conducir. Como tienes el beneficio de un simulador, experimenta con diferentes valores de R2/R3 y mira el voltaje desarrollado a través de R3, y si el transistor se enciende.
En cuanto a por qué es 0,7v, ¡necesitas la física de los semiconductores!
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Parece que estás trabajando duro,estudiando y analizando este ejemplo.No hay nada malo en ello.Simplemente me llamó la atención después de verlo dos veces.¡Suerte ahí fuera!