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Borne negativo de la batería flotante

Circuit

Estoy construyendo un circuito que utiliza una etapa comparadora op amp para controlar el circuito mostrado.

El circuito del amplificador operacional encenderá o apagará el transistor para accionar el motor alimentado con un juego de pilas AAA en serie. La masa del motor está conectada a la masa del amplificador operacional y el circuito funciona bien - el motor se enciende cuando el amplificador operacional da una señal alta. Sin embargo, no puedo entender por qué funciona, ya que la masa de la batería se deja flotando.

¿Cómo es posible que la masa de la batería esté flotando y aún así esté accionando el motor? ¿De dónde se alimenta el motor?

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Peter Bennett Puntos 15949

La unión base-emisor del transistor NPN actuará como un diodo, pasando la corriente de la fuente que impulsa la base al motor. La batería no tendrá ningún efecto.

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Tamim Ad Dari Puntos 111

Realmente, la entrada (unión base-emisor) de los transistores bipolares es bastante rara con su "comportamiento de diodo". Excepto en algunos casos en los que la controlamos por corriente, no queremos eso. Nos gustaría controlarlo por tensión... y con una tensión suficientemente alta. Pero puede soportar voltajes muy bajos (mira su característica de entrada para ver por qué). Como se suele decir, su rango operativo de entrada es pequeño... y tenemos que ampliarlo de alguna manera. ¿Pero cómo?

Obviamente, tenemos que eliminar el exceso de tensión para que sólo unos pocos cientos de milivoltios permanezcan en la unión base-emisor . Podemos hacerlo de dos maneras:

1. Desde el lado de la base. En primer lugar, podemos insertar una resistencia (de base) entre la fuente de tensión de entrada y la base. En esta configuración denominada "etapa de emisor común" o "interruptor transistorizado", debemos conectar el emisor a masa e insertar el motor entre el colector y el borne positivo de la pila (por supuesto, el borne negativo debe estar conectado a masa para tener un circuito). Así, la fuente de entrada, la resistencia base y la unión base-emisor se conectan en bucle. Como resultado, una gran parte de la tensión de entrada se pierde a través de la resistencia en forma de caída de tensión y sólo una pequeña parte se aplica a través de la unión base-emisor.

2. Desde el lado del emisor. Pero hay una forma más inteligente de resolver el problema... y esta es la solución de tu circuito. Aquí, el motor está conectado entre el emisor y masa, así que ahora la fuente de entrada, la unión base-emisor y el motor están conectados en bucle. A primera vista, una pequeña diferencia... pero de hecho, es crucial. Veamos por qué...

Cuando la tensión de entrada se aplica a través del motor a la unión base-emisor, debería fluir una corriente de base significativa ya que el motor tiene una resistencia baja... y este es su caso. Pero el transistor comienza a encenderse... su corriente de colector beta veces mayor se suma a la corriente de base y crea una caída de tensión significativa a través del motor. En sentido figurado, el transistor "eleva" su tensión de emisor hasta acercarse a la tensión de entrada. Como en el caso anterior, una gran parte de la tensión de entrada se pierde, ahora a través del motor, como una caída de tensión... y sólo una pequeña parte se aplica a través de la unión base-emisor.

El nombre de este truco es "degeneración del emisor", "bootstrapping" o "realimentación negativa en serie". Esta configuración de circuito se denomina "seguidor de emisor", "tampón de tensión" o, más infructuosamente, "etapa de colector común"...


Este fue mi "cuento" sobre estas dos etapas básicas del transistor. Recuérdalo bien y si alguna vez alguien intenta "explicártelas" mediante definiciones y frases bien memorizadas, díselo...

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