2n2222a como interruptor

Question

Acabo de conectar un transistor muy básico como un circuito de interruptor, e intentaba controlarlo con un generador de funciones con un esquemático mostrado a continuación.

simular este circuito – Esquemático creado utilizando CircuitLab

Configuré la salida del generador de funciones a 1HZ, 5V pico (0-5v) PWM con un ciclo de trabajo del 50%. Sin embargo, el circuito mostró un comportamiento extraño.

Cuando la fuente de voltaje estaba en 5V, obtuve una salida esperada a través de la resistencia con un pico de 5V.

Sin embargo, el comportamiento comenzó a cambiar cuando superé los 5V. A 5.9V, la salida fue algo como:

La amplitud de ese zumbido aumenta con el voltaje de entrada. ¿Alguna idea de por qué podría estar sucediendo esto?

Mi suposición es que podría ser porque el extremo superior de la resistencia queda flotante cuando el transistor está APAGADO. Si es así, ¿por qué muestra una salida limpia hasta 5V?

Answer 1

El voltaje de salida alto desde el emisor de Q1 nunca excederá Vb-Vbe. Si el voltaje máximo de la base es de 5V, entonces el emisor nunca podrá subir por encima de aproximadamente 4.3 voltios cuando Q1 está saturado.

Si la fuente de alimentación aumenta a 5.9 Voltios, entonces el transistor está operando en una región lineal y la diferencia de 5.9-4.3 se disipa a través de la unión CE. Tan pronto como el emisor intenta subir, corta la base y se apaga un poco hasta que alcanza el equilibrio. Si la traza que se muestra es del circuito real y no de una simulación, entonces la oscilación probablemente se deba a alguna fuente de ruido en el circuito, ya que 1Hz es demasiado lento para ser una respuesta transitoria.

El extremo superior de R1 nunca flota. Está limitado por la unión Vbe de Q1.

Si desea utilizar un controlador de lado alto, quizás considere un dispositivo PNP. Si desea un controlador de lado bajo, entonces use un dispositivo NPN. Esto liberará a R1 de Vbe.

Answer 2

Este es un problema comúnmente encontrado en el mundo analógico.

Los seguidores de emisor son propensos a la oscilación cuando hay una fuente de base rígida (por ejemplo, derivada) y algo de inductancia errante, especialmente cuando tienen una carga capacitiva (como una sonda de osciloscopio). ¡Si observas el arreglo, en realidad es un oscilador Colpitts!

La oscilación parece ser de frecuencia relativamente baja, pero probablemente sea tu osciloscopio digital mintiéndote (aliasing), como suelen hacer.

Intenta con un resistor de base en serie de 100 ~ 1000 ohmios y apuesto a que la oscilación desaparece.