Warum benötigen Sie 2 Widerstände, wenn Sie einen Transistor als Schalter anschließen?

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Was ist der Sinn von R2 im folgenden Diagramm: Bildbeschreibung hier eingeben

Ich habe gehört, dass R1 den Strom zur Basis steuert, aber was macht R2?

transistors resistors switches Tyler DeWitt
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Siehe auch diese Frage.
AndrejaKo

Antworten:

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Der Widerstand R2 wird verwendet, um die Spannung an der Basis in einen bekannten Zustand zu bringen. Wenn Sie die Stromquelle auf der anderen Seite von R1 ausschalten, geht die gesamte Leitung in einen unbekannten Zustand über. Es kann zu Streustörungen kommen, die den Betrieb des Transistors oder der Vorrichtung auf der anderen Seite beeinflussen können, oder es kann einige Zeit dauern, bis die Spannung nur mit der Transistorbasis abfällt. Es ist auch zu beachten, dass die Quelle des durch R1 fließenden Stroms lecken und die Funktionsweise des Transistors beeinträchtigen kann.

Mit dem R2, der in der Konfiguration als Pull-Down-Widerstand bezeichnet wird, können wir sicher sein, dass die möglicherweise vorhandene Überspannung in dem Zweig, der R1 enthält, sicher gegen Erde geleitet wird.

AndrejaKo
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Super, danke. Ein klares Detail (es ist schon eine Weile her, seit meine EE-Klassen ...): Wenn am Knoten links von R1 keine Spannung anliegt, fungiert R2 als Draht und zieht die Spannung an der Basis zu GnD (dies ist eine allgemeine Widerstandsfrage). Ist es das Verhalten eines Widerstands, sich wie ein Draht zu verhalten, durch den kein Strom fließt?
Tyler DeWitt
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@Tyler DeWitt Nun, ein Draht ist ein Widerstand, also würde ein Widerstand wie ein Draht wirken. Soweit ich sehen kann, besteht der Hauptgrund, warum wir einen signifikanten Widerstand an R2 haben, darin, sicherzustellen, dass beim Anlegen der Spannung links von R1 der größte Teil des Stroms in die Basis und nicht in die Masse fließt.
AndrejaKo
Zusätzlicher Hinweis: Im eingangstrennenden Fall ist R1 ein Widerstand, und da Widerstände dem Ohmschen Gesetz folgen und der Strom (I) des Widerstands 0 ist, muss der Spannungsabfall am Widerstand notwendigerweise 0 sein, solange R nicht 0 ist Auf diese Weise wird der Eingang auf die Spannung des Basisstifts gelegt.
Mike DeSimone
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-1: nicht korrekt Ohne R2 würde der Transistor ausschalten, aber langsam und abhängig von der Ausgangsspannung der Quelle.
Jason S
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... aber Ihr Argument ist genau richtig, wenn es auf MOSFETs und nicht auf Bipolartransistoren angewendet wird.
Jason S
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Es gibt zwei mögliche Gründe:

  1. Wie andere gesagt haben, wirkt R2 als Pulldown in dem Fall, in dem das linke Ende von R1 frei bleibt. Dies ist nützlich, wenn die Ansteuerung von R1 hochohmig werden kann.

  2. Als Spannungsteiler. Die BE-Spannung eines Silizium-Bipolartransistors beträgt im eingeschalteten Zustand etwa 500-750 mV. In einigen Fällen möchten Sie möglicherweise eine höhere Schwelle für die Steuerspannung, um den Transistor einzuschalten. Wenn beispielsweise R1 und R2 gleich sind, beginnt der Transistor mit der doppelten Spannung, die er ohne R2 hätte, einzuschalten.

Olin Lathrop
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Ich erinnere mich an etwas über das Übersteuern der Basis, was zu einer so großen Sättigung führte, dass das Ausschalten des Transistors länger dauerte. Wie hat das wieder geklappt? (Ich habe MOSFETs so oft verwendet, dass ich einige meiner BJTs vergessen habe.)
Mike DeSimone
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2.b. oder die Quelle, die den BE-Übergang ansteuert, garantiert nur, dass sie 0,9 V für einen Tiefpegel ausgibt. Sie müssen ihn also dämpfen, um sicherzustellen, dass er wirklich ausgeschaltet ist, wenn er ausgeschaltet ist.
Endolith
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Zusätzlich zu den Gründen, die Olin angesprochen hat, gibt es noch einen: R2 sorgt dafür, dass der Transistor schnell abschaltet.

Nehmen wir an, Sie haben eine Quelle, die kein Schalter ist, sondern eine TTL-Schaltung wie eine 74LS04. TTL-Schaltungen (mindestens der TI SN74LS04) haben eine minimale Ausgangsspannung von 2,4 V und eine maximale Ausgangsspannung von 0,4 V. Angenommen, R1 ist 1K und der Abfall Vbe "on" ist ungefähr 0,6V.

Dies ergibt einen Strom von 1,8 mA (= (2,4 V - 0,6 V) / 1 K), um den Transistor einzuschalten, aber nur -0,2 mA, um den Transistor auszuschalten. Bipolartransistoren haben eine parasitäre Kapazität, die geladen / entladen werden muss (nicht ganz dasselbe Verhalten wie MOSFETs).

Setzen Sie nun R2 = 1K: Dies zieht 0,6 mA aus einem Vbe = 0,6 V-Transistor heraus und ergibt einen Einschaltstrom von 1,2 mA und einen Ausschaltstrom von -0,8 mA, sodass das Ausschaltverhalten schneller ist.

Jason S
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Der offensichtliche Grund dafür ist, als Pull-Down-Widerstand zu dienen, um sicherzustellen, dass die Basis niedrig gehalten wird (wenn kein spezifisches Signal über R1 vorliegt), um ein falsches Schalten zu vermeiden. Wenn es einen anderen Grund dafür gibt, springt es mich nicht an.

Geisteskriminalität
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Der Transistor erzeugt neben (und teilweise auch einem Teil davon), was andere sagen, einen Basis-Emitter-Leckstrom. Wenn die Ansteuerung von R1 unterbrochen und R2 freigegeben ist, schwimmt die Basis und der Leckstrom entwickelt eine Spannung über dem BE-Übergang, die den Transistor einschalten kann. R2 liefert einen Pfad für diesen Strom. Da der Strom klein ist, kann R2 groß sein und der tatsächlich verwendete Wert ist normalerweise viel kleiner als benötigt. Solange R2 im Vergleich zu R1 wenig Energie verbraucht, schadet es nicht, wenn R2 im Bereich von 10 bis 100 Kiloohm liegt.

Russell McMahon
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