¿Por qué necesita 2 resistencias al conectar un transistor como interruptor?

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¿Cuál es el punto de R2 en el siguiente diagrama? ingrese la descripción de la imagen aquí

Entiendo que R1 controla la corriente a la Base, pero ¿qué hace R2?

transistors resistors switches

— Tyler DeWitt
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Ver también esta pregunta.

— AndrejaKo

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La resistencia R2 se usa para llevar el voltaje de la base a un estado conocido. Básicamente, cuando apaga la fuente de corriente que tenga al otro lado de R1, toda la línea pasaría a un estado desconocido. Puede detectar alguna interferencia parásita y eso puede influir en el funcionamiento del transistor o del dispositivo en el otro lado o puede tomar algún tiempo para que el voltaje caiga solo con la base del transistor. También tenga en cuenta que la fuente de la corriente que pasa por R1 puede tener fugas y eso puede afectar el funcionamiento del transistor.

Con el R2, que se encuentra en la configuración llamada resistencia desplegable, estamos seguros de que cualquier exceso de voltaje que pueda haber en la rama que contiene R1 se conducirá de manera segura a tierra.

— AndrejaKo
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Genial gracias. Un detalle clarificador (ha pasado un tiempo desde que mis clases EE ...): cuando no se aplica voltaje en el nodo a la izquierda de R1, R2 actúa como un cable y tira el voltaje en la Base a GnD (esto es un pregunta de resistencia general). ¿Es el comportamiento de una resistencia actuar como un cable sin corriente que lo atraviese?

— Tyler DeWitt

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@Tyler DeWitt Bueno, un cable es una resistencia, así que sí, una resistencia actuaría como un cable. Por lo que puedo ver, la razón principal por la que tenemos una resistencia significativa en R2 es asegurarnos de que cuando se aplica voltaje a la izquierda de R1, la mayoría de la corriente va a la base y no a la tierra.

— AndrejaKo

Nota adicional: en el caso de entrada desconectada, R1 es una resistencia, y dado que las resistencias siguen la Ley de Ohm, y la corriente de la resistencia (I) es 0, entonces la caída de voltaje en la resistencia necesariamente debe ser 0 siempre que R no sea 0 Por lo tanto, la entrada flotará al voltaje del pin base.

— Mike DeSimone

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-1: no correcto. Sin R2, el transistor se apagaría, pero lentamente y dependiendo del voltaje de salida de la fuente.

— Jason S

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... pero su argumento es exactamente correcto cuando se aplica a MOSFET en lugar de a transistores bipolares.

— Jason S

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Hay dos posibles razones:

Como han dicho otros, R2 actúa como un pulldown en el caso en que el extremo izquierdo de R1 se deja flotando. Esto es útil cuando cualquier conducción R1 podría ir a alta impedancia.
Como un divisor de voltaje. El voltaje BE de un transistor bipolar de silicio es de alrededor de 500-750mV cuando está encendido. En algunos casos, es posible que desee un umbral más alto para que el voltaje de control encienda el transistor. Por ejemplo, si R1 y R2 son iguales, entonces el transistor comenzará a encenderse al doble del voltaje que tendría sin R2.

— Olin Lathrop
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Recuerdo algo sobre la sobrecarga de la base que conduce a tanta saturación que llevó más tiempo apagar el transistor. ¿Cómo funcionó eso de nuevo? (He estado usando MOSFET tanto que olvidé algunos de mis BJT).

— Mike DeSimone

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2.b. o la fuente que impulsa la unión BE solo garantiza que emite 0,9 V para un nivel bajo, por lo que debe atenuarlo para asegurarse de que cuando esté apagado, esté realmente apagado.

— endolito

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Además de las razones que Olin ha mencionado, hay una más: R2 asegura que el transistor se apaga rápidamente.

Supongamos que tiene una fuente que no es un interruptor, sino un circuito TTL como un 74LS04. Los circuitos TTL (al menos el TI SN74LS04) tienen una salida mínima de alto voltaje de 2.4V y una salida máxima de baja tensión de 0.4V. Y supongamos que R1 es 1K, y que la caída de "encendido" de Vbe es de aproximadamente 0.6V.

Eso le da una corriente de 1.8mA (= (2.4V-0.6V) / 1K) para encender el transistor, pero solo -0.2mA para apagar el transistor. Los transistores bipolares tienen una capacidad parasitaria que debe cargarse / descargarse (no es exactamente el mismo comportamiento que los MOSFET).

Ahora ponga R2 = 1K: esto extrae 0.6mA de un transistor Vbe = 0.6V, produciendo una corriente de activación de 1.2mA y una corriente de desactivación de -0.8mA, por lo que el comportamiento de desactivación será más rápido.

— Jason S
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La razón obvia para esto es servir como una resistencia desplegable, para asegurarse de que la base se mantenga baja (cuando no hay una señal específica a través de R1) para evitar la conmutación espuria. Si hay alguna otra razón para ello, no está saltando sobre mí.

— crimen mental
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Además de (y parcialmente una parte de) lo que dicen otros, el transistor produce una corriente de fuga del emisor base. Con el accionamiento al circuito abierto R1 y R2 omite los flotadores de base y la corriente de fuga desarrolla un voltaje a través de la unión BE que puede encender el transistor. R2 proporciona una ruta para esta corriente. Como la corriente es pequeña, R2 puede ser grande y el valor real utilizado suele ser mucho más pequeño de lo necesario. Mientras R2 disipe poca energía en comparación con la energía en R1, tener R2 en el rango de 10 a 100 kilohm no hace daño.

— Russell McMahon
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