Tengo una tonelada de transistores 2N3904 y me gustaría usarlos para mi proyecto de lógica RTL. Según lo que pude descubrir en la web y las partes que tenía, he conseguido que las puertas lógicas funcionen bastante bien con los siguientes valores:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Aunque esto funciona bien, estoy un poco preocupado por lo que he leído en la hoja de datos para el 2N3904. Establece que el voltaje de saturación del emisor base tiene las siguientes especificaciones:
Ic = 10mA Ib = 1.0mA Ic = 50mA Ib = 5.0mA
Me está costando entender lo que eso significa exactamente. Si calcula la corriente para la entrada base con la Ley de Ohm, obtenemos I = 5/10000 = 0.0005. ¿Estoy en lo cierto que esto es 5 mA? Reemplacé R2 con una resistencia de 5K y cambió la misma, que sería 0.001 o 10mA.
Como dije, está funcionando en este momento. Solo quiero asegurarme de comprar las resistencias adecuadas para el trabajo. Sé que el objetivo es que el transistor esté completamente saturado, sin embargo, no sé si así es como se hace o no.
Gracias,
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Respuestas:
Cada transistor tiene una ganancia actual, generalmenteβ o hFmi en la hoja de datos. Los valores típicos son del orden de 100. Cuando el transistor no está saturado, la corriente base y la corriente del colector están relacionadas por este factor:
Cuando la corriente base aumenta hasta el punto donde la corriente del colector no puede aumentar más, se dice que el transistor está saturado . La corriente del colector no puede aumentar más porque no puede permitir más corriente: la corriente está completamente limitada por R1 en su diagrama, y el voltaje del emisor al colector es mínimo.
Cuando diseñamos la lógica digital, no queremos saturar apenas los transistores. Queremos saturarlos mucho. Esto proporciona un margen adicional contra variaciones enhFmi , y también tiene en cuenta que para frecuencias más altas (necesarias para transiciones rápidas altas / bajas), hFmi se reduce efectivamente
Regla práctica: en lógica digital, diseñe para una corriente de colector 15 veces mayor que la corriente base.
Entonces, aquí, ha seleccionado una resistencia de colector de 1kΩ. En la saturación, el voltaje del emisor-colector es mucho menor que el voltaje de suministro, por lo que podemos estimar la corriente del colector como:
Queremos que la corriente base sea 1/15 de eso (0.33mA), y el voltaje a través de la resistencia base será el voltaje de suministro, menos aproximadamente 0.65V desde la unión del emisor base de Q1. Entonces:
Su selección de 10kΩ está lo suficientemente cerca.
También puede escalar los valores de resistencia, manteniendo la relación de la base a la corriente del colector, pero reduciendo la corriente en general. Eso reduce su consumo de energía, pero también reduce la velocidad lógica ya que las corrientes más pequeñas pueden cargar las capacidades parásitas con menos rapidez. Esta es una compensación entre el rendimiento y el consumo de energía que puedes hacer como ingeniero.
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