¿Por qué uno conduciría LED con un emisor común?

He visto tutoriales dirigidos a principiantes que sugieren que la forma de conducir un LED desde algo sin suficiente disco actual es esta:

(opción A)

pero por qué no esto:

(opción B)

La opción B parece tener algunas ventajas sobre la opción A:

• menos componentes
• el transistor no se satura, lo que lleva a un apagado más rápido
• la corriente de base se usa bien en el LED, en lugar de calentar la resistencia de base

y las ventajas de la opción A parecen ser pocas:

• acerca la carga al riel de suministro

pero cuando Vcc es significativamente mayor que el voltaje directo del LED, esto apenas importa. Entonces, dadas estas ventajas, ¿por qué se preferiría la opción A? ¿Algo que estoy pasando por alto?

Yo diría que hay menos "problemas" con la opción A. Recomendaría la opción A a las personas con destrezas electrónicas desconocidas porque no hay muchas que puedan evitar que funcione. Para que la opción B sea viable, las siguientes condiciones deben ser ciertas:

• $V_{CC_{LED}}$ debe ser igual a$V_{CC_{CONTROL}}$
• $V_{CC}$ debe ser mayor que$V_{f_{LED}} + V_{BE}$
• Es una topología exclusiva de los dispositivos BJT.

Estas condiciones no son tan universales como podrían parecer a primera vista. Por ejemplo, con el primer supuesto, esto descarta cualquier fuente de alimentación auxiliar para la carga que está separada de la fuente de alimentación lógica. También comienza a restringir los valores de para un solo LED cuando comienza a hablar de LED azules o blancos con > 3.0 V y un controlador que funciona con un suministro de menos de 5.0 V. Y creo que la otra cosa es que puede Realmente no reemplace el BJT en la opción B con un MOSFET si desea eliminar esa corriente base.$V_{CC}$$V_f$

Además, es más complicado (marginalmente, pero aún así) calcular su resistencia de carga. Con la opción A, puede usar una analogía como "considere que el transistor funciona como un interruptor". Esto es fácil de entender, y luego puede usar ecuaciones familiares para calcular .$R_{load}$

$R_{load}=\dfrac{V_{CC}-V_{f_{LED}}}{I_{LED}}$

Compare eso con lo que se requiere para la opción B y existe un aumento marginal en la dificultad:

$R_{load}=\dfrac{V_{CC}-V_{f_{LED}}-V_{BE}}{I_{LED}}$

Combine eso con el hecho de que las ventajas de la opción B a menudo no son necesarias. Además del recuento reducido de piezas, la corriente base de la opción A no debería aumentar el consumo de energía en más del 10%, y los LED rara vez (conjetura cualitativa sin fundamento) se conducen lo suficientemente rápido como para que la saturación de BJT sea importante.

Una variación aún mejor en su opción "B" es colocar el LED en serie con el colector, mientras deja la resistencia en serie con el emisor.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Esto convierte el transistor en un sumidero de corriente controlado, donde la corriente está determinada por el voltaje base, menos V _BE , a través de la resistencia. El voltaje base normalmente proviene de una salida digital de un microcontrolador, que se alimenta desde un regulador, por lo que su valor está estrictamente controlado. Por ejemplo, si está utilizando una lógica de 3.3V y tiene una resistencia de 270Ω, obtendrá 10 mA a través del LED.

El ánodo del LED (o incluso una larga cadena de LED) se alimenta de un voltaje más alto (que ni siquiera necesita ser regulado), y cualquier caída de voltaje que no aparezca en los LED aparece en el transistor.

La opción B requiere que la señal de control se eleve a un voltaje más alto que el voltaje de caída del LED más el voltaje de caída de la base / emisor. Si su controlador de control puede operar a un voltaje más alto que el voltaje de caída del LED más el voltaje de caída de la base del transistor / emisor, entonces la Opción B sería válida.

La opción A, por otro lado, puede controlar fácilmente cualquier voltaje de caída de LED, suponiendo que su riel de suministro sea lo suficientemente alto y no alcance el voltaje de ruptura de la base / colector.

También tenga en cuenta que si tiene la intención de controlar varios LED en serie, debe sumar todos los voltajes de caída de los LED.

La opción A es un buen interruptor de ENCENDIDO / APAGADO. Cuando BJT está saturado, la corriente del LED depende básicamente de Vcc y R3, por lo que el LED tendrá un brillo constante.

La opción B es un "seguidor de emisor" y hace que la corriente del LED dependa del voltaje de entrada, como VE sería Vin -0.7.

La opción B es buena si desea controlar la corriente y el brillo del LED. Pero la mayoría de las veces, se hace mejor con la opción A y un esquema PWM (más preciso)

No estoy convencido de su suposición implícita de que la forma habitual es utilizar una configuración de emisor común. Sin embargo, supongamos que es verdad. No vale la pena entrar en los méritos de los diversos enfoques, ya que esa no es su pregunta de todos modos.

Creo que la razón es que la configuración común del emisor es conceptualmente obvia, y hay poco más que eso. Tenga en cuenta quién escribe este tipo de consejos que "ve en Internet en alguna parte". El tipo que usa cualquier método apropiado para el diseño particular sin que se le ocurra esto, incluso es un problema, no va a pensar en escribir una página web sobre cómo conducir un LED. Es la persona que acaba de pasar 2 días descubriendo qué patas del transitor es el colector, emisor y base-a-ma-cosa, luego una semana obteniendo el código del microcontrolador para parpadear el LED que publicará con orgullo Looky me world, ¡Ya parpadeé un LED! Para esas personas, la configuración de emisor común es la conceptualmente obvia.

El emisor común es una especie de póster de cómo usar un transistor bipolar. Es más obvio cómo el transistor proporciona amplificación. Para el novato, seguidor de emisor y, lo que es peor, usar un bipolar como sumidero de corriente controlado, suena como conceptos avanzados.