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

Was ist der Sinn von R2 im folgenden Diagramm:

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

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.

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.

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.

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.

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.