Warum sollte man LEDs mit einem gemeinsamen Emitter betreiben?

Ich habe Tutorials gesehen, die sich an Anfänger richten und die folgende Methode zum Ansteuern einer LED von etwas ohne genügend aktuelles Laufwerk vorschlagen:

(Option A)

aber warum nicht das:

(Option B)

Option B scheint einige Vorteile gegenüber Option A zu haben:

• weniger Komponenten
• Der Transistor ist nicht gesättigt, was zu einem schnelleren Ausschalten führt
• Der Basisstrom wird in der LED gut genutzt, anstatt den Basiswiderstand warm zu machen

und die Vorteile von Option A scheinen nur wenige zu sein:

• bringt die Ladung näher an die Versorgungsschiene

Wenn jedoch Vcc signifikant größer als die Durchlassspannung der LED ist, spielt dies kaum eine Rolle. Warum sollte Option A angesichts dieser Vorteile bevorzugt werden? Etwas, das ich übersehen habe?

Ich würde argumentieren, dass es mit Option A weniger "gotcha's" gibt. Ich würde Option A Leuten mit unbekannter Elektronikfähigkeit empfehlen, weil es nicht viel gibt, was sie davon abhalten kann, zu funktionieren. Damit Option B funktioniert, müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein:

• $V_{CC_{LED}}$$V_{CC_{CONTROL}}$
• $V_{CC}$$V_{f_{LED}} + V_{BE}$
• Dies ist eine Topologie, die nur für BJT-Geräte gilt

$V_{CC}$$V_f$

$R_{load}$

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

Vergleichen Sie dies mit dem, was für Option B erforderlich ist, und es gibt einen geringfügigen Anstieg des Schwierigkeitsgrades:

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

Verbinden Sie dies mit der Tatsache, dass die Vorteile von Option B häufig nicht benötigt werden. Abgesehen von der verringerten Teilezahl sollte der Basisstrom von Option A den Stromverbrauch nicht um mehr als 10% erhöhen, und LEDs werden selten (unbegründete qualitative Vermutung) schnell genug angesteuert, damit die BJT-Sättigung eine Rolle spielt.

Eine noch bessere Variante Ihrer Option "B" besteht darin, die LED mit dem Kollektor in Reihe zu schalten, während der Widerstand mit dem Emitter in Reihe geschaltet bleibt.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schaltplan erstellt mit CircuitLab}

Dies macht den Transistor zu einer gesteuerten Stromsenke, wobei der Strom durch die Basisspannung minus _VBE über dem Widerstand bestimmt wird. Die Basisspannung kommt normalerweise von einem digitalen Ausgang eines Mikrocontrollers, der von einem Regler gespeist wird, so dass sein Wert genau kontrolliert wird. Wenn Sie beispielsweise eine 3,3-V-Logik verwenden und einen 270-Ω-Widerstand haben, erhalten Sie über die LED nette 10 mA.

Die Anode der LED (oder sogar eine lange Reihe von LEDs) wird von einer höheren Spannung gespeist (die nicht einmal geregelt werden muss), und der Spannungsabfall, der nicht über den LEDs auftritt, tritt über der LED auf Transistor.

Option B erfordert, dass das Steuersignal auf eine höhere Spannung als die LED-Abfallspannung plus die Basis- / Emitter-Abfallspannung angehoben wird. Wenn Ihr Steuertreiber mit einer höheren Spannung als der LED-Abfallspannung plus der Transistor-Basis- / Emitter-Abfallspannung arbeiten kann, ist Option B gültig.

Option A hingegen kann problemlos jede LED-Drop-Spannung ansteuern, vorausgesetzt, Ihre Versorgungsschiene ist hoch genug und Sie erreichen nicht die Basis- / Kollektor-Durchbruchspannung.

Denken Sie auch daran, dass Sie, wenn Sie mehrere LEDs in Reihe schalten möchten, alle Spannungsabfälle der LEDs addieren müssen.

Option A ist ein ordentlicher EIN / AUS-Schalter. Wenn BJT gesättigt ist, hängt der LED-Strom im Wesentlichen von Vcc und R3 ab, sodass die LED eine konstante Helligkeit aufweist.

Option B ist ein "Emitterfolger" und bewirkt, dass der LED-Strom von der Eingangsspannung abhängt, da VE Vin -0,7 wäre.

Option B ist gut, wenn Sie den LED-Strom und die Helligkeit steuern möchten. Meistens ist es jedoch besser, Option A und ein PWM-Schema zu verwenden (genauer).

Ich bin nicht überzeugt von Ihrer impliziten Annahme, dass der übliche Weg darin besteht, eine gemeinsame Emitterkonfiguration zu verwenden. Nehmen wir jedoch an, dass dies wahr ist. Es lohnt sich nicht, auf die Vorzüge der verschiedenen Ansätze einzugehen, da dies sowieso nicht Ihre Frage ist.

Ich denke, der Grund dafür ist, dass die gemeinsame Emitterkonfiguration die konzeptionell offensichtliche ist, und es steckt wenig mehr dahinter. Denken Sie daran, wer diese Art von Ratschlägen schreibt, die Sie "irgendwo im Internet sehen". Der Typ, der die für das jeweilige Design geeignete Methode anwendet, ohne dass ihm dies einfällt, wird nicht daran denken, eine Webseite zum Ansteuern einer LED zu erstellen. Es ist die Person, die gerade 2 Tage damit verbracht hat, herauszufinden, welche Beine des Transistors der Sammler, der Emittent und die Basis-A-Ma-Sache sind, und dann eine Woche, um den Mikrocontroller-Code zum Blinken der LED zu bringen, die stolz Looky me world veröffentlichen wird. Ich habe mir eine LED geblinkt !!! Für diese Leute ist die gemeinsame Emitterkonfiguration die konzeptionell naheliegende.

Ein gemeinsamer Emitter ist ein Beispiel für die Verwendung eines Bipolartransistors. Es ist offensichtlicher, wie der Transistor eine Verstärkung liefert. Für den Neuling klingen Emitterfolger und noch schlimmer, einen Bipolar als kontrollierte Stromsenke zu verwenden, wie fortgeschrittene Konzepte.