PNP-Transistorleck

Ich habe ein Problem mit einer Schaltung, die einfach sein sollte, mir aber einige lästige Probleme bereitet hat.

Zusammenfassung:

Ich brauche einen Schalter, der schließt, wenn der Strom ausgeschaltet ist, und öffnet, wenn der Strom eingeschaltet ist. Meine Lösung funktioniert nicht und ich komme mir blöd vor.

Gewünschter Effekt:

  • Wenn der Strom eingeschaltet ist, sollte QNP als offener Schalter fungieren. Im Null-Eingangszustand sollten Kollektor- und Emitterspannung (fast) Null sein. Ein 12-V-PWM-Signal auf der Kollektor- oder Emitterseite sollte die andere Seite unbeeinflusst lassen.

  • Wenn der Strom ausgeschaltet ist, sollte QNP als geschlossener Schalter fungieren. Eine 12-V-PWM sollte mit minimalem Spannungsabfall von der Emitterseite zur Kollektorseite geleitet werden.

Meine Probleme:

Ich entschied mich für einen PNP-Bipolartransistor, nämlich einen MMBT3906, der in all meinen Simulationen mit CircuitLab und Circuit Simulator funktionierte.

Aber als ich meine Schaltung fertig hatte, fand ich ein seltsames Problem, bei dem ich eine Spannung (1,2 V) am Emitter des PNP-Transistors messen würde, obwohl er ausgeschaltet sein sollte (Basis bei 12 V). Es scheint, als ob Spannung von der Basis zum Emitter "leckt".

Ich habe es mit einer leeren Platine versucht, bei der nur die Komponenten für diese Schaltung verwendet wurden, und das Problem blieb bestehen. Ich habe mehrmals versucht, den Transistor zu wechseln. Ich habe versucht, ein PMOS BSS84P mit ähnlichen Problemen zu verwenden.

Screenshot von CircuitLab Simulation

Die Anwendungsfälle können hier eingesehen werden: https://www.circuitlab.com/circuit/mgt5u8/qnprequirementcircuits/

Ich habe noch viele weitere Simulationen, die ich posten kann, wenn Sie möchten.

Vielen Dank im Voraus für Ihre Hilfe.

Ihre Schaltung ist falsch; Warum sind Emitter und Kollektor geerdet?
Wenn der Strom eingeschaltet ist, ist es richtig, dass Sie eine Gleichspannung bereitstellen, bei der Ihr gepostetes Diagramm zeigt, dass Masse mit RaT1-2 verbunden ist? Wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist, schließen Sie diesen Knoten tatsächlich mit Masse kurz oder trennen Sie ihn einfach oder deaktivieren Sie die dort angeschlossene Versorgung? Um was für eine Versorgung handelt es sich?
Sorry für die Verwirrung. RaT1-2 und RaT1-3 bezeichnen die Belastung von Emitter und Kollektor. Sie können sich den CircuitLab-Link für die verschiedenen Szenarien ansehen. Wenn der Strom abgeschaltet ist, ist SW12 offen und RPD-1-2 sollte als Pulldown fungieren.

Antworten (3)

Seite 2 dieses Datenblattes erzählt die Geschichte.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Unter absoluten Höchstwerten wird angegeben, dass die maximale Sperrspannung von Basis und Emitter 5 V beträgt. Sie haben dies durch die Verwendung von 12 V überschritten, und obwohl der Basis-Emitter-Bereich wahrscheinlich noch intakt ist (aufgrund der 100k-Widerstände in Ihrem Design), können Sie nicht erwarten, dass der Leckstrom unbedeutend ist.

Erwarten Sie nicht, dass Simulationsmodelle aufgrund absoluter Höchstwerte über reale Probleme hinausgehen (oder sich ihnen auch nur nähern) - Modelle erwarten, dass Sie rudimentäre Prinzipien befolgen, und dies ist eines davon.

Versuchen Sie es mit einem 5-V-Steuersignal.

Wenn der Strom ausgeschaltet ist, können Sie auch nicht viel Signal vom Emitter zum Kollektor durchleiten, da Sie sich darauf verlassen, dass der Basis-Emitter-Übergang in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, und dies erfordert mindestens +0,7 Volt am Emitter.

Ich habe gerade angefangen, im Grunde dasselbe zu schreiben. Kein Punkt jetzt, aber ich gebe Ihnen die Grafik, die ich gemacht habe.
Transistor ist PNP; -0,7 V
@ilkhd ja, und Sie spannen den Emitter-Basisbereich in Sperrrichtung vor - die Spezifikation besagt (mit freundlicher Genehmigung von @thephoton), dass die Übergangsgrenze liegt, wenn der Emitter 5 V unter der Basisspannung liegt (daher das negative Vorzeichen). Sie haben möglicherweise den Emitter 12 V unter der Basis!
Das war eine sehr aufschlussreiche Antwort, danke. Ich habe ursprünglich einen P-MOSFET verwendet, aber es gab einige andere Probleme, und ich muss zu schnell über das Datenblatt des Transistors geschaut haben, nachdem die Simulationen mir gesagt haben, dass es funktionieren sollte. Haben Sie Vorschläge zur Lösung des Problems?
@Johis erwägen die Verwendung eines P-Kanal-JFET - im Grunde leitet er natürlich von Source zu Drain, wenn die Gate-Spannung = die Source-Spannung ist. Um es auszuschalten, nehmen Sie die Gate-Spannung höher als die Source. Der folgende Artikel ist nützlich: learningaboutelectronics.com/Articles/P-channel-JFET Beachten Sie auch, dass diese Gerätetypen in vielen hochwertigen analogen Gattern verwendet werden (was im Grunde das ist, was Sie zu bauen versuchen) - Spehros Antwort spielt darauf an aber der 4066 verwendet MOSFETs, die nicht so gut sind.
Vielen Dank, ich werde sicherstellen, dass ich mich in JFETs einlese (derzeit weiß ich nichts über sie). Eine einfache Spannungsteilung durch 1/3 am Gate des Transistors würde nicht funktionieren, nehme ich an?
Sie können es versuchen, aber mein Geld liegt auf dem p-Kanal-JFET.
In Ordnung, ich habe versucht, P-JFETs zu verstehen, aber sagen Sie mir, wenn ich etwas verpasst habe. Sie sind eingeschaltet, außer wenn VGS +4 V oder mehr beträgt. Dies funktioniert bei mir nicht, da ich Fälle habe, in denen QNP ausgeschaltet sein sollte, aber ich habe ein +12-V-Signal an der Quelle. Da mein Board nichts höher als +12 V hat, kann ich den JFET dann nicht ausschalten. Ich habe einen Link in meiner ursprünglichen Frage mit all meinen Anwendungsfällen. Verstehe ich Ihre Antwort richtig, dass die ursprüngliche Lösung funktionieren sollte, solange ich die Base mit 5V betreibe?
OK, ich verstehe, was Sie meinen, aber vielleicht funktioniert es, wenn die Quelle mit 0 V verbunden ist und der Drain dort ist, wo sich Ihr PNP-Emitter befindet.
Nun, da ich einen anderen Fall habe, in dem am Drain ein 12-V-Signal anliegt (das im ausgeschalteten Zustand nicht zur Quelle gehen sollte), glaube ich nicht, dass das auch funktionieren würde.
Haben Sie versucht, es zu simulieren - vielleicht LTSpice (es ist kostenlos)
Ja, ich habe hauptsächlich in CircuitLab simuliert und Circuit Simulator zur Visualisierung verwendet. Ich schaue mir morgen LTSpice an. Glaubst du, ich kann stattdessen den mit 5 V angesteuerten Originaltransistor verwenden? Danke schön.
Ich fange an zu glauben, dass das Signal, das Sie steuern möchten, zu groß für nur einen einfachen Transistor ist. Vielleicht ist ein Öffner-Relais besser geeignet.
Danke für den Tipp. Ich habe keine Erfahrung mit platinenmontierten SSRs. Glaubst du, das würde funktionieren: docs-europe.electrocomponents.com/webdocs/0cce/…
Es hat eine undurchführbar niedrige Leckkapazität und das lässt mich daran zweifeln. So ziemlich jedes SSR, das ich mir je angesehen habe, hat ~ 1 nF, und dies leitet die Kanten der Rechteckwelle durch den "Aus" -Kontakt.

Wenn ich mir das Datenblatt für einen 2N3906 von Fairchild ( https://www.fairchildsemi.com/datasheets/2N/2N3906.pdf ) anschaue , sehe ich auf Seite 3, dass er eine Emitter-Basis-Durchbruchspannung von -5,0 V hat .
Wenn also Ihr SW12-Schalter geschlossen ist, legen Sie 12 V an die Basis Ihres 2N3906 an.
Sein Emitter ist über RaT1-2 mit Masse verbunden, sodass Sie effektiv -12 V an den Basis-Emitter-Übergang des 2N3906 anlegen - weit über der im Datenblatt angegebenen Durchbruchsgrenze von -5 V.
Was passiert also?
Wie Sie sehen, "bricht" der Basis-Emitter-Übergang zusammen und beginnt zu leiten - Sie sehen also eine Spannung am Emitter, da jetzt Strom durch ihn fließt.
Sie messen 1,2 V am Emitter, daher würde ich den gleichen Spannungsabfall über RQNP-1-2 annehmen.
Tatsächlich bricht die be-Verbindung Ihres 2N3906 bei etwa 9,6 V (12 - 1,2 - 1,2) zusammen.

Oh lol - 3 Antworten, die alle dasselbe sagen, wurden innerhalb weniger Minuten gepostet: P
Zuletzt rein, zuerst raus!
Ich schätze, ich sollte sie alle positiv bewerten :)
Danke, so eine offensichtliche Sache, die ich übersehen habe. Irgendwelche Vorschläge, wie ich erreichen kann, was ich will?

Dies wird erwartet.

Bearbeiten: Es ist kein Leck - Sie brechen den EB-Übergang umgekehrt auf, indem Sie die Durchbruchspannung überschreiten (normalerweise auf 5 V mit einem tatsächlichen Durchbruch von 6 bis 9 V ausgelegt). Ein p-Kanal-MOSFET könnte Ihnen das geben, was Sie wollen, da das Gate isoliert ist. Es gibt auch (etwas seltene) "symmetrische" Transistoren, die gleiche EB- und CE-Durchbruchspannungen haben (früher wurden sie zur Herstellung analoger Schalter verwendet, aber jetzt haben sie hauptsächlich MOSFET-Transmission-Gates ersetzt). Es gibt auch einige (etwas seltene) Transistoren wie den 2SA1252 , die eine garantierte Vebo-Durchbruchspannung > 12 V haben.

Es sieht so aus, als ob Sie eine analoge Schaltfunktion wünschen. Sie könnten 1/4 eines CD4066 verwenden , der meiner Meinung nach so funktioniert, wie Sie es möchten (außer mit invertiertem Steuereingang - Sie könnten ein weiteres 1/4 des Chips mit einem Widerstand als Wechselrichter verwenden).

Wie genau? Basis auf Nullpotential (+12); beide Übergänge sind in Sperrichtung vorgespannt.
@ilkhd Siehe Bearbeiten oben. Der Basis-Emitter-Durchbruch in Sperrrichtung beträgt normalerweise einige Volt weniger als 12 V.
Eine rechtzeitige Bearbeitung scheint LOL
@Andyaka Nun, Sie können laut lachen, Sir.
@Andyaka Jetzt sehe ich aus wie ein Idiot
@ilkhd Ich finde nicht, dass du schlecht aussiehst, aber wenn du wolltest, könntest du deinen früheren Kommentar löschen ... (bewege deine Maus über deinen Kommentar und klicke auf das erscheinende "x")
@ilkhd Ihr Kommentar war richtig und hilfreich.
Danke schön. Ein PMOSFET hat nicht funktioniert, da ein 12-V-Signal an der Source auch dann zum Drain leitet, wenn das Gate auf 12 V liegt. Vorzugsweise brauche ich etwas, das so wenig Platz wie möglich einnimmt, da ich nur wenig Platz auf meiner Platine habe und der Schalter etwas übertrieben erscheint (und auch MOSFETs verwendet). Irgendwelche anderen Vorschläge?
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