Silicon Controlled Switches SCS-Ersatzschaltbild mit nicht funktionierenden Transistoren

Ich habe in diesem Buch "Practical Electronics For Inventors" über Silicon Controlled Switches SCS gelesen, in dem erwähnt wurde, dass ein SCS zwei BJT-Transistoren entspricht, die in der folgenden Abbildung dargestellt sind (Abschnitt C rechts):

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Also habe ich beschlossen, diese Ersatzschaltung zu erstellen, um zu sehen, wie sie funktioniert. Dies ist das Layout, das ich verwendet habe:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Als ich jedoch die Schaltung testete, schaltete sich die LED von dem Moment an ein, als ich die Batterie anschloss, ohne irgendwelche Tasten zu drücken:

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Die LED sollte ausgeschaltet bleiben, bis ich die Taste SW1 drücke, und nachdem ich SW1 gedrückt habe, sollte die LED eingeschaltet bleiben, bis ich SW2 drücke, was nicht der Fall ist. Wenn ich SW2 drücke, schaltet sich die LED aus und dann wieder ein, nachdem ich SW2 losgelassen habe.

Warum funktioniert es nicht?

Ich kann nicht leicht erkennen, ob Ihre Schaltung richtig verdrahtet ist, aber versuchen Sie, 100 K von der Basis zum Emitter von Q1 zu verbinden, und prüfen Sie, ob das Problem weiterhin besteht.
@SpehroPefhany Erstaunlich .. Ich habe getan, was Sie vorgeschlagen haben, und einen 80-k-Widerstand (ich habe keinen 100-k-Widerstand) zwischen den Emitter und die Basis von Q1 gelegt, und es hat funktioniert! Was hat es getan? Ich habe ein weiteres Bild hinzugefügt, um die Verbindungen zu zeigen, in der Hoffnung, dass es die Verbindungen besser zeigen würde.
@SpehroPefhany Es merkt sich auch den letzten Schalterzustand, wenn ich die Batterie anschließe und entferne, als ob die LED vor dem Entfernen der Batterie eingeschaltet wäre, wenn ich sie wieder anschließe und umgekehrt. Wie macht es das?!

Antworten (3)

Es gibt einen oder zwei unkontrollierte Effekte in Ihrem Schaltkreis, wie gezeigt. Viele Transistoren haben eine sehr geringe Verstärkung bei niedrigem Ic und einen geringen Leckstrom, sodass der Leckstrom von Q1, multipliziert mit der Stromverstärkung von Q2, addiert zum Leckstrom von Q2, multipliziert mit der Stromverstärkung von Q1 bis zum Erbrechen nicht „wegläuft“. und bewirken, dass sich das zusammengesetzte Gerät einschaltet. In Ihrem Fall reicht die Verstärkung bei nA-Strömen und der Leckagekombination aus, um das Gerät einzuschalten. Dies wird normalerweise in einem SCS-Gerät gut kontrolliert, so dass es sich selbst bei maximaler Temperatur nicht einschaltet, wenn die Leckagen hoch sind. Dies kann bei Thyristorgeräten auftreten, wenn das Gerät über den normalen Betriebsbereich hinaus erhitzt wird.

Ein weiterer Effekt, der ein unerwünschtes Einschalten verursachen kann, ist das dv/dt, wenn Strom angelegt wird. Dieser Effekt wird normalerweise auf dem Datenblatt eines realen Geräts quantifiziert. Jede Kapazität (und Ihr Steckbrett hat viele pF) führt dazu, dass ein wenig Strom in die Basisknoten fließt, wenn Strom angelegt wird. Je schneller er angelegt wird, desto höher ist der Strom. Wenn dv/dt zu hoch ist, kann das Gerät sofort einschalten. Sie sehen diesen Effekt auch in SCRs und Triacs.

Diese beiden Effekte können gesteuert werden, indem ein wenig Basisstrom weggeleitet wird, um den Einschaltstrom zu steuern. Echte Thyristorgeräte haben oft Auslöseströme im Hunderter von uA, mA oder sogar noch mehr. Die Basisspannungen müssen einige hundert mV betragen, bevor sich das Gerät einschaltet. Wenn Sie 1K-Widerstände in jede BE-Position einsetzen, haben Sie ein sehr robustes Gerät, das zum Einschalten einige hundert uA benötigt.

Vielen Dank für Ihre Antwort, ich hätte nie gedacht, dass Leckstrom einen solchen Effekt haben kann. Tut mir leid, wenn diese Frage unangenehm klingt, aber wie schaltet der Leckstrom Q1 ein, wenn an seiner Basis kein Vbe von mindestens 0,6 V anliegt? Auch die 1K-Widerstände zwischen Basen und Emittern funktionierten perfekt. Ich frage mich jedoch, wie man die Widerstandswerte wählen könnte, um diese Effekte zu bekämpfen.
Stellen Sie sich einen Widerstand mit hohem Wert vor, der die zwischen Emitter und Kollektor von Q2 angeschlossene Leckage darstellt. Der hinzugefügte reale Widerstand bildet einen Spannungsteiler, damit die Basisspannung nicht zu hoch wird. Ein paar hundert mV reichen aus, damit der Transistor beginnt, sich einzuschalten. Der Widerstandswert bestimmt den dazu erforderlichen Strom, also sowohl den Trigger- als auch den Haltestrom.

Ich glaube, dass die Last (Ihre LED / Ihr Widerstand) dort sein sollte, wo Sie SW2 haben, stromaufwärts von Q1. Q1 und Q2 wirken als Verriegelungsschalter und treiben die Basis voneinander an. Q1 muss in der Lage sein, die Basis von Q2 nach unten zu ziehen, um den Schalter zu verriegeln. Deshalb muss die Last bewegt werden.

Die Steuerung erfolgt dort, wo Sie SW1 haben. Sie müssen in der Lage sein, diesen Knoten hoch (so wie Sie ihn jetzt zeigen) und niedrig (in Ihrer Schaltung nicht implementiert) zu ziehen.

Dave Jones hat unter https://www.youtube.com/watch?v=Foc9R0dC2iI eine ziemlich nette Diskussion über diese Art der Implementierung .

Alles, was Sie tun müssen, ist den Leckstrom Ice mit Rbe über jedes Q zu leiten, so dass es sich um eine niedrige Spannung handelt, z. B. 1 M bei niedriger Vdc und 100 k bis 10 k, je nach Empfindlichkeit und Leckstrom für hohe Vdc mit größerem R1

Silicon Controlled Switches SCS-Ersatzschaltbild mit nicht funktionierenden Transistoren
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