Zweck des Pullup-Widerstands in der BJT-LED-Treiberschaltung

Eine Antwort auf diese Frage schlägt die folgende Schaltung vor, um eine LED von einem Open-Collector-Ausgang eines 74LS47 anzusteuern:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wozu dient der Widerstand R1? Was würde passieren, wenn R1 fehlen würde?

Ich habe eine Simulation durchgeführt, konnte aber kein anderes Verhalten feststellen, unabhängig davon, ob R1 vorhanden war oder nicht.

(Ich hätte diese Frage in der ursprünglichen Frage als Kommentar zur Antwort hinzufügen können, aber ich wollte die ohnehin schon übermäßig lange Liste von Kommentaren nicht noch länger machen. Deshalb habe ich eine separate Frage erstellt. Ich hoffe, das ist in Ordnung.)

Ich stimme Brians Antwort +1 zu.

Antworten (4)

Dieser Open-Collector-Ausgang ... wenn er ausgeschaltet ist, tritt je nach Temperatur ein gewisses Leck (möglicherweise Mikroampere) auf. Das kann genügend Basisstrom liefern, um Q2 zumindest teilweise einzuschalten. Die Simulation modelliert diese Leckage möglicherweise nicht genau.

R1 zieht die Basis von Q2 gegen dieses Leck auf 5 V und stellt sicher, dass Q2 vollständig ausgeschaltet ist.

Im Datenblatt ist eine max. Io(aus) von 250 µA. Dies reicht in der Tat aus, um Q2 einzuschalten. Der Wert von R1 ist jedoch zu hoch, um dies zu verhindern. Ich denke, ein Wert von 1k oder 2k wäre für diesen Worst-Case-Leckstrom besser geeignet.
Das ist eine Worst-Case-CYA-Zahl für Vo (off) = 15 V nach meiner Lektüre des Datenblatts. Die tatsächlichen Zahlen sind wahrscheinlich viel niedriger und 10K wären wahrscheinlich außerhalb einer Anwendung mit hoher Zuverlässigkeit in Ordnung. Aber genau genommen haben Sie Recht (Anmerkung: Ein anderer Teil hat einen eingebauten 2k-Pullup).
@BrianDrummond Es ist eine Funktion. Wenn die LED-Segmente aufleuchten, ist die Platine zu heiß.
Es tut mir leid, das Entwerfen einer Schaltung für den maximalen Leckstrom und das Erwarten eines vorhersehbaren Verhaltens schließen sich gegenseitig aus

Wenn R1 fehlte, würde die Basis des Transistors floaten, wenn der OC-Ausgang ausgeschaltet wäre. Mit dem Widerstand liegt die Basis bei 5 Volt, wenn der Ausgang ausgeschaltet ist, und sehr nahe bei 5 V * 1 k / 11 k, wenn der Ausgang eingeschaltet ist (Spannungsteiler zwischen 5 Volt und nahe Masse).

Mir ist bewusst, dass Sie keine schwebenden FET-Gates haben sollten (z. B. in CMOS-Geräten), da sie winzige Ladungen aus der Umgebung aufnehmen würden. Aber was ist der Grund, warum Sie auf einem BJT keine schwimmende Basis haben sollten?
Sie müssen V_BE richtig einstellen, um den Transistor ein- und auszuschalten.

Neben Brians Antwort besteht ein weiterer Grund für einen Pullup-Widerstand darin, die Abschaltgeschwindigkeit zu erhöhen. Wenn die LED nur für Menschen sichtbar ist, wäre dies nicht erforderlich, aber wenn die LED für Kommunikationszwecke dient, erhöht sie die maximale Signalisierungsrate.

Aufgrund der Ladungsneutralisierung in der Basis des BJT, richtig? Ich habe dieses Konzept nie ganz verstanden, sondern hatte nur eine vage Idee. Warum existiert eine solche Ladung und warum befindet sie sich in der Basis? Ich erinnere mich, dass es sich tatsächlich in der Verbindungsstelle der dotierten Regionen befindet, aber warum existiert es so?

Der Basis-Emitter-Übergang von Q2 hat eine endliche Kapazität. Wenn Sie das Gate ausschalten (der Kollektorstrom stoppt), muss sich diese Kapazität entladen, bevor sich der BJT ausschaltet. Dieser Vorgang wird viel schneller ablaufen, wenn es einen Leckpfad durch den Widerstand R1 gibt.

Tatsächlich - wenn das "Aus" -Gate nicht ganz ausgeschaltet ist, würde der Transistor Q2 als Verstärker des Leckstroms wirken - mit einem Beta von mindestens 100 erhalten Sie einen 100-fachen Multiplikator des Leckstroms. Aber wenn Sie den Pull-up-Widerstand haben, stellt er sicher, dass der Leckstrom den Transistor nicht einschaltet und alles in Ordnung ist.

Also – der Klimmzug sorgt für ein kürzeres, schärferes Abbiegen.

Zweck des Pullup-Widerstands in der BJT-LED-Treiberschaltung
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