CE短路的BJT(PNP)有什么作用?


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我在TI数据手册中浏览了LM78L05,并注意到此应用原理图:

在此处输入图片说明

注意Q2如何使其集电极和发射极短路。我不能说我以前见过,搜索也没有发现任何东西。

Q2在该配置中将扮演什么角色?

我有点怀疑一个二极管,但无法弄清楚为什么一个普通的旧二极管不能更好地工作并且便宜很多。该2N4033数据表将其描述为一个通用的PNP硅平面RF晶体管。


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大胆猜测,它提供短路保护吗?Q1似乎是一个典型的传输晶体管,因此Q2一定是这样。问题是如何解决的?一个快速的google虽然显示了相同的布局,但是2.bp.blogspot.com/-PKnSJB0ZxGw/T_aA_TxF2VI/AAAAAAAAAq4/…是一个好问题。
路人十六年

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它的作用就像二极管。如果LM78L05停止吸收电流,则Q1将关闭。
mkeith '16

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有趣的是,其他所有人都有第二个布局,仙童,st,onsemi。只有TI具有这种布局,并且仅在lm78l05数据表上?他们的LM340数据表具有第二种布局。图31 Page 15 ti.com/lit/ds/symlink/lm340-n.pdf也许这只是一个未捕获的错误?
Passerby

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此布局与LM78L05一样古老。1980 Nat半电压调节器手册中有此内容。因此,TI只是从收购National的过程中将其纳入其数据表中。
路人

Answers:


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我认为他们很无聊。与基极短接的收集器更常见,更合逻辑,并且可能更准确,更可靠。如果将其集电极与发射极断开并将其连接至基极,则会得到电流镜或电流倍增器。Google“当前镜像”。(有关此主题,请忽略 Wikipedia文章。)您将看到使用两个BJT的变化示意图:两个0V或-V轨上的NPN或+ V轨上的两个PNP。(但是,没有很多像这种功率升压器这样的实际应用。)比例因子由两个发射极电阻的比值决定。但是缩放的精度由V BE匹配控制。为了获得最佳的V BE匹配时,通过将晶体管安装在相同的散热器上(即使Q1的耗散很小),晶体管应为相同类型,并且温度应保持接近。当然,普通二极管也可以,但是匹配效果不佳。将普通二极管与晶体管一起放在散热器上可能会有所改善。

重画他们的电路使事情变得更加明显。Q2和R2降低稳压器的输入电压,以测量它所拉动的电流(其中大部分流向负载)。Q1和R1将Q2电流的4倍路由到稳压器周围。即使80%的电流是通过Q1输送的,稳压器仍可调节负载上的+ 5V电压。(R3更加微妙。当负载电流较小时,它会减小Q1在负载电流中所占的份额。稳压器还会向地面发送一些电流。如果没有R3,则电流镜也会将该电流倍增,这将导致输出电压超过+ 5V,有了这种故意的失衡,有人可能会说V BE的精度 匹配不是那么重要,因此Q2处的匹配晶体管也没有那么重要,因此二极管或错误连接的晶体管也不成问题。)

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图


这是一个很好的答案!
Passerby

为了避免混淆,我将晶体管重命名为反映Op的电路。
路人2016年

集电极短接基极使得二极管的反向击穿电压非常低,
ilkhd16'Feb

该编号来自短路保护,它是对原始外部传输晶体管电路的补充,而不是从头开始。他们确实从上到下进行了编号。
Passerby

重绘可简化简单电路。分压和电流从上到下流动。左驱动器和右接收器。从左到右和从上到下编号事物。应用笔记中的编号令我感到失望,因为R2和Q2将汲取的电流转换为电压(相对于+轨),该电压驱动Q1和R1推动该电流的倍数。因此,Q2实际上是该电路中的“第一个”晶体管。
A876

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根据1980年国家半导体线性稳压器手册,第7.1.3节High Current Regulator with Short Circuit Limit During Output Shorts在相同布局中有一个,但Q2是一个简单的二极管D。

在此处输入图片说明

Q1R2R1Vd=Vbe(Q1)

I1=R2R1IREG

在输出短路期间

I1(sc)=R2R1IREG(sc)

Q10jCR2/R1Q1

稳压器电路的最小输入至输出电压差通过二极管压降加上Vr1压降而增加。

在此处输入图片说明

考虑到相同的布局,并且以NatSemi为布局的来源,短路的Q2 PNP CE将发挥相同的作用。正如@Robherc所建议的,与随机二极管相比,它有可能作为匹配对使用,以提供一些性能增益,而随机二极管的性能却大不相同。无与伦比,我怀疑不同的IV曲线可能会导致电流条件过大或处于当前条件下,或者导致过多的循环/振荡。当然,考虑到应用笔记建议使用二极管,情况可能并非如此。

由于使用了外部传输晶体管,因此增加了短路保护功能,从而阻止了内部短路保护的工作。如果不需要短路保护,可以将其省略。


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我喜欢您链接到Passerby的那本手册!那里的应用程序部分很棒。谁知道您可以使用LM317构建开关转换器?:)
scanny

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@scanny,好吧,任何人在LM117(也就是LM317)数据手册仍是美国国家半导体出版物时就把它保存在他们的计算机上,尽管他不知道这是一个好主意,因为TI将会毁了它。所有的数据表,当他们吃Nat Semi ...
Ecnerwal

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我的猜测是他们正在使用CE短路晶体管来补偿/平衡Q1的BE失调电压。

尽管二极管在技术上可以实现相同的功能,但使用匹配的晶体管应能提供更相似的响应。


使用CB结点和EB结点的理由是什么?那会不会有相同的电压降,但允许更多的电流呢?
斯堪尼

仍在猜测,但对我而言,在该安装中将CE短接起来可能是为了保护晶体管免受“浮线”拾取有害电压的损害,或者据说是由于在基极电流和集电极之间使用过多的晶体管而导致的损坏-发射极电流(我记得在我早期的EE时代读过教科书,警告过高的晶体管在没有足够的利用率的情况下过早死亡。CE电流无法满足增益)。或者可能只是“绑住松散的末端”而不留下浮动的引线。
Robherc KV5ROB '16

@ RobhercKV5ROB这很奇怪,因为这正是BJT开关的工作方式。它们深陷于饱和状态,其基极电流远高于所需集电极电流所需的最小电流。
ilkhd

@scanny的理由可能是当偏向错误时可以防止EB结的故障。
ilkhd '16

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当您将C和E短路时,晶体管就像是两个并联的二极管。我听说过将NPN仅与NP一起用作二极管(但是为什么能得到二极管呢?我想我还记得我小时候尝试电子学时尝试过的方法。我从未在问题的配置中使用过它们)示意图。

在这种配置中,它们几乎具有相同的IV曲线,但是当处于负向扫描时,NPN的工作原理与二极管不同,就像两个背对背二极管一样。请注意,除了2和4以外,所有节点都具有相同的曲线。我不能说真实的配置,因为我实际上没有使用过这样的晶体管,但是它几乎达到了我的预期。

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

二极管Vs NPN


这里的两个晶体管都是PNP。
过客者

您仍将最终得到两个并联的二极管
电压峰值

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当然,但是适当的文档和符号以及极性很重要。
路人十六年

为了节省时间,我变得很懒惰
Voltage Spike

-1

这样连接的晶体管充当二极管,具有超快的导通和截止时间以及超低的正向电阻。


你为什么这么说 您有任何引文或解释吗?考虑到PN结的比例/几何形状,我倾向于认为这样的配置将具有与常规二极管相同的存储时间,并且考虑到硅PN结仍在,其正向电压也将相似。工作。
斯堪尼
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