Pourquoi conduirait-on des LED avec un émetteur commun?

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J'ai vu des tutoriels destinés aux débutants suggérant la manière de piloter une LED à partir de quelque chose sans assez de courant actuel:

schéma A
(option A)

mais pourquoi pas ceci:

schéma B
(option B)

L'option B semble présenter certains avantages par rapport à l'option A:

  • moins de composants
  • le transistor ne sature pas, conduisant à un arrêt plus rapide
  • le courant de base est bien utilisé dans la LED, au lieu de chauffer la résistance de base

et les avantages de l'option A semblent peu nombreux:

  • rapproche la charge du rail d'alimentation

mais lorsque Vcc est nettement supérieur à la tension directe de la LED, cela n'a guère d'importance. Alors, étant donné ces avantages, pourquoi l’option A serait-elle préférée? Quelque chose que je néglige?

Phil Frost
la source
3
Cette question est invalide car elle est basée sur une hypothèse erronée, ou du moins aucune preuve de la prémisse sur laquelle la question est basée. Je mets souvent la LED dans la jambe de l'émetteur. Quand la tension est suffisante, je pose la résistance sur l'émetteur et la LED sur le collecteur. Cela rend le courant absorbé de sorte que la tension d'alimentation importe peu tant qu'elle est suffisamment élevée pour que la tension totale soit suffisante et ne soit pas si élevée qu'elle provoque une dissipation excessive. C'est un bon moyen de gérer une offre qui peut varier. Fix et je vais annuler le -1.
Olin Lathrop
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@OlinLathrop Je pense que je vais sauvegarder Phil et dire que je ne me souviens pas de la dernière fois où j'ai vu un schéma en ligne pour un circuit de commande à LED qui était un émetteur suiveur. Pour les preuves antérieures, effectuer une recherche dans Google pour "schéma de pilote de LED" donne une combinaison de solutions à émetteur commun et à mode de commutation.
W5VO
1
@ W5VO: Comme je l'ai dit, souvent, je ne le fais pas de cette façon. Ce que les gens au hasard suggèrent sur Internet ne prouve pas grand chose d'utile. Demander pourquoi un groupe de personnes inconnues publient un type de réponse particulier n’est pas vraiment une question utile, mais je suppose que je vais y répondre quand même.
Olin Lathrop
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@OlinLathrop Vous devez écrire une réponse pour cette
Kortuk
En passant, la plupart des ingénieurs électriciens n'utilisent pas du tout un transistor à jonction bipolaire. Si vous utilisez un MOSFET à canal N pour commuter en masse, tous ces problèmes disparaissent. Vous pouvez placer la résistance avant ou après la LED, peu importe.
Gregg

Réponses:

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Je dirais qu'il y a moins de "pièges" avec l'option A. Je recommanderais l'option A aux personnes dont les compétences en électronique sont inconnues, car rien ne peut l'empêcher de fonctionner. Pour que l'option B soit viable, les conditions suivantes doivent être remplies:

  • VCCLEDVCCCONTROL
  • VCCVfLED+VBE
  • C'est une topologie unique aux appareils BJT

VCCVf

Rload

Rload=VCCVfLEDILED

Comparez cela à ce qui est requis pour l'option B et il y a une augmentation marginale de la difficulté:

Rload=VCCVfLEDVBEILED


Ajoutez à cela le fait que les avantages de l'option B ne sont souvent pas nécessaires. Mis à part le nombre réduit de pièces, le courant de base de l'option A ne devrait pas augmenter la consommation d'énergie de plus de 10%, et les voyants sont rarement (estimation qualitative non corroborée) suffisamment rapides pour permettre à la saturation en BJT de peser.

W5VO
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Si vous voulez inclure V_be dans votre deuxième équation, alors, en toute justice, vous devez inclure V_ce (sat) dans votre première équation.
Dave Tweed
3
@DaveTweed Bien sûr, vous avez toujours Vce, mais à saturation, il peut être inférieur à 0,1 V. La chute vers l'avant de votre LED ou votre alimentation peut varier autant. Je dirais que c'est dans le bruit du calcul et peut être ignoré en toute sécurité. Cependant, Vbe est important lorsque vous faites face à de faibles voyants Vf (rouge, IR) ou à de faibles tensions d'alimentation, car il est beaucoup plus grand. Je peux penser à des situations où cela aurait de l'importance, mais aucune à un émetteur-suiveur ne fonctionnerait aussi bien.
W5VO
1
Je ne sais pas si vous pouvez dire que c'est unique aux BJT - un MOSFET fonctionne aussi comme un suiveur de source, mais je suppose qu'un BJT le fait mieux, à bien des égards.
Phil Frost
1
@PhilFrost Il serait peut-être préférable de dire qu'il convient parfaitement à un TJB. Un MOSFET ne vous donnerait pas le même comportement avec la même configuration d'entrée de base et la même topologie de circuit. Cela ne veut pas dire que vous ne pourriez pas le faire fonctionner, mais ce ne serait pas équivalent.
W5VO
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Une variante encore meilleure de votre option "B" consiste à mettre la LED en série avec le collecteur, tout en laissant la résistance en série avec l'émetteur.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Cela transforme le transistor en un récepteur de courant contrôlé, où le courant est déterminé par la tension de base, moins V BE , aux bornes de la résistance. La tension de base provient normalement d'une sortie numérique d'un microcontrôleur, qui est alimenté par un régulateur, de sorte que sa valeur est étroitement contrôlée. Par exemple, si vous utilisez une logique 3,3 V et que vous avez une résistance de 270 Ω, vous obtiendrez une belle 10 mA par le biais de la LED.

L'anode de la LED (ou même une longue chaîne de LED) est alimentée par une tension plus élevée (qui n'a même pas besoin d'être régulée), et quelle que soit la chute de tension n'apparaissant pas sur la ou les LED (s) apparaissant sur le transistor.

Dave Tweed
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Je suppose que j’envisageais des cas où il n’y avait qu’une alimentation + 5V disponible, mais c’est un bon point, lorsqu’une tension supérieure à la logique est disponible. Je suppose que l'on pourrait toujours ajouter de la résistance à la base pour créer un diviseur de tension également, et attribuer la même valeur à l'option A.
Phil Frost
@Dave Pourriez-vous ajouter un schéma montrant votre variante de l'option "B"? Serait utile pour le visuel.
JYelton
@Jelton je viens de faire. J'espère que j'ai bien compris.
Phil Frost
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L'option B requiert que le signal de commande soit élevé à une tension supérieure à la tension de chute de la LED plus la tension de chute base / émetteur. Si votre pilote de commande est capable de fonctionner à une tension supérieure à la tension de chute de la LED plus la tension de chute de la base du transistor / de l'émetteur, l'option B sera alors valide.

L’option A, en revanche, peut facilement piloter toute tension de chute de LED en supposant que votre rail d’alimentation est suffisamment haut et que vous n’atteignez pas la tension de rupture base / collecteur.

Gardez également à l'esprit que si vous avez l'intention de piloter plusieurs LED en série, vous devez additionner toutes les tensions de chute des LED.

helloworld922
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Compte tenu de la capacité limitée des sorties TTL à tirer haut, l’option A était la plus sûre à l’époque. C'était probablement quand les éducateurs d'aujourd'hui apprenaient ...
Brian Drummond
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L'option A est un commutateur ON / OFF soigné. Lorsque BJT est saturé, le courant de la LED dépend essentiellement de Vcc et de R3. La luminosité de la LED est donc constante.

L'option B est un "suiveur d'émetteur" et fait en sorte que le courant de la LED dépende de la tension d'entrée, car VE serait Vin -0,7.

L'option B est utile si vous souhaitez contrôler le courant et la luminosité de la LED. Mais la plupart du temps, il vaut mieux utiliser l'option A et un schéma PWM (plus précis).

Joan
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Pourquoi l'option B est-elle moins adaptée au contrôle PWM? Je dirais que c'est mieux adapté. Entre autres choses, l'option B ne présente pas de délai de stockage .
Phil Frost
Phil, le délai de stockage est généralement négligeable aux fréquences PWM communes, surtout si nous voulons contrôler la luminosité des LED, quelques kHz suffisent. Deuxièmement, un pilote PWM est normalement un microcontrôleur pouvant fonctionner à 3V3 ou moins (déjà peu à 5V). Vous pourriez ne pas avoir assez de tension pour gérer la configuration EF.
Joan
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Je ne suis pas convaincu de votre hypothèse implicite selon laquelle la méthode habituelle consiste à utiliser une configuration d'émetteur commun. Cependant, supposons que c'est vrai. Cela ne vaut pas la peine d'entrer dans le bien-fondé des différentes approches car ce n'est pas votre question de toute façon.

Je pense que la raison en est que la configuration de l'émetteur commun est celle qui est conceptuellement évidente, et il n'y a guère plus que cela. N'oubliez pas qui écrit ce genre de conseil que vous "voyez quelque part sur Internet". Le type qui utilise la méthode qui convient le mieux à sa conception sans s’y rendre compte c’est même un problème qui ne va pas consister à écrire une page Web sur la façon de piloter une LED. C'est la personne qui vient de passer 2 jours à déterminer quelles jambes du transiteur est le collecteur, Emisser et la base-a-ma-chose . J'ai fini de me faire clignoter une LED !!! Pour ces personnes, la configuration de l'émetteur commun est celle qui est conceptuellement évidente.

L’émetteur commun est en quelque sorte le cas d’affiche sur la façon d’utiliser un transistor bipolaire. La façon dont le transistor fournit l’amplification est plus évidente. Pour les novices, les émetteurs suiveurs et, pire encore, utiliser un bipolaire comme puits de courant contrôlé ressemblent à des concepts avancés.

Olin Lathrop
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Pourriez-vous s'il vous plaît remplacer le deuxième paragraphe par un (puis troisième) paragraphe qui explique un peu ce qui fait du BJT un puits de courant contrôlé ? Cela rendrait votre réponse plus précieuse. Je vous remercie.
essayer-attraper-finalement
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@try: Ce serait sortir du sujet de la question, ce qui explique pourquoi une méthode est plus communément "vue sur Internet".
Olin Lathrop