Оконный компаратор LM393 для управления светодиодом

Для оконного компаратора я предполагаю, что у вас есть пара устройств LM393 с их выходами, соединенными вместе для проводного ИЛИ:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

В разделе 6.8 таблицы данных LM393 вам сказано, что ток утечки через его выходной транзистор может достигать 1 мкА, поэтому при параллельном подключении пары он может достигать 2 мкА, когда они оба выключены (выход высокий).

На странице 2 таблицы данных 2N3906 коэффициент усиления по току β всегда составляет не менее 60 для токов коллектора до 50 мА и, вероятно, намного больше этого. При токе базы 2 мкА вы можете ожидать, что ток коллектора превысит$60 \times 2\mu A = 120\mu A$, что достаточно легко, чтобы этот светодиод светился достаточно ярко, даже если он должен быть выключен.

Чтобы предотвратить это, вы должны включить R1, цель которого — предотвратить падение потенциала в узле X до уровня, достаточного для смещения транзистора, когда текут эти 2 мкА тока утечки. Я произвольно решил, что когда 2 мкА протекает через R1, 0,2 В на нем будет достаточно далеко от 0,7 В для этой цели:

Если бы ваш источник питания был только на 5 В, ток утечки, потребляемый выходами компаратора, был бы незначительным и составлял 0,1 нА (удивительно, см. техническое описание LM393, раздел 6.7). В этом случае резистор R1 не нужен, так как через резистор R2 не будет протекать заметный ток на землю. Ток базы был бы равен нулю, как и ток коллектора, в принципе. На практике R1 включается для отвода реального тока утечки, потребляемого выходами компаратора, так что он никогда не проходит через R2 и не становится базовым током.

Значение R2 выбирается таким образом, чтобы пропускать достаточный ток для насыщения транзистора при токе коллектора 25 мА. Поскольку мы уже знаем$\beta\ge 60$, я хотел немного места над головой, так что я предполагаю худший случай$\beta =50$. Это означает, что мне нужен базовый ток:

Базовый потенциал будет примерно на 0,7 В ниже, чем 24 В, когда выход компаратора переводит узел X в низкий уровень, поэтому напряжение на R2 в этом состоянии будет$V_{R2} = 24-0.7 = 23.3V$. Чтобы пройти 500 мкА:

Это верхний предел, так как нам нужно не менее 500 мкА для$I_B$. Следующее значение резистора E12 ниже 47 кОм составляет 39 кОм.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Я предполагаю, что это ваша конфигурация. Смещение должно быть проверено, я увидел некоторые правдоподобные значения, но я не уверен, что это сработает.

Подтягивающий резистор (R1) в PNP-транзисторе не является строго необходимым (в MOSFET он необходим), так как BJT работает с током, проходящим через него. Когда он не опущен, ток базы отсутствует, и транзистор закрывается.

Однако это хорошая практика, потому что

1. это дешево

2. это дает вам немного лучшее действие переключения (на самом деле это не проблема с нагрузкой 25 мА)

3. делает схему более устойчивой к помехам

Меня больше беспокоит токоотвод при переходе с 24 В на 3,3 В при 5 мА (820 Ом с рассеиваемой мощностью более 500 мВт). Имейте в виду, что обычно Vf является номинальным и сильно варьируется.