Зачем управлять светодиодами с общим эмиттером?

Я бы сказал, что с вариантом А меньше «подводных камней». Я бы рекомендовал вариант А людям с неизвестными навыками электроники, потому что мало что может помешать ему работать. Чтобы вариант Б был жизнеспособным, должны выполняться следующие условия:

• $V_{CC_{LED}}$должно быть равно$V_{CC_{CONTROL}}$
• $V_{CC}$должно быть больше, чем$V_{f_{LED}} + V_{BE}$
• Это топология, уникальная для устройств BJT.

Эти условия не так универсальны, как может показаться на первый взгляд. Например, при первом допущении исключается любой вспомогательный источник питания для нагрузки, отдельный от источника питания логики. Он также начинает ограничивать значения$V_{CC}$для одного светодиода, когда вы начинаете говорить о синих или белых светодиодах с$V_f$> 3,0 В и контроллер работает от источника питания менее 5,0 В. И я думаю, что еще одна вещь заключается в том, что вы не можете заменить BJT в варианте B на MOSFET, если хотите устранить этот базовый ток.

Кроме того, сложнее (незначительно, но все же) рассчитать сопротивление нагрузки. С вариантом А вы можете использовать аналогию, такую ​​как «представьте, что транзистор работает как переключатель». Это легко понять, и тогда вы можете использовать знакомые уравнения для расчета$R_{load}$.

$R_{load}=\dfrac{V_{CC}-V_{f_{LED}}}{I_{LED}}$

Сравните это с тем, что требуется для варианта B, и вы увидите незначительное увеличение сложности:

$R_{load}=\dfrac{V_{CC}-V_{f_{LED}}-V_{BE}}{I_{LED}}$

Прибавьте к этому тот факт, что преимущества варианта Б часто не нужны. Помимо уменьшенного количества деталей, базовый ток из варианта A не должен увеличивать энергопотребление более чем на 10%, а светодиоды редко (необоснованное качественное предположение) управляются достаточно быстро, чтобы насыщение BJT имело значение.

Еще лучший вариант вашего варианта «В» — включить светодиод последовательно с коллектором, а резистор оставить последовательно с эмиттером.

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

Это превращает транзистор в управляемый сток тока, где ток определяется базовым напряжением минус V _BE на резисторе. Базовое напряжение обычно поступает с цифрового выхода микроконтроллера, который питается от регулятора, поэтому его значение жестко контролируется. Например, если вы используете логику 3,3 В и имеете резистор 270 Ом, вы получите хорошие 10 мА через светодиод.

Анод светодиода (или даже длинная цепочка светодиодов) питается от более высокого напряжения (которое даже не нужно регулировать), и любое падение напряжения, которое не появляется на светодиодах, появляется на транзистор.

Вариант B требует, чтобы управляющий сигнал был повышен до более высокого напряжения, чем падение напряжения светодиода плюс падение напряжения базы/эмиттера. Если ваш управляющий драйвер может работать при более высоком напряжении, чем падение напряжения светодиода плюс падение напряжения базы/эмиттера транзистора, то вариант B будет действительным.

Вариант A, с другой стороны, может легко управлять любым падением напряжения светодиода, если ваша шина питания достаточно высока и вы не достигаете напряжения пробоя базы/коллектора.

Также имейте в виду, что если вы собираетесь подключить несколько светодиодов последовательно, вы должны сложить все напряжения падения светодиодов.

Вариант А — аккуратный переключатель ВКЛ/ВЫКЛ. Когда BJT насыщен, ток светодиода в основном зависит от Vcc и R3, поэтому светодиод будет иметь постоянную яркость.

Вариант B представляет собой «эмиттерный повторитель» и заставляет ток светодиода зависеть от входного напряжения, так как VE будет равно Vin -0,7.

Вариант B хорош, если вы хотите контролировать ток и яркость светодиода. Но в большинстве случаев это лучше сделать с вариантом А и схемой ШИМ (более точно)

Я не убежден в вашем подразумеваемом предположении, что обычным способом является использование конфигурации с общим эмиттером. Однако предположим, что это правда. Не стоит вдаваться в достоинства различных подходов, так как это все равно не ваш вопрос.

Я думаю, причина в том, что конфигурация с общим эмиттером является концептуально очевидной, и в ней есть немного больше. Имейте в виду, кто пишет такого рода советы, которые вы «где-то видите в Интернете». Парень, который использует какой-либо метод, подходящий для конкретной конструкции, даже если ему это не приходит в голову, даже не подумает написать веб-страницу о том, как управлять светодиодом. Это человек, который только что провел 2 дня, выясняя, какие ножки транзистора являются коллектором, излучателем и основанием, а затем неделю заставлял код микроконтроллера мигать светодиодом, который собирается с гордостью опубликовать Looky me world, Я моргнул светодиодом!!! Для таких людей конфигурация с общим эмиттером является концептуально очевидной.

Общий эмиттер — это пример использования биполярного транзистора. Более очевидно, как транзистор обеспечивает усиление. Для новичка эмиттерный повторитель и, что еще хуже, использование биполярного транзистора в качестве управляемого стока тока, звучит как продвинутая концепция.