O que o BJT (PNP) com CE em curto faz?

Eu estava navegando na folha de dados da TI por um LM78L05 e percebi o esquema esquemático do aplicativo:

Observe como o Q2 tem seu coletor e emissor em curto. Não posso dizer que já vi isso antes e a pesquisa não apareceu nada.

Qual o papel do Q2 nessa configuração?

Eu meio que desconfio de um diodo, mas não consigo entender por que um diodo antigo simples não funcionaria melhor e seria muito mais barato. A folha de dados 2N4033 o descreve como um transistor RF de silício PNP de uso geral.

Eu acho que eles brincaram. O coletor em curto até a base é mais comum, mais lógico e provavelmente mais preciso e mais confiável. Se você desconectar o coletor do emissor e conectá-lo à base, obtém um espelho ou multiplicador de corrente. Google "espelho atual". (Neste tópico, ignore o artigo da Wikipedia.) Você verá esquemas de variações usando dois BJTs: dois NPNs no trilho 0V ou -V ou dois PNPs no trilho + V. (Mas muitos não oferecem aplicações práticas como esse amplificador de potência.) O fator de escala é decidido pela proporção dos dois resistores emissores. Mas a precisão da escala é controlada pela correspondência V _BE . Para o melhor V _BEOs transistores devem ser do mesmo tipo e manter suas temperaturas próximas, montando-os no mesmo dissipador de calor (mesmo que o Q1 tenha muito pouca dissipação). É claro que um diodo simples funciona, mas a correspondência não é tão boa. Colocar o diodo simples no dissipador de calor com o transistor pode ser uma melhoria.

Redesenhar o circuito torna mais óbvio o que está acontecendo. Q2 e R2 reduzem a tensão de entrada no regulador, para medir a corrente que ele está puxando (a maioria vai para a carga). A rota Q1 e R1 4 vezes a corrente Q2 em torno do regulador para a carga. O regulador ainda regula + 5V na carga, mesmo que 80% da corrente seja fornecida via Q1. (R3 é mais sutil. Reduz a parcela do Q1 da corrente de carga quando a corrente de carga é pequena. O regulador também envia alguma corrente ao terra. Sem R3, o espelho de corrente também multiplica essa corrente, o que faria com que a tensão de saída excedesse + 5V, Com esse desequilíbrio deliberado, pode-se argumentar que a precisão do V _BE a correspondência não é tão importante; portanto, um transistor correspondente em Q2 não é tão importante; portanto, diodo ou transistor conectado incorretamente não é um problema.)

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

No Manual do Regulador Linear Nacional de Semicondutores de 1980 , a seção 7.1.3 possui um High Current Regulator with Short Circuit Limit During Output Shorts, em um layout idêntico, mas com Q2 sendo um diodo simples D.

$Q1$$R2$$R1$$V_d = V_{be}(Q1)$

$I1 = \dfrac{R2}{R1} \cdot I_{REG}$

Durante os curtos de saída

$I1(sc) = \dfrac{R2}{R1} \cdot I_{REG}(sc)$

$Q1$$0jC$$R2/R1$$Q1$

O diferencial mínimo de tensão de entrada para saída do circuito regulador é aumentado por uma queda de diodo mais a queda de Vr1.

Considerando o layout idêntico, e NatSemi sendo a fonte dos layouts, o Q2 PNP CE em curto-circuito atuará da mesma maneira. Como o @Robherc sugere, provavelmente é usado como um par correspondente, para fornecer algum ganho de desempenho em comparação com um diodo aleatório que teria um desempenho muito diferente. Inigualável, eu suspeito que as diferentes curvas IV podem levar a condições acima ou abaixo das atuais ou a muito ciclismo / oscilação. Obviamente, considerando que a nota de aplicação sugere um diodo, esse provavelmente não é o caso.

Essa proteção contra curto-circuito é adicionada devido ao uso de um transistor de passagem externo, impedindo que a proteção interna contra curto-circuito funcione. Pode ser omitido se a proteção contra curto-circuito não for necessária.

Meu palpite é que eles estão usando o transistor em curto-circuito da CE para compensar / equilibrar a tensão de compensação BE de Q1.

Embora um diodo possa tecnicamente realizar a mesma função, o uso de um transistor correspondente deve fornecer uma resposta mais semelhante.

Um transistor é como dois diodos paralelos quando você coloca o C e E em curto. Eu ouvi falar de usar NPNs como diodos apenas com o NP (mas por que fazer isso quando você pode obter um diodo? Acho que me lembro de tentar isso quando eu era criança experimentando eletrônica. Nunca os usei na configuração da pergunta esquemático.

Nessa configuração, eles quase têm a mesma curva IV, mas o NPN não funciona da mesma forma que um diodo quando na varredura negativa, como dois diodos consecutivos. Observe que todos os nós têm a mesma curva, exceto 2 e 4. Não posso falar pela configuração do mundo real, pois na verdade não usei um transistor como esse, mas ele fez quase o que eu pensava.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Um transistor conectado como esse atua como um diodo com tempos SUPER rápidos de ligar e desligar, além de uma resistência direta super baixa.