Por que você precisa de 2 resistores ao conectar um transistor como uma chave

Qual é o ponto do R2 no diagrama a seguir:

Eu entendo que o R1 controla a corrente para a Base, mas o que o R2 faz?

O resistor R2 é usado para trazer a tensão na base para um estado conhecido. Basicamente, quando você desativa a fonte de corrente existente no outro lado do R1, a linha inteira entra em um estado desconhecido. Ele pode captar alguma interferência perdida e isso pode influenciar a operação do transistor ou do dispositivo do outro lado ou pode levar algum tempo até que a tensão caia apenas com a base do transistor. Observe também que a fonte de corrente que passa por R1 pode vazar e isso pode afetar a maneira como o transistor opera.

Com o R2, que está na configuração chamada resistor pull-down, estamos certos de que qualquer tensão em excesso que possa haver no ramo que contém R1 será conduzida com segurança ao solo.

Há dois motivos possíveis:

1. Como outros já disseram, R2 atua como um pulldown no caso em que a extremidade esquerda de R1 é deixada flutuando. Isso é útil quando qualquer R1 de condução pode ter alta impedância.

2. Como um divisor de tensão. A tensão BE de um transistor bipolar de silício é de cerca de 500-750mV quando ligada. Em alguns casos, você pode desejar um limite mais alto para a tensão de controle ligar o transistor. Por exemplo, se R1 e R2 forem iguais, o transistor começará a funcionar com o dobro da tensão que teria sem R2.

Além das razões mencionadas por Olin, há mais uma: o R2 garante que o transistor se desligue rapidamente.

Suponhamos que você tenha uma fonte que não seja uma chave, mas um circuito TTL como um 74LS04. Os circuitos TTL (pelo menos o TI SN74LS04) têm uma alta tensão de saída mínima de 2,4V e uma baixa tensão de saída máxima de 0,4V. E suponha que R1 seja 1K e a queda de Vbe "on" é de cerca de 0,6V.

Isso fornece uma corrente de 1,8mA (= (2,4V-0,6V) / 1K) para ligar o transistor, mas apenas -0,2mA para desligar o transistor. Os transistores bipolares possuem capacitância parasitária que precisa ser carregada / descarregada (não é exatamente o mesmo comportamento dos MOSFETs).

Agora coloque R2 = 1K: isso retira 0,6mA de um transistor Vbe = 0,6V, produzindo uma corrente de ativação de 1,2mA e uma corrente de desativação de -0,8mA, para que o comportamento da desativação seja mais rápido.

A razão óbvia para isso é servir como um resistor pull-down, para garantir que a base seja mantida baixa (quando não houver sinal específico através de R1), a fim de evitar comutações espúrias. Se houver qualquer outra razão para isso, não está saltando para mim.

Assim como (e parcialmente parte) do que é dito por outros, o transistor produz uma corrente de fuga do emissor de base. Com o inversor no circuito aberto R1 e o R2 omitido, a base flutua e a corrente de fuga desenvolve uma tensão na junção BE, que pode ligar o transistor. R2 fornece um caminho para essa corrente. Como a corrente é pequena, R2 pode ser grande e o valor real usado geralmente é muito menor que o necessário. Enquanto R2 dissipa pouca energia em comparação com a energia em R1, ter R2 na faixa de 10 a 100 da faixa de kilohm não faz mal.