Come posso ridurre efficacemente la tensione necessaria per attivare un transistor?

Ho creato un circuito che fondamentalmente collega la linea di uscita (uscita audio) di un dispositivo di riproduzione musicale a una serie di LED (in realtà una striscia enorme di circa 200 LED), quindi lampeggiano in tempo con la musica (dai tutorial di Internet - I sono un po 'principiante).

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^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Il mio circuito funziona molto bene usando il mio laptop come dispositivo audio (collegando il mio circuito al jack per cuffie su di esso). Ma quando uso qualcosa di più piccolo come un iPod, le luci si accendono a malapena.

Ho provato a utilizzare una coppia Darlington (sotto), ma questo peggiora il problema. Questo è il motivo per cui penso che il problema sia che l'uscita audio non sta raggiungendo i 0,7 volt attraverso la base e l'emettitore che il transistor TIP31C deve attivare (la coppia Darlington significa che ora ha bisogno di 1,4 volt per attivare).

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^{simula questo circuito}

Dalla mia ricerca, sembra che l'uso di un amplificatore operazionale potrebbe essere la strada da percorrere, per amplificare il segnale di uscita audio prima del transistor TIP31C. Qualcuno sarebbe in grado di suggerirne uno e a quali ingressi dovrei collegarmi?

Ho anche letto che i transistor al germanio hanno bisogno solo di 0,3 V attraverso la base e dell'emettitore per l'attivazione, sarebbe utile?

— Craig Walton
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Ho rimosso l'esplicito "grazie" dal tuo post. Puoi esprimere il tuo ringraziamento votando tutte le risposte valide che arrivano e tramite commenti a quelle risposte. (Le votazioni sono il canale preferito.)

— Adam Lawrence,

Risposte:

In breve: non puoi. La soglia di 0,6 V per un BJT è una conseguenza della fisica delle giunzioni PN in silicio.

Un transistor al germanio funzionerebbe, ma dovrai ordinarlo per posta e sarà costoso.

Un amplificatore operazionale rail-to-rail può davvero essere un'opzione.

Tuttavia, un'altra soluzione è quella di aumentare la tensione del segnale audio, anziché abbassare la soglia del transistor. Puoi farlo in due modi:

Ridurre la tensione dell'emettitore

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^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Ora, il segnale audio è 0,6 V più alto dell'emettitore. Ovviamente, dovresti trovare un modo per ottenere un alimentatore da 0,6 V e probabilmente regolarlo per ottenere l'azione che desideri. C'è un altro modo ...

Aggiungi un bias DC al segnale

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^{simula questo circuito}

Qui puoi regolare il piatto per aggiungere una certa quantità di polarizzazione DC al segnale per ottenere la sensibilità che desideri. Il condensatore serve per isolare questo DC dalla sorgente audio consentendo al contempo il passaggio del segnale AC. Questo si chiama accoppiamento capacitivo .

R4 esiste per limitare la corrente di base nel caso in cui R1 sia regolato troppo lontano. Non ha senso distorcere il segnale al di sopra di 0,7 V poiché ciò significherebbe che il transistor è sempre acceso, quindi R4 rende anche più ampio l'intervallo di regolazione utile di R1.

Inoltre, notare in entrambi i casi che ho aggiunto un resistore alla base del transistor. Non vuoi fare questo errore .

— Phil Frost
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Ho provato ad aggiungere un bias DC al segnale, un problema però! Il mio circuito è a 12V, 4A (proviene da un trasformatore necessario per alimentare i 300 LED). Quindi, quando il transistor TIP31C non è acceso (quindi la corrente non scorre attraverso la striscia LED), la pentola doveva prendere 48 watt, che lo ha fatto esplodere. Non riesco a trovare pentole con una potenza così grande. Eventuali suggerimenti?

— Craig Walton,

1 k Ω

$1k\Omega$

(12 V)^{2} / 1000 Ω = 0.144 W

$(12V)^2/1000\Omega = 0.144W$

@CraigWalton, mi è capitato di trovare questa risposta sull'accoppiamento capacitivo e sulla polarizzazione DC: electronics.stackexchange.com/questions/60694/…

— Phil Frost,

Ho frainteso la potenza, ho pensato che sarebbe stato 12V * 4A = 48W. Ho letto la domanda e la risposta "Accoppiamento capacitivo / polarizzazione DC", ora ha molto più senso. Sto lottando per capire quale valore della capacità usare. So che devo usare F = 1 / (2 π RC) dove F è la frequenza più bassa (20Hz), R è l'impedenza che guiderà in Ω, C è la capacità. L'impedenza nel tuo circuito di polarizzazione DC sopra sarà qualunque sia la "metà inferiore" della resistenza del piatto, cioè, come se ci fossero 2 resistori fissi, sarà solo la resistenza inferiore?

— Craig Walton,

1 μ F

$1\mu F$

È possibile utilizzare un amplificatore operazionale che accetta l'ingresso sulla guida negativa, ad esempio LM158 , per pilotare il transistor di commutazione principale (BJT o MOSFET), quindi:

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^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

La disposizione di cui sopra farà illuminare i LED a un segnale di picco-picco inferiore a 150 mV.

Per un guadagno più elevato, ridurre R2.
Se i LED rimangono sempre accesi, ridurre il guadagno aumentando R2.
Per aumentare la corrente massima attraverso i LED, ridurre il valore di R4 (e viceversa)

Il diodo Schottky BAR28 viene aggiunto per deviare a terra la parte negativa del segnale di ingresso, per evitare di esporre l'ingresso dell'amplificatore operazionale a una tensione troppo bassa sotto la guida di terra.

— Anindo Ghosh
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Anch'io consiglierei un circuito operazionale, come l'LM158 ha già suggerito. È un buon modo per garantire che il circuito possa essere facilmente modificato per adattarsi a diverse fonti audio. La mia unica avvertenza è che se usi un diodo per bloccare il segnale negativo come mostrato, assicurati di aggiungere una resistenza all'ingresso, o rischierai di tagliare l'audio e causerai distorsione udibile. Ho riscontrato che l'impedenza tipica del padiglione auricolare si trova nelle vicinanze di 32 ohm, quindi un resistore intorno a 1K o superiore dovrebbe prevenire questo problema. (Mi dispiace, avrei aggiunto questo suggerimento come commento, ma non ho ancora abbastanza "reputazione")

— lascivo
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