Давайте-ка поспорим.

В согласии с вашими исходными посылками примем, что ток коллектора должен быть не менее 16 мА, а минимальный коэфф. передачи тока у транзистора - 100. Ток в базе у него должен быть, таким образом, не менее 160 мкА, но и, по возможности, ненамного более чем 160 мкА, поскольку при дальнейшем увеличении тока он будет входить во все более глубокое насыщение. Положим также, что ваши расчеты верны и выполнены для случая минимальной температуры окружающей среды. И вот возникает вопрос: а как глубоко войдет в насыщение этот же транзистор, но имеющий максимально возможное значение коэфф. передачи тока и работающий при максимальной температуре окружающей среды? Для него - будет ли отличаться время выхода из насыщения при исходном значении номиналов и при предложенных вами номиналах? А если будет отличаться - то насколько?

Мой ответ - отличаться если и будет, то не настолько, чтобы это кто-то вообще заметил. В пределах погрешности измерения. А посему считать основной функцией данного резистора "ускорение запирания" есть заблуждение. Это у него вторичная, побочная, не всегда исполняющаяся и потому не имеющая значения функция, которая может как-то работать разве что в тепличных лабораторных условиях и путем подбора номинала резистора под конкретный экземпляр транзистора.

Кроме того, на практике низкое значение сопротивления R2 вообще делает все манипуляции с R3 иррелевантными. Поскольку КМОП порт, который выдает сигнал на R2, эффективно тянет R2 не только к питанию, но и на землю.

Попробуйте подумать в таком направлении - пойдем на поводу у вашей гипотезы и временно исключим R3, как не влияющий на скорость. При открывании ток базы будет (3.3в - 0.8в) / R2 = 2.5в / R2 , при закрывании - -0.8в / R2. Вы не находите, что токи отличаются почти в 3 раза? Или будете утверждать, что эти токи никак не влияют на время закрывания/открывания?

При моих номиналах ток открывания 150мкА, ток закрывания = -0.8в / R2 - 0.8в / R3 = -1.7мА. Согласитесь, что больший закрывающий ток приводит к более быстрому закрыванию транзистора. Опять же напомню, что процесс закрывания состоит из двух стадий - рассасывания неосновных носителей и лишь потом собственно падение коллекторного тока. Вот как раз время рассасывания и является основным "тормозом" закрывания транзистора. И именно на его уменьшение и нацелен низкий номинал R3. А заодно и на уменьшение времени падения коллекторного тока.

haker_fox: вы можете промоделировать работу этого каскада с обоими вариантами номиналов?

Буду продолжать утверждать, что влияние это несущественно, поскольку и в том и в другом случае транзистор находится в насыщении. Разница была бы существенной, если бы в одном случае он был на границе активного режима, а в другом - в насыщении. Однако на границе активного режима он будет находиться только в случае минимальго коэф. передачи по току и минимальной температуры окружающей среды. Во всех остальных случаях транзистор находится в насыщении и выходит из него довольно долго. Причем номинал резистора в базе влияет не так уж сильно, в силу того, что у базы есть собственное объемное сопротивление, и оно довольно велико.

Вот если бы вы диод Шоттки поставили между базой и коллектором, тогда бы работа на границе насыщения обеспечивалась при любом значении коэфф. передачи тока и температура. Вот это бы, действительно, обеспечило ускорение запирания. Или если бы вы ускоряющие конденсаторы предложили использовать.

А при насыщении неосновные носители из базы святым духом выносит? Или все же вытекающим током, который в моем случае существенно больше?
Хотя бы порядок этого сопротивления укажите, что ли.
Методы ускорения мне известны, но речь сейчас не о них.

Ага, святым духом. Насколько я знаю, они в основном рекомбинируют на золотом допинге, который вводят в базу как раз для этого. Поиграйтесь с относительно современными транзисторами типа BC548 и убедитесь, что догмы, которые в нас вдалбливали по учебникам полувековой давности, на них не очень-то распространяются.


Несколько сотен ом.


Вот именно, что не о них, поскольку резисторами с базы на землю существенного ускорения не добьешься.

Открываем даташит на использованный haker_fox 2N3904. Смотрим динамические характеристики:

Это то самое время рассасывания неосновных носителей. С чего бы это они указывали ток базы, если он, по вашим утверждениям, "не влияет"?

То есть по сравнению с ним десяток килоом или несколько сотен ом - все же существенная разница?

Да вы что, первый раз на свет родились, что ли? Они же обязаны указать режим измерения, без этого их или в суд потянут, или будут презирать за непрофессионализм и не станут покупать продукты.

И обратите внимание, что в указанном в даташите режиме глубокого насыщения (ток базы 1 ма, ток коллектора 10 мА, при типовом коэфф. передачи по току 300) время смехотворно мало - гарантируется не более 0.2 мкс. То есть, безо всяких там резисторов с базы на землю, в глубоком насыщении, просто так, с кондачка, при помощи святого духа и золотого легирования базы, транзистор будет прекрасно шпарить на частоте 5 МГц. И стоит ли на этом фоне сопли по стеклу развозить?

Ага. И 1mA закрывающего тока тоже от святого духа берется.

Дабы поставить точку. Попросил товарища промоделировать в микрокапе:
вариант с R3 = 10К, R2 = 1.2К:


вариант с R3 = 680 Ом, R2 = 1.8K:


Если для вас уменьшение времени закрывания почти в 6 раз - "несущественно", "в пределах погрешности измерения", то дальше спорить смысла нет.
Видимо микрокап не знает, что "догмы из учебников полувековой давности" отменили.

Диспут продолжается) Я прошу прощения, интерес к теме не потерял, сильно загружен работой, даже нет времени на симуляцию, вернее сил... Спасибо!

А какой практический смысл в этих ваших "в 6 раз", если для данного транзистора даже для более худшего случая гарантировано 0.2 мкс, тогда как время срабатывания оптопоры, которой он управляет - аж 4 мкс? Ну, даже если доведете вы время срабатывания транзистора до 1 нс, то когда начнете измерять параметры устройства, то заметите ли разницу? Нет, не заметите. Все ваши ухищрения уложатся в разброс времени срабатывания между разными экземплярами оптопар. Поэтому когда вы возьмете два устройства, с вашими улучшениями и без них, и будете измерять параметры, то не сможете уверенно сказать, какое из них сделано по-вашему, а какое - нет. Все эти мнимые улучшения уложатся в погрешности измерения и в разбросы параметров.

Не говоря уж о том, что моделирование для конкретного транзистора в контексте топика - есть практически чистое жульничество. Я же ясно сказал, что в тепличных лабораторных условиях можно выжать заметную разницу, однако никакого смысла она не имеет. Просите вашего коллегу выдать результаты для минимальной и максимальной рабочих температур, а также для минимального и максимального коэфф. передачи по току для транзистора., вот тогда будете графиками трясти. Если, конечно, будете - подозреваю, что желание их демонстрировать резко уменьшится.

Мы рассуждаем о том, как делать правильно, или о том, что "в данном случае и так сойдет"?
Вот сами и выдавайте результаты. От вас пока только общие сотрясения воздуха. Я писал что резистор существенно уменьшает время закрывания - я это показал. Вы утверждали обратное. Хотите - доказывайте. Не хотите - будем считать это сотрясениями воздуха. Мне надоело в одностороннем порядке тратить на вас свое и чужое время.

А был ли смысл?
Ну все теперь уже убедились в неграмотности "теоретика", который вместо проверки чего-то на практике, будет УТВЕРЖДАТЬ, что этого не может быть потому, что ОН этого не понимает.

а вот не поленюсь сейчас, и промоделирую. но после этого Вы обязуетесь принести публичное извинение и признать свою неправоту. идет?

Так что, поленились таки? Ну, тогда я не поленюсь. Симулятор Simetrix, спайс-модель транзистора 2N3904 взята на сайте OnSemi. Оптрон представлен тремя последовательно включенными диодами, питание 5В, сигнал амплитудой 3.3В, частота 10 кГц, фронты 1 нс. Обычное transient моделирование, однако шаг выбран мелкий, 0.1 нс, чтобы не было сомнений.

Схема



Результаты прогона:
- исходная схема R1=1.2k, R2=12.4k - зеленая линия
- улучшенная схема R1=1.8k, R2=680R - синяя линия



Обещанного "улучшения в 6 раз" почему-то не наблюдается... Сергей, может, ваш товарищ КТ315 использовал для моделирования?

Смех смехом, однако замечу, что представленный мной результат поддается независимой проверке, все необходимые сведения я привел. А что там ваш анонимный коллега моделировал - бог весть...



А что есть "правильно", по-вашему? Добиться улучшения работы устройства на 0.01%, затратив кучу времени на поиск никому не нужных блох? Или же сконцентрироваться на тех местах, где можно добиться реального улучшения работы и не заморачиваться бессмысленным улучшательством?

Для инженера "правильно" - это прежде всего "оптимально".

Народ уже два десятка сообщений написал про транзистор, питающий светодиод оптопары. Есть ведь транзисторы с интегрированными резисторами. Почему бы не использовать их (или хотя бы подсмотреть номиналы резисторов). Вот например nxp, onsemi, fairchild.

Как правило, американские фильмы с суффиксом "-2" хуже первых. В данном случае проглядываются параллели. Оригинальная схема из первого сообщения имела линию для переключения RX/TX. В новой версии решено использовать стартовый бит для переключения. Притом сделано безобразно (диод-резисторная логика...). В худшем случае может вообще не переключиться (мороз, максимальное напряжение выхода оптопары, минимальное напряжение переключения триггера Шмита). А если переключиться, то сильно укоротив стартовый бит. А его длительность принципиально важна. От этого фронта приёмник отсчитывает середину интервала, для приёма данных.

Если ставить D2, R8, C4, то лучше заменить 74HC14 на 74HC132. Один вход 2И-НЕ элемента подключить туда, где сейчас вход U3A, второй вход на выход оптопары U2. выход 2И-НЕ на разрешение передатчика U4. В этом случае стартовый бит будет передан лучше.