Control de corriente del transistor con amplificador diferencial de retroalimentación positiva

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Hola gente,

Quiero analizar la funcionalidad de la siguiente configuración de OpAmp que parece estar empleada como conversión de voltaje - corriente. La retroalimentación positiva (¡esto no es un fallo y se hace intencionalmente!) De la resistencia de detección de corriente 1 Ohm se está devolviendo al amplificador operacional y se compara con el voltaje de referencia + 15V mientras se agrega a \ $ V_ {in} \ $. La señal de error se amplifica mediante la ganancia de bucle abierto de OpAmp para controlar la corriente del emisor del transistor. La corriente del emisor del transistor es casi igual a la corriente del colector del transistor.

Apreciaría si alguien pudiera agregar más a mi análisis.

$$ V_ {out} = A \ cdot (V_ + - V _-) $$

$$ Ie = \ dfrac {V_ {out} - V_ {be}} {R_e} $$

\ $ I_c \ $ es aproximadamente igual a \ $ I_e \ $, el voltaje en el nodo de comentarios es:

$$ V_c = 15 - I_c $$

\ $ V _ + \ $ vuelve a depender de la salida actual \ $ I_c \ $, que puede resolverse mediante ecuaciones simultáneas.

El problema es que cuando este circuito se simula en LtSpice, la ganancia de OpAmp que se menciona es 85dB en la hoja de datos, ya que el valor típico no cumple exactamente con el voltaje de salida de la simulación, pero solo para un pequeño rango de voltajes de entrada . Para diferentes rangos de valores de entrada \ $ V_ {in} \ $, solo ciertos valores de voltajes de salida calculados \ $ V_ {out} \ $ resultan ser iguales a los de la simulación y algunos incluso exceden de \ $ + V_ {cc} \ $ que no es posible en la simulación ya que se satura en \ $ + V_ {cc} \ $.

Parece como si la ganancia de OpAmp varía con diferentes voltajes de entrada o mi modelado matemático tiene errores.

Me gustaría compartir su experiencia en general sobre la configuración y cualquier sugerencia sobre la función de transferencia matemática desde \ $ V_ {in} \ $ a la corriente de salida del emisor del transistor NPN.

    

3 respuestas

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Este circuito es de realimentación negativa debido a la inversión proporcionada por el amplificador de transistor de emisor común.

El voltaje del colector es: \ $ V_c = 15-I_c \ $.

Ahora, la unión de suma del amplificador operacional debe estar a 15 V, por lo tanto, la relación para el divisor de voltaje formado por \ $ R_2 \ $ y \ $ R_f \ $ es:

$$ \ frac {V_c-15} {R_f} = \ frac {15-V_ {en}} {R_2} $$

Sustituyendo \ $ V_c = 15-I_c \ $ da: $$ I_c = \ frac {R_f} {R_2} (V_ {in} -15) $$

Que es una fuente de corriente controlada por voltaje.

    
respondido por el Chu
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¿Qué pasa si su transistor ha acumulado Re = 2ohm, Rc = 5ohm, Rb = 1Kohm en el modelo? Ese transistor tiene 1 ohmios externos, 5 ohmios en el colector, 2 ohmios en el emisor, totalmente 8 ohmios. La corriente máxima es < 2 amperios. Y el voltaje máximo en la resistencia de detección de 1 Ohm es < 2 voltios. Aproximadamente 13 voltios es el Vcollector más bajo que puede ser.

    
respondido por el analogsystemsrf
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Control de corriente del transistor con diferencial de retroalimentación positiva   amplificador

No, no es una retroalimentación positiva, sigue siendo negativa porque el BJT proporciona una inversión de señal. Así que, a primera vista, el BJT es impulsado por el op-amp para producir un voltaje de colector que satisface las ecuaciones de retroalimentación negativa estándar asociadas con un op-amp conectado más convencionalmente.

Con Vin a 15 voltios, el voltaje del colector será exactamente de 15 voltios, pero esto es problemático porque el suministro (a través de la resistencia del colector) es de solo 15 voltios, por lo que el BJT se apagará.

Con Vin por debajo de 15 voltios, el BJT permanece cortado.

Con Vin por encima de 15 voltios (y digamos que Rf y R2 tienen el mismo valor), Vc caerá por debajo de 15 voltios en la misma cantidad que Vin está por encima de 15 voltios.

    
respondido por el Andy aka

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