¿Qué es un auto polarización de un transistor? Explicar con un circuito de ello.

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Hubo una pregunta en mi examen semestral. "Defina el factor de estabilidad. Explique el circuito de auto-polarización con un diagrama y derive la expresión para el factor de estabilidad".

Ahora, después de buscar un poco, descubrí que cuando el voltaje del colector no es proporcionado directamente por una fuente de alimentación de CC, la polarización se denomina autodias. Entonces, tanto el sesgo del divisor de voltaje como el sesgo de retroalimentación del colector son auto bias.

¿Podría explicar la respuesta a esta pregunta a su manera?

    
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3 respuestas

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El factor de estabilidad (S) para un circuito de polarización fija es (1 + β). β es igual a Beta, hFE o la ganancia de CC del transistor. El auto sesgo fue importante en los días en que las etapas estaban conectadas por condensadores.

No fue nada más que devolver algo de voltaje del colector a la base. La ganancia se controla mediante la relación de R1 / R3, por lo que incluso si este transistor tuviera una ganancia de 100, R1 / R3 limita la ganancia como un circuito a 10.

R2 / R4 forman un divisor de 5: 1 pero el bucle de retroalimentación de los transistores significa al menos 0,65 voltios en la base, pero con Q1 con una Beta de 100, el voltaje en el emisor es más como 0,65 voltios, para una corriente CE de 650 uA. La base tendría aproximadamente 1,3 voltios, sin incluir ninguna forma de onda inyectada.

Tal como está, debería tener aproximadamente 6,5 voltios en el colector, aproximadamente la mitad de la tensión de alimentación. Esto depende en gran medida de los transistores Beta. Un transistor antiguo con una ganancia de 10 necesitaría valores de resistencia mucho más bajos para un sesgo adecuado.

Estudie el circuito de retroalimentación y podrá ver si es autoestabilizador, incluso con algún cambio de temperatura. Si el voltaje del colector cae, también lo hace la corriente de base, lo que evita que el colector caiga. Debes elegir resistencias basadas en los transistores Beta y la carga de entrada de la etapa anterior.

C1 y R4 forman una constante de tiempo, un filtro de paso alto, por lo que sus valores afectan principalmente al ancho de banda de la señal en el extremo inferior. En este caso, es -3dB a aproximadamente 0.153 HZ. Esto no afectaría el audio, solo bloquearía DC desde una etapa previa.

R4 podría omitirse si R2 tuviera un valor lo suficientemente alto como para igualar la ganancia de Q1. Puede que tenga que ser de 500 K aproximadamente, siempre que la corriente CE sea de 50 uA a 1.5 mA. Cualquier corriente más alta y el ruido de Schott y el autocalentamiento comienzan a ser un problema si hay más etapas después de esta. La corriente es demasiado baja y no tiene potencia de unidad para la siguiente etapa, y todos los transistores tienen una corriente de corte del colector.

Gracias al recordatorio @LvW de que la resistencia del emisor, y 1 K es un valor sustancial, ayuda al combinarse con Q1 y su voltaje de base fijo para actuar como un sumidero de corriente constante. Esto también ayuda a cancelar la deriva de corriente de la CE con la temperatura. Estas retroalimentaciones combinadas dan al circuito un buen 'factor de estabilidad'.

Las etapas de preamplificación de bajo ruido pueden estar sesgadas para una corriente CE de 50 uA a 100 uA, para mantener al mínimo el ruido schott.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Sparky256
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El circuito como lo muestra SPARKY256 en su contribución contiene DOS elementos de realimentación. Y AMBOS contribuyen a la característica de auto-polarización. Como lo mencionó SPARKY256, el primero es la ruta de realimentación que consta de R2 y R4.

Sin embargo, incluso cuando R2 se conecte a la fuente de 12 voltios (lo que significa: no hay efecto de retroalimentación desde el lado del colector), la resistencia del emisor R3 proporciona retroalimentación negativa de voltaje controlado por corriente.

Explicación: el transistor bipolar actúa como una fuente de corriente controlada por voltaje, lo que significa que: Ic es controlado por Vbe. Por lo tanto, un aumento no deseado en Ic (resp. Ie), quizás causado por los efectos de la temperatura, crea un aumento de la caída de voltaje en Re y, por lo tanto, reduce Vbe y Ic en consecuencia.

Comentario (edición): Factor de estabilidad

Usar un término como "factor de estabilidad" es útil para agregar una definición. Esto es necesario porque hay más de un solo factor de estabilidad. Estos factores nos dicen cuánto depende la corriente de colector deseada en función de las incertidumbres (cambios) del sistema de la temperatura o la saturación de Ico o las tolerancias de las piezas o los voltajes de suministro ...

    
respondido por el LvW
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Este circuito de auto-polarización es una excelente manera de sesgar un foto-transistor para una buena sensibilidad, al tiempo que elimina la interferencia SOLAR y 60Hz.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el analogsystemsrf

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