Horowitz lab 4.4

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Tengo un problema con el laboratorio 4.4 del manual de Horowitz para el Arte de la electrónica. Aquí está el circuito

yestoesloqueobtengodelasimulacióndeLTspice,quecorrespondealcomportamientodelcircuitodelhardware,conunaondasinusoidalde10Venlaentradadelsignel

Y el problema es que pasé una cantidad considerable de tiempo tratando de analizar por qué funciona así, pero tengo una comprensión muy vaga de esto. Particularmente, estoy tratando de entender por qué toda la señal se empuja hacia abajo incluso en la base. Así es como lo veo.

Principalmente, cuando la señal en la base intenta subir por encima de ~ 16V, el transistor ingresa en modo de saturación debido a que el voltaje en el emisor se mantiene en ~ 15V y en la base en ~ 16V.

Aquí surge la primera pregunta porque mi expectativa sería que el voltaje en la base siga la entrada (es decir, aumente hasta los 17.5 V) y una gran cantidad de corriente a través de la unión del emisor de la base debería quemar el transistor. Entonces, al parecer, mi comprensión del modo de saturación no es buena y necesito que alguien me explique qué sucede exactamente en el transistor en este caso, cuáles son los "mecanismos" del transistor en este circuito. Además, sería bueno tener algunas fuentes de información que brinden una comprensión sólida de la saturación del transitor, tal vez con ejemplos de la vida real.

El siguiente punto es el capasitor. Veo que hasta que la señal comienza a descender, la base del transistor proporciona un tipo de voltaje rígido que bloquea el circuito de desalineación de la señal de su comportamiento normal y, finalmente, cambia el voltaje de compensación. Pero esta visión es demasiado confusa también: no puedo ver cómo se podría derivar de la característica de igualdad de capasitor, qué leyes físicas están involucradas y cómo, exactamente, etc.

Sería genial si alguien pudiera ayudarme con esto.

Gracias

    
pregunta Ruslan

1 respuesta

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Simplemente convierte el par de polarización en Thevenin:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto sugiere fuertemente que la base está cerca de \ $ 8 \: \ textrm {V} \ $ y que la resistencia del emisor está produciendo una corriente de colector en reposo que opera a aproximadamente \ $ 1 \: \ textrm {mA} \ $. Examinando solo un poco más, y asumiendo que es típico \ $ \ beta \ approx 200 \ $ y \ $ V_ {BE} \ approx 680 \: \ textrm {mV} \ $ para una pequeña señal BJT (aunque ciertamente puede ser un potencia BJT, también), estimaría que la corriente base es \ $ I_B \ approx 4 \: \ frac {2} {3} \: \ mu \ textrm {A} \ $ y por lo tanto \ $ V_B \ approx 7 \ : \ frac {2} {3} \: \ textrm {V} \ $. Esto significa \ $ V_E \ approx 7 \: \ textrm {V} \ $ y \ $ I_C \ approx 933 \: \ mu \ textrm {A} \ $. Por lo tanto, mi estimación rápida no estaba muy lejos del estado inactivo del caso BJT de señal pequeña.

Por supuesto, eso supone que no hay recorte.

También en este caso, el capacitor de entrada desarrollará un voltaje permanente a través de él, lo suficiente como para que la base pueda permanecer en \ $ 7 \: \ frac {2} {3} \: \ textrm {V} \ $ con la señal de entrada en \ $ 0 \: \ textrm {V} \ $. Así que eventualmente se convertirá en el voltaje permanente del capacitor de entrada. La constante RC es aproximadamente \ $ 70 \: \ textrm {ms} \ $. Por lo tanto, espero que la tensión permanente en el capacitor de entrada se estabilice después de aproximadamente 4 o 5 de esos periodos, ciertamente en menos de medio segundo aproximadamente.

Sin embargo, tiene una señal de entrada en \ $ V_ {PK} = 10 \: \ textrm {V} \ $ (o \ $ V_ {PP} = 20 \: \ textrm {V} \ $.) I Creo que puedes decir inmediatamente que habrá clipping. La única pregunta es ponerle una cantidad. Para hacerlo, solo tenemos que ver que \ $ - 10 \: \ textrm {V} +7 \: \ frac {2} {3} \: \ textrm {V} = - 2 \: \ frac {1} {3} \: \ textrm {V} \ $. Así que esperaría que el voltaje permanente del capacitor sea aproximadamente \ $ 7 \: \ frac {2} {3} \: \ textrm {V} -2 \: \ frac {1} {3} \: \ textrm {V} = 5 \: \ frac {1} {3} \: \ textrm {V} \ $. El recorte comenzará cuando la base sea \ $ 680 \: \ textrm {mV} \ $. O cuando \ $ V_ {IN} \ lt \ left (680 \: \ textrm {mV} -5 \: \ frac {1} {3} \: \ textrm {V} \ right) \ approx -4.65 \: \ textrm {V} \ $, en su caso. Claramente, esto significa que los fondos todavía están recortados bastante fuerte incluso después de dejar que el condensador de entrada se estabilice. (También significa que podría haber alguna preocupación por la posibilidad de una ruptura Zener de la unión BE, ya que los BJT de señales pequeñas no pueden soportar mucha tensión inversa).

Así que no me sorprende en absoluto ver el recorte en el extremo inferior.

En la parte superior aquí, es un seguidor de emisor. Mientras el capacitor de entrada pueda suministrar suficiente corriente, el lado superior probablemente se verá bien.

Todo lo anterior supone que la salida está descargada, como se muestra, y que la entrada tiene una impedancia de fuente baja.

    
respondido por el jonk

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