Efecto de las relaciones de resistencia (Rc, Re) del amplificador de emisor común BJT? ¿Cómo seleccionarlo?

Aparentemente establecieron la relación Rc / Re en 3 porque querían una ganancia de voltaje de aproximadamente 3. Probablemente eso era deseable para el rol de este circuito. Básicamente, la relación Rc / Re es la ganancia de voltaje suponiendo que la ganancia del transistor es "grande". Grande significa que puede aproximar las corrientes del colector y del emisor como iguales, lo que también significa que la corriente de base es 0.

Tienes razón en que la relación Rc / Re también establece la fracción de la tensión de alimentación que la salida puede oscilar. Como simplificación, considere que el transistor puede variar de abierto a corto C a E. Cuando está abierto, el voltaje del colector (salida) es Vcc. Cuando es corto, es Vcc fuera del divisor de voltaje formado por Rc y Re. Cuando Rc / Re es grande, la salida cuando el transistor está totalmente encendido se acerca a 0, y la salida puede oscilar entre 0 y Vcc. Cuando Re es una fracción significativa de Re + Rc, consume parte del voltaje de salida cuando el transistor está encendido, y la salida no puede oscilar tanto como a tierra.

Para una buena operación lineal, desea dejar aproximadamente un voltio a través de C-E. Por lo tanto, la variación de voltaje de salida más baja es Vcc-1V dividida por el divisor de resistencia, más el 1 V a través del transistor:

Vomin = [(Vcc - 1V) Re / (Re + Rc)] + 1V

En relaciones de Rc / Re altas, esto se aproxima a la 1 V que deja a través del transistor. Para relaciones más bajas, la variación de voltaje de salida "perdida" a Re es significativa. Todo esto es para decir, sí, tienes razón, el cambio de voltaje de salida depende de Rc / Re.

No hay una regla de oro para configurar Rc / Re. Esta es básicamente la ganancia de voltaje del amplificador. Establece esto como debe ser por otras razones.

Sin embargo, no se puede simplemente hacer que la ganancia sea infinita, ya que otros factores que podemos ignorar razonablemente con ganancias modestas se interponen en el camino. Estos otros factores son a menudo difíciles de conocer. Yo diría, trate de no exceder una ganancia de voltaje de aproximadamente 1/5 de la ganancia de corriente del transistor. Eso es, por supuesto, una compensación que escogí del aire, pero con una ganancia de transistor razonablemente buena, como 50 o más, se puede lograr una ganancia de voltaje de 10. Más allá de eso, la aproximación de que la ganancia del transistor es "grande" y que en su mayoría se puede ignorar la corriente de base se vuelve menos válida. Lo mismo ocurre con la aproximación de que el voltaje B-E es fijo.

Como puede ver en ganancias altas, los parámetros exactos del transistor son cada vez más importantes. Dado que la ganancia del transistor varía ampliamente, generalmente queremos que los circuitos funcionen con una ganancia mínima, pero no dependemos de ninguna ganancia máxima. Dicho de otra manera, queremos que los circuitos funcionen con la ganancia del transistor desde un mínimo hasta el infinito. Cuanto mayor sea la ganancia, más sensible será el circuito a la ganancia del transistor y otros parámetros.

Como ejercicio, vea qué sucede en su circuito cuando Rc / Re = 3 y la ganancia del transistor es 50 (un valor mínimo garantizado bastante razonable para un pequeño transistor de señal). Luego analízalo nuevamente con ganancia infinita. Verás solo una pequeña diferencia. Ahora haga lo mismo con una ganancia de 30, y verá mucha más sensibilidad a la ganancia del transistor.

A medida que reduce Re, reduce el voltaje a través de él. Ahora desea corregir Vb en Vbe + V (Re) seleccionando R1, R2.

Hasta ahora, todo bien ... pero recuerde que Vbe no es precisamente 0,6 o 0,7 V, sino una función de Ib (como lo es el voltaje a través de un diodo de polarización directa) y de la temperatura: disminuye en 2 mV / K. Por lo tanto, en un rango de temperatura de 50K, Vbe puede variar en 0.1V. Debido a que arregla Vb, esto causa variaciones en V (Re), por lo tanto, Ie, por lo tanto Ic, por lo tanto, V (Rc).

Entonces, V (Re) debe ser grande en comparación con estas variaciones, y generalmente > Vbe a menos que esté presionado por espacio para la cabeza (por ejemplo, suministro de 3V). Aquí, pregunto, ¿qué importancia tiene ese último 10% (1dB) de oscilación de voltaje? Sugeriría Rc / Re < 10 como una buena regla, y buscaría 2 * Vbe en Re si es posible.