Problema del circuito de polarización del divisor de voltaje BJT

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Digamos que tenemos el siguiente circuito:

Losvaloresconocidosson:\$\beta=100\$,\$Vcc=2.5V\$,\$V_A=\infty\$(loquesignificaqueelefectoinicialnosetieneencuenta),\$V_{BE}=0.7V\$,\$I_S=8\cdot10^{-16}A\$(queeslacorrientedesaturacióninversadelauniónbase-emisor),\$Rc=1k\Omega\$,\$R_E=400\Omega\$,\$R_1=13k\Omega\$,\$R_2=12k\Omega\$.

Siasumimosqueeltransistorestáoperandoenmodoactivo,yelefectoTempranonosetomaencuenta,podemoscalcularlacorrientedelcolectordelasiguientemanera:$$I_C=I_S\cdote^\frac{V_{BE}}{V_T}$$donde\$V_T\$eselvoltajetérmicodeaproximadamente\$26mV\$.Todoslosvaloressonconocidosyobtenemos:$$I_C\approx0.394mA$$Sinembargo,digamosquenousaremosesafórmulaynoasumiremosqueeltransistorestáenmodoactivo.PodemosencontrarelequivalentedeThevenindelvoltajebasecomo:$$Et=\frac{R_2}{R_1+R_2}Vcc=1.2V$$$$Rt=R_1||R_2=6.24k\Omega$$Ahoraelcircuitoequivalenteseveasí:

Si aplicamos la segunda ley de Kirchhoff al contorno izquierdo, obtenemos:

$$ Et-Rt \ cdot I_B-V_ {BE} -Re \ cdot I_E = 0 $$ Ya que \ $ I_B = \ frac {I_C} {\ beta} \ $ y \ $ I_E = \ frac {\ beta + 1} {\ beta} I_C \ $, obtenemos:

$$ Et-Rt \ frac {I_C} {\ beta} -V_ {BE} -Re \ frac {\ beta + 1} {\ beta} I_C = 0 $$ $$ I_C = \ beta \ frac {Et-V_ {BE}} {Rt + Re (1+ \ beta)} \ approx 1.07mA $$

Como podemos ver, obtenemos diferentes resultados. ¿Dónde cometí un error en mis cálculos?

    
pregunta A6EE

2 respuestas

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Considere la ecuación que usa la corriente de saturación inversa

$$ I_C = I_S \ cdot e ^ \ frac {V_ {BE}} {V_T} $$

Y luego considere lo que sucede por una ligera diferencia en Vbe: -

  • Si Vbe = 0.70 voltios entonces Ic = 0.394 mA
  • Si Vbe = 0.68 voltios entonces Ic = 0.183 mA
  • Si Vbe = 0.72 voltios entonces Ic = 0.851 mA

Así que elige Vbe con cuidado o estarás a una milla de distancia.

Si eligió Vbe para ser 0.72597 voltios, Ic sería igual a 1.07 mA y coincidiría con su segunda derivación. Es fácil fijarse en lo que crees que son los números correctos.

En cuanto a la segunda derivación que utiliza Kirchoffs, hay una omisión que es relevante y disminuirá ligeramente la corriente del colector. La omisión a la que me refiero se llama \ $ r_E \ $ y es la resistencia interna del emisor.

En términos simples, es igual a \ $ \ dfrac {V_T} {I_C} \ $

O alrededor de 26 ohms para un \ $ I_C \ $ de aproximadamente 1 mA y es bastante significativo si se considera que \ $ R_E \ $ es solo de 400 ohms. Por lo tanto, es mejor no fijarse demasiado en algunas fórmulas. Me interesaría saber qué produce un simulador.

    
respondido por el Andy aka
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Tienes un montón de términos indefinidos en tus ecuaciones, especialmente el primer conjunto. Así que no podemos decir exactamente lo que estás haciendo.

Parece que estás usando dos modelos diferentes para lo que hará el transistor, y no es sorprendente que el transistor esté haciendo cosas diferentes. El segundo modelo parece estar asumiendo una ganancia fija de 100, que coincide con su descripción verbal inicial. Sin embargo, el primer modelo no está siguiendo eso. Los términos no definidos lo hacen poco claro, pero tiene la corriente del colector en función de la tensión B-E, que claramente no está utilizando una aproximación de ganancia fija.

    
respondido por el Olin Lathrop

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