Habiendo hecho el ejercicio 2.2 de "El arte de la electrónica" de Horowitz, me siento inseguro y me gustaría que alguien familiarizado con el asunto revisara mi solución. Con este objetivo en la cabeza, he buscado en el foro y he encontrado este tema: Diseñar una fuente de tensión rígida utilizando un seguidor de emisores , que ofrece una solución. Pero, incluso si esto es útil y resuelve el ejercicio, utiliza un enfoque diferente al que se pretende utilizar en el libro de texto (este ejercicio se da en la sección sobre la impedancia de entrada y salida del seguidor). Además, mi solución da valores más bajos para las resistencias y no entiendo dónde está mi error.
En pocas palabras, mis soluciones son (por simplicidad no uso la resistencia de emisor, solo la carga):
1ª versión:
La ecuación del divisor de voltaje es
$$ V_ {in} = V_ {source} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} $$
donde \ $ V_ {in} = 5.6V \ $ (entrada al seguidor) y \ $ V_ {fuente} = 15V \ $. De esto podemos expresar \ $ R_2 \ $ desde
\ $ R_1 \ $:
$$ R_2 = \ frac {5.6} {9.4} R_1 $$
Y para simplificar, denotamos \ $ \ frac {5.6} {9.4} \ $ as \ $ k \ $
A continuación, la resistencia de la parte inferior del divisor es en realidad una resistencia paralela de \ $ R_2 \ $ y \ $ r_ {in} \ $ (la resistencia de entrada del seguidor). Entonces, el actual voltaje en la parte inferior de la pierna es $$ V_ {div} = 15 \ frac {\ frac {R_2r_ {in}} {R_2 + r_ {in}}} {\ frac {R_2r_ {in}} {R_2 + r_ {in}} + R_1} $$ resolviendo esto y usando \ $ k \ $ obtenemos $$ V_ {div} = 15 \ frac {kr_ {in}} {(k + 1) r_ {in} + kR_1} $$
Dividiendo el denominador y el denominador aquí por \ $ k \ $ y denotando \ $ k '= 1 / k \ $ tenemos
$$ V_ {div} = 15 \ frac {r_ {in}} {(1 + k ') r_ {in} + R_1} $$
\ $ V_ {div} \ $ no debe ser inferior a \ $ 5.35V \ $. Entonces,
$$ 15 \ frac {r_ {in}} {(k '+ 1) r_ {in} + R_1} \ geqslant 5.35 $$
Finalmente, resolver esto con respecto a \ $ R_1 \ $ y usar la relación \ $ r_ {in} = (h_ {fe} + 1) R_ {cargar} \ $ del libro da: $$ R_1 \ leqslant \ frac {(15 - 5.35 (1 + k ')) (1 + h_ {fe}) R_ {load}} {5.35} $$
Elegir el valor de \ $ R_ {cargar} \ $ de la condición de \ $ I_ {max} = 25mA \ $ en \ $ 5V \ $ que da \ $ R_ {load} = 200 \ Omega \ $ y usar \ $ h_ {fe} = 10 \ $ como se propone en el tema mencionado anteriormente, tengo \ $ R_1 \ leqslant 275.4 \ Omega, R_2 \ leqslant 164 \ Omega \ $
2ª versión
También podemos considerar \ $ R_ {fuente} \ $, que es la impedancia del divisor:
$$ R_ {fuente} = \ frac {k} {(k + 1)} R_1 $$
La fórmula \ $ R_ {fuente} \ $ se deriva utilizando una vez más la denotación \ $ k = \ frac {5.6} {9.4}, R_2 = kR_1 \ $
Luego usamos \ $ Z_ {out} = \ frac {Z_ {source}} {h_ {fe} + 1} \ $ del libro sustituyendo \ $ Z \ $ con \ $ R \ $ lo que da $$ R_ {out} = \ frac {k} {(k + 1) (h_ {fe} + 1)} R_1 $$ A medida que la carga forma un divisor de voltaje con la impedancia de salida del seguidor y que la caída de voltaje en la carga debe ser \ $ \ geqslant 4.75 \ $ tenemos $$ V_ {load} = V_ {out} \ frac {R_ {load}} {R_ {load} + R_ {out}} \ geqslant 4.75 $$
Resolviendo esto con \ $ V_ {out} = 5V \ $ y usando una fórmula derivada anterior para \ $ R_ {out} \ $ tenemos $$ R_1 \ leqslant \ frac {0.25 (k + 1) (h_ {fe} + 1) R_ {carga}} {4.75k} $$
Usando una vez más \ $ R_ {cargar} = 200 \ Omega \ $, esto da \ $ R_1 \ leqslant 310 \ Omega, R_2 \ leqslant 184 \ Omega \ $
Entonces, como se puede ver, los valores son aproximadamente 10 veces menos que en el tema mencionado anteriormente y, además, son diferentes en mis 2 versiones. No puedo ver dónde está mi error.
¿Podría alguien ayudarme con esto?
Muchas gracias