Zener Noise Generator - NPN BJT Amplifier Analysis

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Me interesa crear un generador de ruido blanco de bajo voltaje mediante un diodo zener, como se detalla aquí: Zener & amp ; Generador de ruido BJT . Específicamente, quiero usar el circuito aquí, para minimizar el estado real de PCB y el número de componentes: .

Megustaríareemplazaralgunasdelaspartes(D1&Q1)elegidasporelautororiginal,yaqueelartículofueescritoen1990ylaspartesmejores/máspequeñasahoraestáncomúnmentedisponibles.Porlotanto,megustaríapoderanalizarelcircuito,enlugardesimplementeadivinarlosvaloresadecuadosdeloscomponentes.

Usaréelsiguientecircuitoparaladiscusión:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

VSS = 3.3V y V_Zener = 2.0V. Quiero saber la disipación de potencia del BJT para determinar cuál es la opción adecuada (quiero usar un BJT SMT pequeño, no un 2N2222). He mantenido R1 y amp; R2 tiene el mismo valor que el circuito original, simplemente por el bien del análisis.

Entiendo que el zener tiene polarización inversa y da como resultado un flujo de corriente inversa (que es ruidoso) que está determinado por la tensión a la que está polarizada inversamente. ¿Es esto correcto? Por lo tanto, ¿encuentro el flujo de corriente inversa (en la base del BJT) en la Fig. 4 de los datos hoja ? Si este es el caso, entonces, ¿es el flujo actual a través del colector entonces = IBE * ganancia de BJT?

¿O comienza el análisis diciendo que el voltaje en V_Zener con respecto a tierra es V_zener (2.0V) + VBE (0.6V) = aproximadamente 2.6V? Por lo tanto, el divisor R1 / ((R2 + R_zener) en paralelo con R_Q1) calcula el voltaje de estado estable (ignorando el ruido) en el nodo 'Ruido'. ¿No estoy seguro de a dónde iría en el análisis después de esto?

Ha pasado mucho tiempo desde que hice este tipo de cosas, por lo que cualquier consejo sería de gran ayuda.

Habiendo trabajado en ICE, disipación de potencia en BJT = V_collector * ICE?

    
pregunta John

2 respuestas

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La disipación de potencia de BJT es mínima: cualquier corriente que tome llega a través de R2, que es 15kohms. El suministro es de 3.3 V y si la mitad apareciera a través del BJT (transferencia de potencia máxima) se disiparía 182uw!

La forma más fácil de visualizar la acción del BJT y D1 es considerando que el transistor no puede encenderse demasiado porque, si lo hizo, el D1 no tendrá suficiente voltaje para conducir la corriente a la base del BJT y encender el por lo tanto, suponga que la base está ligeramente desviada hacia adelante a aproximadamente 0.4 V y, por lo tanto, D1 debe tener 2.4 V en su cátodo.

Y aquí es donde va a tener problemas con la baja tensión de alimentación ...

En el ejemplo original, funcionó desde 9V y podría asumir que el voltaje del colector sería de 2.4V + (digamos) 2V más alto (debido a la caída de voltaje R1). Con 4.4V en el colector puede calcular la corriente del colector (\ $ \ frac {9v - 4.4v} {15k \ Omega} \ $ = 307uA). Y a partir de esto, puede hacer una suposición razonable de que la corriente base es 30 veces menor \ $ ^ 1 \ $ a 10uA. 10uA a través de una resistencia de 220kohm produce 2.2V a través de él y esto no está muy lejos de los 2V que asumí al meter mi dedo en el aire.

Pero, en el diseño de voltaje de suministro reducido, no hay espacio para asumir que el colector es 2V más alto; apenas puede suponer 0.5V y esto me hace pensar que la corriente base será más como 2uA con una corriente de colector de más como 60uA. Este 60uA dejará caer 0.9V a través de la resistencia de 15k y claramente esto no figura porque solo dejaría 2.4V en el colector y no lo suficiente.

Por lo tanto, la corriente de base debe ser aún más pequeña y tengo dudas sobre el ruido que producirá en caso de MUCHA suerte.

\ $ ^ 1 \ $ Unos cuantos BJT tienen una ganancia actual más pobre en corrientes de colector bastante pequeñas, por lo que suponer que 30 por \ $ H_ {FE} \ $ no es irrazonable.

    
respondido por el Andy aka
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Ahhh, hay un artículo muy interesante que encontré aquí, que se deduce del artículo que hizo esta pregunta: aquí . Muestra un circuito similar pero es más fácil de analizar y también muestra el pensamiento detrás de la elección de los diferentes valores de los componentes.

También me ha ayudado a aprender lo que es una referencia de intervalo de banda ...

Gracias a todos por su ayuda, muy apreciada.

    
respondido por el John

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