Hola, soy nuevo en el uso de transistores para amplificación de señal.
Alguien me puede explicar cómo calcular la cantidad de corriente que se está consumiendo en la base del transistor cuando está en la configuración de emisor común. (vea el enlace de abajo para el diagrama del circuito).
También me gustaría saber qué otra cosa tendría que hacer para crear un amplificador de audio Clase A simple.
Tienes un amplificador de clase A en bruto ahora.
Entrada a la base.
Salida del colector.
La ganancia es sobre Rc / Re = 10k / 1k = 10.
La respuesta breve sobre la corriente de entrada de la base aparece en el "corte a continuación", pero ...
Lo suficientemente cerca,
No empieces a intentarlo y preguntarte acerca de esto o qué resistencia es cuál.
Al final debería tener sentido.
Calcule el voltaje en el punto base con el transistor eliminado.
Call 110k = Rbu = R_base_upper.
Llama a 10k conectado a la base Rbl = R_base_lower.
Voltaje de llamada donde la base conecta Vb.
Llame a 20 V suministro Vdd
Vb = 20v x Rbl / (Rbu + rbl) = 20 x 10/120 = 1.666V.
V base a emisor = Vbe
Vbe para un transistor de silicio operativo es de aproximadamente 0.6V
Puede ser algo diferente, pero usa 0.6V por ahora.
Como Vb = 1.666V entonces
Ve = Vb - Vbe = 1.666 - 0.6 = 1.066V.
Ve aparece en Re (1K), entonces I_Re = 1.07 / 1000 = 1.07 mA.
Podemos llamar a esto 1 m o 1,1 mA lo suficientemente cerca para este ejemplo. Usaré 1 mA para mayor comodidad.
Ahora "sucede" en función de las fórmulas relacionadas con la acción del transistor, la impedancia del emisor es 26 / I para I en mA.
"No preguntes por qué por ahora" es un buen consejo. La respuesta es: porque como descubrirá a su debido tiempo, así es como es.
Entonces, a 1 mA Re = ~~ 26 ohmios. A 2 mA Re = ~ = 13 ohmios. A 0.5 mA Re ~ = 52 ohms.
Esta es la resistencia efectiva de la unión del emisor al flujo de corriente. Llamaré a Rqe en lugar de Re, ya que ya he usado Re como la resistencia del emisor externo.
Llame a la ganancia de corriente del transistor Beta, porque eso es lo que tradicionalmente se llama por razones tradicionales.
Si observa la base, verá Re multiplicado por la ganancia actual del transistor. Esto se debe a que por cada mA que fluye en el circuito emisor, solo necesita 1 / Beta tanto en el circuito de las bases para controlarlo, por lo que parece que la resistencia es beta veces más grande.
Supongamos que nuestro transistor de ejemplo tiene Beta = 100. Esto está dentro del rango normal para transistores de señal pequeños.
Al observar la base, vemos la resistencia Beta x en el circuito base =
Tenga en cuenta que dije "señalar" ya que DC tendrá o puede tener sus propias reglas.
(Todos obedecen las mismas reglas, pero otros factores afectan lo que se ve -
por ejemplo, si colocamos un condensador de 10 uF a través de Re, es aproximadamente 0 ohns a CA en las señales de audio, por lo que "desaparece". Dije antes que la ganancia era ~ = Rc / Re = 10
Eso fue antes de que permitiéramos Rqe y antes de omitir Re para eliminarlo de AC.
Si lo hacemos, la ganancia anterior se convierte en aproximadamente Rc / Rqe = 10000 / 26.4 = ~ 385
Cortar para perseguir:
Ahora, durante el movimiento de la mano y los espejos escondimos algo. Dije que Vb trabajaba en 1.66V. La corriente hacia abajo de la cadena Rbu + Rbl a tierra será i = V / r = 29 / (110k + 10k).
Esta corriente es suficiente para configurar Vb = 1.666V, ya que calculamos PERO con 1.666v en Vb, la misma corriente fluirá a través de Rbl a tierra. es decir, no fluirá ninguna corriente de base. Su pregunta original era "cuánta corriente de base" y eso parece decir "ninguno". Sin embargo, sin una corriente de base, el transistor se apagará, Ic bajará, Vre caerá y, por lo tanto, Ve caerá, lo que provocará que aparezcan más de 06V en Vne, por lo que el ransistor se encenderá y se restaurará. Vb caerá lo suficiente para extraer la corriente adicional necesaria para Rbu y para reducir la corriente en Rbl. Hará esto automáticamente y sacará "la cantidad justa".
JTRZ (h = solo la cantidad correcta es suficiente para que Ib = Ie / Beta.
Entonces vemos que es más y menos a lo que sucede lo que aparece. El ejemplo correcto es dinámico y necesita líneas de carga en un gráfico. Pero el resultado "bood enoug" va. Basado en lo anterior.
Vb = 1.666V, así
Ve =! .066 V.
I_re = 1.066 / 1000 = 1.066 mA. ~ + 1.1 MA como antes.
PERO beta = 100, entonces Ib = Ie / Beta = 1 mA / 100 = 10 microamperios.
Lo suficientemente cerca,
Después de pasar por lo anterior, eso no debería ser tan aterrador como lo habría sido anteriormente.
E & OE: fácilmente podría haber escrito algo allí.
Por favor, señale si se observan errores.
No ha proporcionado detalles sobre el transistor, pero nuevamente los buenos circuitos funcionan con transistores reales con una ganancia finita mínima hasta una ganancia infinita. Usemos un modelo muy simple para que el transistor analice este circuito: la ganancia es infinita y la caída B-E es de 600 mV.
Voy a llamar a las dos resistencias de la izquierda R1 y R2 de arriba a abajo, y a la derecha de las dos R3 y R4 de arriba a abajo. Haga esto usted mismo la próxima vez. Es molesto hablar de esquemas sin designadores de componentes. Y no se queje, su software no puede hacerlo porque usted lo eligió. Un montón de software puede.
R1 y R2 forman un divisor de voltaje con una salida de 10kΩ / 120kΩ = 0.083. Ese tiempo la entrada de 20V produce 1.67V en la base del transistor. Eso menos 600mV produce 1.07V en el emisor. Según la ley de Ohm, la corriente del emisor es, por lo tanto, 1.07V / 1k 1 = 1.07mA. Dado que estamos asumiendo una ganancia infinita, la corriente del colector es igual a la corriente del emisor, por lo que la caída en R3 es 1.07mA x 10kΩ = 10.7V. Como el extremo superior está a 20 V, el colector está a 20 V - 10,7 V = 9,3 V.
Ahora piensa con cuidado. ¿Cuál es la corriente base en este análisis?
Ya que decidimos simplificar el análisis diciendo que la ganancia del transistor era infinita, la corriente de base por lo tanto debe ser 0. Por supuesto, ningún transistor tiene ganancia infinita, pero en realidad es una buena idea asegurarse de que un circuito de transistores funcione desde un mínimo ganar hasta el infinito. Esto se debe a que la ganancia real de un transistor no está bien especificada, solo el mínimo. En la práctica, la ganancia real de cualquier parte puede fácilmente ser varias veces el mínimo garantizado, y un orden de magnitud más no sería desconocido. Existe una gran variación en la ganancia del transistor de una parte a otra, por lo que los buenos circuitos de transistores funcionan en un amplio rango.
Podrías regresar y hacer el análisis con más cuidado usando una ganancia finita como 50. Es una ganancia mínima razonable que se puede esperar de una pequeña señal y un transistor de voltaje relativamente bajo como este.
En lugar de hacer el cálculo completo con una ganancia finita, puede darle un toque aproximado utilizando el punto de operación de ganancia inifinita como un comienzo. Todavía habrá aproximadamente 1mA a través del transistor, por lo tanto, 1mA / 50 = 20µA en la base. La impedancia equivalente de Thevenin que maneja la base es 110kΩ // 10kΩ. Eso será un poco por debajo de 10kΩ, así que seguiremos con eso (recuerde, solo estamos tratando de obtener una primera aproximación, no una respuesta exacta, ya que la respuesta exacta depende de la ganancia que varía ampliamente de todos modos). 20µA x 10kΩ = 200mV. Por lo tanto, el voltaje de la base será aproximadamente 200 mV más bajo con una ganancia real de 50 como corresponde al caso ideal con ganancia infinita. Eso cambiará la tensión del emisor en la misma cantidad y la tensión del colector en 2V. Eso todavía deja el punto de operación razonablemente cerca de la mitad del rango, por lo que todo está bien con una ganancia de 50 o más.
La corriente de base real está directamente relacionada con la ganancia, que puede variar ampliamente. Sin embargo, este circuito está diseñado para que la variación no importe.
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