Cuándo hacer qué suposición para BJT

Nunca he usado ninguno de los supuestos que mencionas, por lo que la respuesta es "nunca". Existen algunas suposiciones simplificadoras que facilitan el diseño y el análisis de los circuitos BJT, pero los que usted menciona dependen mucho de la topología del circuito, y probablemente se equivocan muchas veces, incluso cuando se utiliza el circuito correspondiente.

Como siempre, no hay sustituto para realmente entender los componentes que está utilizando. El diseño por suposiciones y las reglas generales le traerá problemas, exactamente porque entonces no sabe cuándo son aplicables y cuándo no.

Aquí hay algunos supuestos simplificadores que puede hacer para los BJT la mayor parte del tiempo:

1. El voltaje B-E es de alrededor de 600-750 mV cuando el transistor está encendido. Básicamente, la unión B-E parece un diodo para el circuito. El extremo de este rango que se utilizará dependerá de lo que haga el transistor y de lo duro que lo conduzca. Un pequeño transistor de alta ganancia de señal puede comenzar a encenderse a 600 mV o incluso más bajo en aplicaciones de muy baja corriente. Calcule los 750 mV cuando conduzca el transistor a la saturación a una buena fracción de su corriente máxima.

   Por supuesto, esto es solo una suposición simplificadora y no una regla. A menudo, una diferencia de 100 mV no importa, por lo que esto es lo suficientemente cerca. Cuando importa, debe ser más cuidadoso y esta suposición simplificadora no es útil.

2. La ganancia es infinita. La ganancia de los transistores reales puede variar ampliamente incluso dentro del mismo modelo del mismo fabricante. Tenga en cuenta que las hojas de datos generalmente solo garantizan la ganancia mínima en algunos puntos operativos. La ganancia real es 10 veces mayor en algunos casos para algunas partes no está fuera de línea. Los buenos circuitos BJT, por lo tanto, funcionan con el transistor que tiene la ganancia mínima garantizada para el punto de operación, hasta una ganancia infinita. Analizar un circuito con ganancia infinita es a menudo un buen punto de partida, ya que de todos modos tiene que funcionar en ese punto. Luego, puede ver la cantidad de margen que hay y observar qué sucede de manera incremental a medida que la ganancia cambia de infinito al mínimo garantizado.

   Tenga en cuenta que la ganancia infinita significa que la corriente base es cero.

Nuevamente, estas son simplificaciones que te permiten hacer un análisis rápido. A menudo, la visión obtenida de ese análisis es suficiente para el propósito. Cuando no es así, a menudo es útil comenzar con el punto de operación del análisis simple y cambiarlo gradualmente como resultado de hacer que los parámetros sean más realistas. Esta es esencialmente una técnica de solución iterativa.

Sin embargo, en otros casos, estas suposiciones simplificadoras son demasiado simples y, por lo tanto, no son útiles. Si usted entiende cómo funcionan los dispositivos, entonces debería poder ver por sí mismo cuando el simple análisis es lo suficientemente bueno. Eventualmente obtendrás una intuición que ataja el proceso de saber qué se puede aplicar cuando.

Estoy asumiendo que un amplificador de emisor común con resistencia de emisor y divisor de potencial en la base para polarizarlo. Mis dos penneth además de las notas de Olin: -

1. Si la salida está en el colector, es razonable suponer (en muchos casos) que el punto de funcionamiento inactivo (DC) del colector es la mitad de Vcc: esto permite un máximo de oscilación de pico a pico antes de que se produzca el recorte. Esta "regla" está ligeramente moderada por la "regla 2"
2. Para una amplificación lineal decente, se beneficia de una resistencia emisora y esto, por supuesto, afecta al máximo p-p swing mencionado en la "regla 1". Como guía, apunto a una caída de voltaje de la resistencia del emisor de aproximadamente 0,75 V; esto puede variar y ser reducido si los requisitos de diseño son tales.
3. La impedancia de salida del colector ES la resistencia del colector, por lo tanto, si desea una impedancia de salida de 100 ohmios, es mejor usar una resistencia de 100 ohmios. La carga de salida (circuitos externos) también se "verá" en paralelo con esta resistencia y eso significa que una carga pesada reduce la ganancia ... esto conduce a la siguiente regla de oro
4. Usted tiene el valor de su resistencia de colector para adaptarse a su carga y elige la corriente de su colector para ubicar aproximadamente la tensión del colector a la mitad entre el riel positivo y 0V (esto supone transistores NPN) pero, debido a (2), debe sentarse un poco más alto (digamos) la mitad de 0.75 V por encima del riel medio. Ahora calcula la corriente del colector para hacer que el voltaje del colector inactivo coincida (\ $ I = \ dfrac {V_S + 0.75} {2 \ cdot R_C} \ $). Si su suministro es de 10 V y Rc es de 100 ohmios, entonces Ic = 54 mA. La resistencia del emisor que causó la modificación de 0.75 V a lo anterior es 0.75 / 0.054 = 13.9 ohmios. Tenga en cuenta que asumí que las corrientes del colector y del emisor son iguales. Esto no es irrazonable y coincide con la suposición de Olin sobre la presunción de que la ganancia es infinita.
5. Voltaje de CC en la base: suponga aproximadamente 0,7 V para la caída de voltaje del emisor de base y luego agregue 0,75 V de (2). Suponga que la corriente a través de las resistencias de polarización es entre diez y cincuenta veces más baja que Ic, digamos 25 veces más pequeña, esto establece la corriente de polarización a través del divisor potencial que alimenta la base a aproximadamente 2 mA. La desviación desde un riel de 10 V totalizará hasta aproximadamente 5000 ohmios y esto debe ser dos resistencias que ofrezcan una relación potencial de divisor de \ $ \ dfrac {0.7 + 0.75} {10} \ $ = 0.145 - luego calcule los dos valores de resistencia que alimentan la base - ya conoce la relación de división de potes y sabes que deben sumarse hasta 5000 ohmios, por lo que el valor más bajo será 14.5% de 5000 = 725 ohmios y el valor más alto será 4275 ohmios.
6. Las entradas y salidas necesitarán condensadores y conocer la resistencia de carga del colector y los valores de la resistencia de polarización de la base le permite elegir valores de límite que sean adecuados para la frecuencia más baja que desea pasar a través del circuito.

La ganancia de voltaje del circuito es aproximadamente Rc / Re y esto será aproximadamente 7.2. Si necesita más ganancia de CA, use un condensador en paralelo con Re.