Estaba leyendo estas notas y tengo Un par de preguntas.
¿Cuál es la importancia de la corriente constante del colector en voltajes variables a través del colector y el emisor? ¿Cómo se relaciona / ayuda realmente la amplificación?
Además, ¿por qué no queremos una corriente de colector variable? ¿Qué es tan importante en la región lineal?
Para la mayoría de las aplicaciones de "amplificación" con un BJT, la corriente del colector varía. De hecho, generalmente es la salida de un amplificador BJT, aunque a menudo se usa una resistencia para convertir esta corriente variable en un voltaje variable.
Los BJT tienen la propiedad de que la corriente del colector es en gran parte independiente del voltaje del colector en una gran parte del rango de operación. Esto puede ser útil para hacer fuentes / sumideros de corriente o para enviar una señal de corriente a una parte diferente del circuito que está referenciada a un voltaje variable del BJT. En la aplicación de fuente / sumidero de corriente, la corriente del colector está destinada a ser constante, pero en la mayoría de los casos, es la corriente del colector la que el circuito varía deliberadamente en función de la entrada.
No puedo adivinar de dónde sacaste la extraña idea de que, en general, no queremos que la corriente de coleccionista varíe. Proporcione una referencia y tal vez podamos explicar por qué en esa recopilación de casos en particular la corriente debería ser constante (si eso es cierto).
Eso es solo un diagrama aproximado de cómo un BJT responde con la corriente del colector como una función del colector al voltaje del emisor con presumiblemente una corriente base constante. No muestra cómo se usa un BJT en un circuito ni hace ningún comentario sobre lo que queremos que haga un BJT. Simplemente nos dice lo que hace un BJT.
Si bien la gráfica es lo suficientemente correcta en el nivel aproximado de detalle que se muestra, no está diciendo que la corriente del colector no haya variado en un circuito o que la corriente constante del colector sea deseable de alguna manera. Una característica importante de un BJT que no muestra es cómo varía la corriente del colector en función de la corriente base. La trama se encuentra presumiblemente en una sola corriente de base fija, aunque eso no se establece explícitamente.
Aquí hay una trama más iluminadora (copiada de enlace ):
Cada traza en este gráfico está en una corriente base diferente. En este caso, las corrientes de base van de 10 µA a 80 µA en pasos de 10 µA. El resultado de la corriente de base más baja está en la parte inferior y la más alta en la parte superior.
Lo que realmente deberías estar haciendo es dar vueltas a esto en tu mente. Dado que las gráficas muestran lo que hace un BJT (ya sea que usted piense que es deseable o no), ¿cómo puede usar estas características en un circuito para lograr un objetivo?
Comience mirando un simple amplificador de emisor común. Existen varias configuraciones en las que se puede usar un BJT en un circuito, pero el amplificador de emisor común es probablemente el más obvio desde el punto de vista conceptual, realiza una función claramente útil y se usa mucho. A veces hay muchas cosas alrededor del transistor para ocultar cómo se usa en un circuito. La mayor parte de eso suele ser para establecer el punto de operación de CC en el lugar correcto. Sin embargo, la característica principal de un amplificador de emisor común es que la señal de entrada se alimenta a la base, lo que causa pequeños cambios en la corriente de base. Por la naturaleza de cómo funciona un BJT como se puede ver en el gráfico anterior, esto causa cambios más grandes en la corriente del colector. Esto se aprovecha para hacer que la señal de salida se realice en la forma requerida por cualquier cosa que esté en sentido descendente. A menudo queremos una salida de tensión, por lo que colocar una resistencia en serie con el colector provoca una tensión variable a través de la resistencia en función de la corriente variable del colector.
Puede consultar amplificador de emisor común usted mismo para obtener muchos más detalles sobre esto. Otra topología BJT común es el seguidor del emisor . También hay una base común y otras que verá menos y puede que no sean tan obvias sin un pensamiento más cuidadoso. Si planea diseñar circuitos con BJT, es una buena idea aprender esto, por qué funcionan y para qué sirven.
Sólo estás mirando la mitad de la imagen. La corriente del colector es una función de (al menos) dos variables, el voltaje del emisor de base \ $ v_ {BE} \ $, y el voltaje del emisor del colector \ $ v_ {CE} \ $.
Idealmente, la corriente del colector sería independiente de \ $ v_ {CE} \ $. Cuanto más dependa de \ $ v_ {CE} \ $, menos ganancia está disponible *.
Sin embargo, el uso del transistor como amplificador depende fundamentalmente de la variación de la corriente del colector con \ $ v_ {BE} \ $.
La ecuación actual del colector básico para la región activa es:
\ $ i_C = I_S (1 + \ frac {v_ {CE}} {V_A}) e ^ {v_ {BE} / V_T} \ $
Entonces, verás, la corriente del recopilador es altamente dependiente de \ $ v_ {BE} \ $.
* La variación de \ $ i_C \ $ con \ $ v_ {CE} \ $ se modela como una resistencia conectada entre el colector y los nodos emisores. Parte de la señal de la corriente en el colector se desvía de la carga por esta resistencia, lo que reduce la ganancia disponible, es decir, queremos que todos de la señal actual a través de la carga para obtener la máxima ganancia.
No queremos que varíe la corriente del colector para una corriente base dada .
Es decir. Se supone que I CE depende solo de I B si es posible.
Entonces, hay dos dependencias de I CE .
En un solo gráfico bidimensional solo se puede mostrar la dependencia de un parámetro. El otro parámetro se mantiene constante.
Supongo que es útil comprender el contexto completo si observa la otra gráfica en sus notas que muestran una familia de curvas; cada uno por otro I B .
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