La polarización del divisor de voltaje (BJT) provoca una enorme caída de voltaje en la resistencia del colector. ¿Por qué?

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Ya busqué preguntas similares, pero no pude encontrar ninguna. Básicamente, soy nuevo en el análisis de circuitos electrónicos y, después de seguir la conferencia de mi profesor y buscar en Internet, descubrí que el siguiente circuito (tenga en cuenta que la fuente de voltaje en la parte superior está destinada a "reemplazar" una línea de voltaje, ya que No tengo idea de cómo dibujarlo)

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

se puede resolver aproximadamente, utilizando el equivalente de Thévenin, como

simular este circuito

con $$ R_ {th} = R_1∥R_2 \ approx 2.3k \ Omega, V_ {BB} = \ frac {R_2} {R_1 + R_2} V_s \ approx 9.23V. $$

Por lo tanto, asumiendo condiciones de operación FAR (con una caída de voltaje entre la base y el emisor de aproximadamente 0.7V), de acuerdo con mis cálculos, $$ V_ {BB} -I_BR_ {th} -V_ {BE} -I_ER_e = 0 \ Rightarrow I_B = \ frac {V_ {BB} -V_ {BE}} {R_ {th} + (1+ \ beta) R_e }. $$

Supongamos además que beta = 100; entonces, $$ I_B \ approx 82 \ mu A, I_c \ approx \ beta I_B \ approx 8.20 mA. $$ Pero, para mí, esta cantidad de corriente a través de un resistor de 2700 ohms parece una locura, ya que produciría un 22V caída de voltaje a través de Rc, mientras que la fuente de voltaje entrega solo 12V. Además, $$ V_s-R_cI_c-V_ {CE} -I_ER_e = 0 \ Rightarrow V_ {CE} = V_s-R_cI_c-I_ER_e \ approx -18.42V, $$ lo que me parece totalmente incorrecto. Donde me equivoco Disculpe si esto puede ser una pregunta trivial, pero ya lo he intentado durante 3 días y buscar en Internet no me ayudó en absoluto. Gracias de antemano!

    

1 respuesta

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Si obtiene un resultado tan extraño, significa que su BJT está en la región de saturación. En su circuito, la corriente del colector no puede ser mayor que: $$ I_ {Cmax} = \ frac {V_ {CC}} {R_C + R_E} \ approx 3.2mA $$ y obtienes \ $ 8.2mA \ $ por lo tanto, tu BJT está en la región de saturación.

Por lo tanto, para poder resolverlo sin utilizar las matemáticas avanzadas, debe asumir un valor de \ $ V_ {CEsat} \ $. Normalmente, en los cálculos manuales, asumimos que el voltaje de saturación es igual a \ $ V_ {CEsat} \ approx 0.2V \ $

Adicional, usamos esta ecuación \ $ I_E = I_B + I_C \ $, que siempre es verdadera es la saturación y en la región activa.

$$ I_E = \ frac {V_E} {R_E} $$

$$ I_C = \ frac {V_ {CC} - (V_ {CEsat} + V_E)} {R_C} $$

$$ I_B = \ frac {V_ {BB} - (V_ {BE} + V_E)} {R_ {th}} $$

Finalmente, tenemos esta ecuación con un solo \ $ V_E \ $

desconocido

$$ \ frac {V_E} {R_E} = \ frac {V_ {BB} - (V_ {BE} + V_E)} {R_ {th}} + \ frac {V_ {CC} - (V_ {CEsat } + V_E)} {R_C} $$

Y la solución es

$$ V_E = \ left (\ frac {V_ {BB} - V_ {BE}} {R_ {th}} + \ frac {V_ {CC} -V_ {CEsat}} {R_C} \ right) \ cdot R_E || R_ {th} || R_C \ approx 4.49V $$

Y las corrientes son:

$$ I_E \ approx 4.49 \ textrm {m} A $$

$$ I_B \ approx 1.79 \ textrm {m} A $$

$$ I_C \ approx 2.7 \ textrm {m} A $$

O podría haber escrito estas dos ecuaciones y resolver para \ $ I_B \ $ y \ $ I_C \ $

$$ V_ {BB} - I_B R_B - V_ {BE} - (I_B + I_C) R_E = 0 $$

$$ V_ {CC} - I_C R_C - V_ {CEsat} - (I_B + I_C) R_E = 0 $$

    
respondido por el G36

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