Preamplificador predispuesto a la mitad de la fuente de alimentación

Para \ $ Ic2 = 500 \ mu A \ $ y \ $ Ic1 = 1mA \: \: \ beta_1 = \ beta_2 = 100 \ $

Y si asumimos que \ $ V_ {E1} = 0.5 \ cdot V_ {CC} \ $ ya lo sabemos

\ $ R_ {1} = \ frac {Vcc- 0.5 V_ {CC} - V_ {BE1}} {I_ {C2} + I_ {B1}} = \ frac {12V - 6V - 0.6V} {500 \ mu A + 10 \ mu A} = 10 \ textrm {k} \ Omega \ $

$$ R_ {4} = \ frac {0.5V} {505 \ mu A} = 1 \ textrm {k} \ Omega $$

$$ R_2 + R3 \ approx \ frac {0.5V_ {CC}} {I_ {C1}} = 6 \ textrm {k} \ Omega $$

El voltaje básico de \ $ T_2 \ $ es alrededor de \ $ V_ {BE2} + V_ {E2} = 0.5V + 0.6V = 1.1V \ $

Entonces, la caída de voltaje en \ $ R_3 \ $ debe ser mayor o igual a este valor (1.1V).

\ $ R_3 = \ frac {1.5V} {1mA} = 1.5 \ textrm {k} \ Omega \ $

Y

\ $ R2 = 6 \ textrm {k} \ Omega - 1.5 \ textrm {k} \ Omega = 4.7 \ textrm {k} \ Omega \ $

Y finalmente

\ $ R_5 + R_7 = \ frac {1.5V - 1.1V} {5 \ mu A} = 82 \ textrm {k} \ Omega \ $

Y hemos terminado.

Ahora podríamos verificar los cálculos haciendo un análisis de DC.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Primer KVL:

$$ I_ {E2} \ cdot R_4 + V_ {BE2} + \ frac {I_ {C2}} {\ beta} \ cdot (R_5 + R_7) = (I_ {E1} - \ frac {I_ {C2 }} {\ beta}) \ cdot R_3 $$

Y otra ecuación KVL es:

$$ V_ {CC} - (I_ {C2} + \ frac {I_ {C1}} {\ beta}) \ cdot R_1 - V_ {BE1} = I_ {E1} \ cdot R_2 + (I_ {E1 } - \ frac {I_ {C2}} {\ beta}) \ cdot R_3 $$

Entonces, si resolvemos estas dos ecuaciones podemos resolver un punto de inactividad.

Hay una cierta interacción entre la corriente del colector de T2, la resistencia del emisor R4 y el divisor de voltaje R2, R3.

Si asumimos que la corriente a través de R5 y R7 es tan pequeña que casi no hay caída de voltaje en ellos, entonces la tensión en R3 es igual a Vbe_T2 + V_R4.

Ese Vbe_T2 será bastante constante a alrededor de 0,6 V.

¿Pero cuál será el voltaje a través de R4? Depende de la corriente a través de ella por supuesto. Pero como queremos que el voltaje en R2 + R3 sea Vcc / 2, significa que el voltaje en R3 es Vcc / 4. De ese Vcc / 4, reste el Vbe de T2, que deja 3 V / 4 - 0.6 V = 0.15 V a través de R4. Por lo tanto, la corriente a través de R4 será 0.15V / 1.5k ohm = 100 uA.

Luego debemos verificar si el resto del circuito puede soportar los valores que acabamos de calcular. En el colector de T2 tendremos 3 V - 100 uA * 12 kohm = 1.8 V  Dado que el emisor de T2 está a 0.15 V, deja un Vce de 1.65 V, que es suficiente.

La base de T1 está en ese mismo 1.8 V, reste Vbe para obtener el voltaje del emisor: 1.8 V - 0.6 V = 1.2 V Eso es un poco menor que los 1.5 V que queríamos, por lo que pensaría que T1 estaría apagado (Vbe es demasiado bajo) y el circuito no funciona.

Sin embargo, debido a la retroalimentación, el circuito encontrará automáticamente un punto en el que puede funcionar.

Lo que sucede es que cuando T1 está apagado, el voltaje en R2, R3 es más bajo de lo que queremos y eso también significa que el voltaje en R4 será menor. Entonces T2 tendrá un Ic mucho más pequeño de lo que predijimos. Esto hace que la tensión en el colector de T2 suba . Que es lo que necesitamos para activar T1 . Eso, a su vez, aumentará el voltaje en R2, R3 y R4 hasta que se encuentre una cierta situación de equilibrio donde los voltajes y las corrientes estarán cerca de lo que predecimos.

Puede volver a realizar el cálculo utilizando un Vbe más grande, por ejemplo, Vbe = 0,65 V en lugar de 0,6 V, lo que haría que Ic de T2 fuera un poco más pequeño y disminuiría el voltaje en R1 (que era el problema que teníamos arriba) entonces quizás te acerques más a la solución real.

Al diseñar un circuito de este tipo, hago el cálculo manual tal como se explicó anteriormente y luego uso un simulador de circuito para encontrar los valores exactos y verificar si mi cálculo fue razonable (me refiero a lo suficientemente cerca).