BJT polarizando con voltaje negativo

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Obtuve esta pregunta como tarea escolar (primer año de ingeniería eléctrica). Tengo que calcular los 3 valores de resistencia desconocidos. Los valores que se dieron están en el esquema. Además \ $ \ beta = 100 \ $ y el transistor es un NPN BC547B. El problema para mí es el voltaje negativo de \ $ V_ {EE} \ $ y el \ $ V_x = 0 \ $ V. Realmente no sé por dónde empezar (ya estuve atascado durante una hora). ¿Me puede dar algunos consejos o un ejemplo para que sepa cómo ir más allá? Ya he visto muchos ejemplos de desviación de BJT pero no puedo encontrar uno (creo) que realmente se adapte a mi problema.

    
pregunta 4lloyd

3 respuestas

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Los voltajes negativos no son nada que temer. Funcionan exactamente como voltajes positivos, solo que con un signo menos. Le guiaré a través de la primera parte, que consiste en averiguar \ $ R_1 \ $.

Usted sabe que el voltaje en \ $ R_1 \ $ es 15V. Si encuentra la corriente a través de \ $ R_1 \ $, puede calcular la resistencia con la Ley de Ohm. La corriente a través de \ $ R_1 \ $ es igual a la corriente a través de \ $ R_2 \ $ más la corriente base. La Ley de Ohm le da la corriente a través de \ $ R_2 \ $:

$$ I_ {R2} = \ frac {0 \ \ mathrm V - -15 \ \ mathrm V} {5 \ \ mathrm {k \ Omega}} = 3 \ \ mathrm {mA} $$

Se le asigna la corriente del recopilador y \ $ \ beta \ $, para que pueda calcular fácilmente la corriente base:

$$ I_B = \ frac {I_C} {\ beta} = \ frac {1 \ \ mathrm {mA}} {100} = 0.01 \ \ mathrm {mA} $$

Por lo tanto, la corriente a través de \ $ R_1 \ $ es:

$$ I_ {R1} = I_ {R2} + I_B = 3 \ \ mathrm {mA} + 0.01 \ \ mathrm {mA} = 3.01 \ \ mathrm {mA} $$

Esto es casi (pero no del todo) igual a \ $ I_ {R2} \ $ por sí mismo. En la vida real, probablemente ignoraría \ $ I_B \ $ a menos que \ $ \ beta \ $ fuera más bajo, pero esto es tarea, así que hagámoslo de la manera más difícil. :-)

Ahora puedes calcular \ $ R_1 \ $:

$$ R_1 = \ frac {15 \ \ mathrm V - 0 \ \ mathrm V} {3.01 \ \ mathrm {mA}} = 4.98 \ \ mathrm {k \ Omega} $$

Te dejaré manejar \ $ R_C \ $ (trivial) y \ $ R_E \ $ (más difícil) por tu cuenta. Asegúrese de publicar el trabajo que ha realizado si tiene alguna pregunta de seguimiento.

    
respondido por el Adam Haun
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En todos los casos no es el voltaje "absoluto" lo que importa, es el voltaje a través de los resistores lo que importa.

\ $ R_1 \ $

\ $ R_1 \ $ y \ $ R_2 \ $ forman un divisor de voltaje con una pequeña carga \ $ I_B = I_C / \ beta = 10 \ mu \ $ A. Te dan \ $ V_x = 0 \ $, por lo que el voltaje en \ $ R_2 \ $ es \ $ 0 - V_ {EE} = 15 \ $ V. Por la Ley de Ohm, la corriente a través de \ $ R_2 \ $ es \ $ 15 \ text {V} / R_2 \ $, que es \ $ 3 \ $ mA. La corriente a través del divisor es mucho más grande que la corriente de carga, por lo que si solo necesita una aproximación puede ignorar \ $ I_B \ $. 1 En ese caso, el voltaje a través y actual a través de \ $ R_1 \ $ es lo mismo que \ $ R_2 \ $ y por lo tanto los dos son iguales. Alternativamente, puede usar la ecuación del divisor de voltaje, que se puede simplificar notando que la salida del divisor de voltaje está a medio camino entre \ $ V_ {CC} = 15 \ $ V y \ $ V_ {EE} = -15 \ $ V y por lo tanto El voltaje se divide por la mitad. La ecuación simplificada es

$$ \ frac {R_1} {R_1 + R_2} = \ frac {1} {2} $$

que te da el mismo resultado, \ $ R_1 = 5 \ text {k} \ Omega \ $.

Si no puede aproximarse, tenga en cuenta por KCL que la corriente a través de \ $ R_1 \ $ es la corriente a través de \ $ R_2 \ $ (\ $ 3 \ $ mA) más \ $ I_B \ $, o \ $ 3.01 \ $ mamá. Ahora tiene el voltaje en \ $ R_1 \ $ (\ $ 15 \ $ V) y la corriente a través de él, por lo que puede usar la Ley de Ohm para calcularla exactamente.

\ $ R_C \ $

Le dan \ $ I_C = 1 \ $ mA y \ $ V_Y = 5 \ $ V, por lo que sabe que tiene \ $ 15-5 = 10 \ $ V en \ $ R_C \ $. Ya que conoce el voltaje y la corriente a través de la resistencia, la Ley de Ohm le da la resistencia requerida.

\ $ R_E \ $

El transistor está encendido desde \ $ I_C = 1 \ $ mA, así que suponga una caída de \ $ 0.6 \ $ V (o \ $ 0.7 \ $ V) \ $ V_ {BE} \ $. Ya que \ $ V_x = V_B = 0 \ $ V, eso significa \ $ V_E = -0.6 \ $ V. Esto le da el voltaje a través de la resistencia: \ $ V_E - V_ {EE} = -0.6 - (-15) = 14.4 \ $ V. Recuerda

$$ I_E = \ frac {\ beta + 1} {\ beta} I_C $$

y se dan ambos \ $ \ beta \ $ y \ $ I_C \ $, para que sepas \ $ I_E \ $. Como alternativa, ya sabe \ $ I_B \ $, por lo que también puede utilizar el hecho de que

$$ I_E = (\ beta + 1) I_B $$

Nuevamente, tienes el voltaje y la corriente a través de la resistencia, por lo que puedes usar la Ley de Ohm para calcular la resistencia requerida.

1 Por lo general, la regla de oro es que si la corriente del divisor descargado es 10 veces la corriente de carga, es seguro hacer una aproximación.

    
respondido por el Null
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Solo te daré algunos consejos ya que es un trabajo de curso. Puede calcular Rc con la información proporcionada, ya que conoce el voltaje en ambos lados de Rc y conoce la corriente que fluye a través de él. Puedes calcular Ib con la información proporcionada. Después de hacer eso, puede calcular la corriente que fluye a través de R1, entonces puede calcular R1 usando el voltaje y la corriente. Para calcular RE, debe asumir una cierta caída de voltaje en la unión de la base-emisor de Q1. Puede extraerlo de la hoja de datos si lo desea, o puede usar un valor típico como 0.6 o 0.7V. Pero como el tipo de transistor está realmente especificado en el problema, probablemente buscaría en la hoja de datos para ver si muestra un gráfico de Vbe vs Ib típico.

    
respondido por el mkeith

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