¿Cómo funciona este circuito de transistor BJT?

El zener con resistencia en serie R3 tiene aproximadamente 10 V en la tierra del ánodo. Está viendo 50mA, por lo que el voltaje real será un poco más alto que el nominal de 10 V, tal vez un uno por ciento en promedio.

Esa tensión se amortigua con Q7 y se utiliza para crear una fuente de corriente de ~ 17mA para el espejo de corriente compuesto por Q6 y Q5, que alimenta el amplificador diferencial compuesto por Q3 y Q4 (por lo que las corrientes de polarización están en el rango de 50uA).

El amplificador diferencial se alimenta con 5 V desde el divisor de voltaje R4 / R5 (menos aproximadamente 25 mV desde la corriente de polarización). Q1 y Q2 forman un par de Sziklai seguidor de voltaje.

La tensión de salida se divide por R1 / R2 (mal adaptada a R4 / R5), por lo que la tensión de salida debería ser de aproximadamente 21.7 V en equilibrio con 10 V, por lo que quizás 22 V con la corriente Zener de 55 mA.

Este circuito podría mejorarse arrancando algo de la corriente Zener de la salida para que sea más constante (una resistencia de la salida al zener) y haciendo que \ $ \ dfrac {R1 \ cdot R2} {R1 + R2} \ aprox 500 \ omega \ $. La mejora anterior mejoraría la regulación de la línea (cambios en el voltaje de salida con cambios en el voltaje de entrada), y la segunda mejoraría la estabilidad de la temperatura. Cierta degeneración del emisor en el espejo actual también sería una buena idea (y unirlos térmicamente). También una resistencia en el transistor de paso de salida para hacer frente a fugas de alta temperatura.

Va a funcionar bastante caliente, el Zener se está disipando en más de medio vatio, y Q7 sobre un vatio, por encima de su clasificación sin un disipador de calor. En un diseño moderno, probablemente no seríamos tan desperdiciados.