Actualmente estoy estudiando BJT, pero tengo problemas para analizar el circuito de polarización de cuatro resistencias. Mi libro de texto da el siguiente circuito y dice que podemos usar el divisor de voltaje en R 1 y R 2 para encontrar V B .
Pero siento que no podemos ignorar R E cuando intentamos encontrar V B . ¿No debería R E (y la caída de 0.7V en V BE ) combinarse con R 2 en paralelo y luego usar el divisor de voltaje con eso? combinación paralela y R 1 ?
Supongo que su diseño comienza con un valor dado para Ic, ¿correcto? Por lo tanto, conoce el valor correspondiente para la corriente base Ib (basado en un valor de ganancia actual dado). Más que eso, asumo que ya ha corregido los valores de Rc y Re.
Debido a que Ie = Ic + Ie, usted conoce el voltaje en el nodo emisor así como en el nodo base (0.65 ... 07 V más grande). Con esta información puede diseñar el divisor de voltaje en la base. No olvide que es un divisor CARGADO (carga = nodo base).
Durante el cálculo tienes que hacer algunas suposiciones:
1.) Vbe = (0.65 ... 0.7): La elección del valor es de menor importancia debido a la realimentación de Re, que estabiliza el punto de operación de CC,
2.) Niveau de resistencia del divisor de tensión: es una práctica común seleccionar las resistencias que permiten una corriente a través de la cadena del divisor que es aproximadamente (6 ... 10) veces la corriente base.
(Explicación: debe encontrar una compensación. Las resistencias pequeñas dan una resistencia de entrada de señal pequeña no deseada, pero permiten una buena estabilización de CC, y viceversa).
Pero siento que no podemos ignorar RE cuando intentamos encontrar VB
De hecho, la tensión de base de CC está dada por
$$ V_B = V_ {BB} - I_B R_ {BB} = V_ {CC} \ frac {R_2} {R_1 + R_2} - I_B R_1 || R_2 $$
El primer término en el lado más a la derecha es \ $ V_ {BB} \ $, el voltaje de base de circuito abierto ; el voltaje en la base si la corriente de base fuera cero.
Por supuesto, la corriente base dependerá del valor de \ $ R_E \ $ y del voltaje del emisor de base \ $ V_ {BE} \ $.
De hecho, es fácil mostrar que la corriente del colector está dada por (ignorando el efecto inicial)
$$ I_C = \ frac {V_ {BB} - V_ {BE}} {\ frac {R_ {BB}} {\ beta} + \ frac {R_E} {\ alpha}} $$
y
$$ I_B = \ frac {I_C} {\ beta} $$
Considera esto: R1 y R2 pueden expresarse como un equivalente de Thevenin de 5 voltios y alrededor de 3k (te dejo encontrar el número real). Con una beta infinita, Ve se mantendrá sin caídas en la resistencia de Thevenin. Con una beta, por ejemplo, de 100, es decir, ~ 4.3 mA, y esto requerirá 43 uA de corriente base. La caída a través de la resistencia de Thevenin será de 43 uA x 3k, o aproximadamente 120 mV. Esto es un cambio de la tensión descargada de menos del 3%. Por lo tanto, para valores razonables de beta, puede ignorar los efectos de carga, y la caída de Vbc de .7 voltios tampoco importa mucho. Tenga en cuenta que esto cambia si intenta usar altas resistencias para la red de polarización, y cambia si las resistencias de carga son demasiado bajas. Sin embargo, las resistencias de baja carga implican una alta disipación de potencia sin señal, y esto obviamente no es un diseño normalmente deseado.
Sam: no sé por qué, sin embargo, hasta ahora opinaba que los valores de las 4 resistencias NO se conocen. Por lo tanto, he eliminado algunos de mis comentarios porque ya no son relevantes.
A continuación, te doy el camino a una solución exacta , que consta de 3 ecuaciones para 3 parámetros desconocidos:
Ahora tienes las 3 ecuaciones para resolver los tres parámetros desconocidos k, IB y VB.
Tenga en cuenta que debe elegir la ganancia de corriente B y el voltaje VBE = 0.7 voltios.
Comentario : hay otra solución que se basa en el teorema de superposición y el teorema de sustitución: En este caso, puede realizar dos cálculos separados para los dos voltajes "fijos" en su circuito: Vcc y VBE = 0.7Volts (superposición). Eso significa que: puede tratar el voltaje VBE como una fuente de voltaje (teorema de sustitución). Sin embargo, en mi opinión, la solución con 3 ecuaciones es más "lógica".
Si ignora la corriente de base, primero puede resolver el divisor de voltaje para obtener el voltaje de base. Este cálculo será correcto siempre que la corriente de base sea mucho menor que la corriente a través del divisor de voltaje (R2).
Puede ignorar con seguridad la corriente que fluye a través de la base. Sí, hay algunos, pero se combina con la corriente que viene a través del colector. Como esas corrientes juntas tienen que pasar a través de la resistencia 1K en la parte inferior derecha, el transistor no está saturado; solo se "abre" lo suficiente como para llevar el voltaje del emisor a aproximadamente 0.6V por debajo del voltaje base. Por lo tanto, el lado derecho del circuito es solo un seguidor del emisor . Si ese concepto te confunde, está bien, porque es un concepto confuso, pero básicamente piensas que cualquier corriente extra a través de la base dejaría mucha más corriente a través del colector, aumentando el voltaje a través de la resistencia y cerrando el transistor nuevamente.
Entonces, el transistor está en equilibrio donde la corriente que fluye a través de la base es $ \ frac {1} {\ beta} $ de la corriente a través del colector, y por lo tanto $ \ frac {1} {\ beta + 1} $ de la corriente total a través del emisor. Dado que los valores de $ \ beta $ generalmente son alrededor de 100 si no mayores, es seguro asumir que esta corriente es lo suficientemente pequeña en comparación con el divisor de voltaje que puede ignorar. Por otra parte, puedes calcularlo, si sabes \ beta.
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