Necesito ayuda para analizar este circuito BJT. Lo que necesito encontrar es la ecuación para IB, IC y VCE para este circuito. Hasta ahora lo que tengo es de KCL:
a: I1 = Ib + Ic
b: Ie = Ib + Ic
Así que encuentro que I1 = Ie, y como Ic = hFE.Ib, I1 = Ie = Ib (1 + hFE).
Ahora, con lo que estoy confundido es con el KVL. ¿Necesito hacer 2 bucles o es posible convertir R1 y R2 en un circuito de Thevenin? ¿Cómo encuentro la ecuación Ib?
Gracias de antemano
Mi primera suposición es que la intención es que el BJT esté funcionando en modo activo hacia adelante (respuesta lineal), no en modo saturado. Más sobre eso más adelante. No puedes thevenize R1 & R2 porque el extremo inferior de R2 no se conecta a una toma de tierra de CA (señal pequeña); Tampoco es necesario calcular para calcular Vce.
No, no necesita dos bucles para KVL.
Encuentre Vce mediante KVL de un solo bucle:
Vce = Vcc - R1 * I1 - R3 * Ie
Pero como I1 = Ic + Ib = Ie,
Vce = Vcc - Ie (R1 - R3). . . . o. . . .
Vce = Vcc - Ib (1 + hFE) (R1 - R3). . . . o. . . .
Vce = Vcc - (Ib + Ic) (R1 - R3).
Alternativamente, Vce = Vcb - Vbe = R2 * Ib - 0.7V; y puedes hacer sustituciones aquí como lo hice anteriormente para Ib, depende de la corriente que quieras resolver.
Para ser más específicos, necesitaríamos más datos, como valores reales de resistencia en ohmios.
PROBLEMA: Este es un ejemplo típico de un libro de texto con fines pedagógicos y, en ese sentido, no es malo. Pero para el mundo real, este no es un buen circuito práctico y confiable para el modo activo directo (lineal) y se desaconseja porque es demasiado dependiente de HFE lo que puede cambiar con el tiempo y cambiar fácilmente el punto de operación hasta el punto de que pueda obtener clipping ( saturación parcial dependiendo del nivel de la señal de entrada), o aún peor, el modo de saturación total. Y si recuerdo correctamente, para un amplificador de señal pequeño típico, R2 tendría que ser bastante grande (¿cientos de Kohms o Mohms?) Para establecer la corriente base en un valor razonable para la operación lineal. Esto hace que para un diseño de mayor ruido. Una vez trabajé en un amplificador de instrumentos de la década de 1970 que, para mi horror, tenía este problema, y no, no era parte de los circuitos de distorsión; ¡Incluso las etapas de amplificación lineal pretendidas eran así! Increíble con lo que se escaparon hace mucho tiempo. Funcionó durante años, luego se desvió hasta que su punto de operación cambió tanto que estaba fuera de servicio (como en ninguna salida; no hay sonido en el altavoz, porque esta etapa estaba saturada). Lo rediseñé y funcionó muy bien. Para solucionar este problema, agregue otra resistencia de la base del BJT a tierra que desvíe la entrada a un valor razonable. Y cree estas dos resistencias de polarización de entrada en las unidades de Kohms o incluso cientos de ohmios (si la carga de la batería no es un problema) para reducir el ruido. Será mucho más confiable.
. . . . Por supuesto, hoy en día se hace principalmente o completamente con amplificadores operacionales. . . . . .
Otra cosa que este ejemplo de libro de texto no muestra es la entrada de señal y los nodos de salida. Se supone que la señal de entrada impulsa la base del BJT. La salida se puede quitar del colector o del emisor. Todo depende de qué tipo de impedancia de salida (CE - > alta, CC - > baja) y la ganancia de voltaje que desee. Creo que he visto algunas aplicaciones donde la salida se saca de AMBOS el colector Y el emisor (para diferentes propósitos).
Algunas referencias muy buenas aquí:
Solo suba algunos de los voltajes e iguale la suma con el voltaje de suministro. Luego resuelve la ecuación para \ $ I_e \ $.
$$ V_ {cc} = R_3I_e + V_ {be} + R_2I_b + R_1I_e = R_3I_e + V_ {be} + R_2 \ dfrac {I_e} {\ beta + 1} + R_1I_e \\ V_ {cc} - V_ {be} = \ left [R_1 + \ dfrac {R_2} {\ beta + 1} + R3 \ right] I_e \\ I_e = \ dfrac {V_ {cc} - V_ {be}} {R_1 + \ dfrac {R_2} {\ beta + 1} + R3} $$
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