calcular corrientes amplificador clase ab

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simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

He estado diseñando el mismo amplificador AB básico, tratando de entender realmente todas las complejidades de las corrientes, voltajes y energía que fluyen a lo largo del circuito. He ignorado todas las entradas de señal por ahora, ya que me estoy enfocando en entender la polarización con retroalimentación en este circuito. El circuito final tiene condensadores, no los he incluido por simplicidad. He construido el circuito con tapas apropiadas, etc. El circuito funciona, pero los transistores se calientan mucho en condiciones de inactividad. (Aún no se han incluido las resistencias de emisor R1 y R2, lo que podría explicar las corrientes).

Modelando este circuito en especia, hay una corriente total de 7.6mA suministrada por V1. La corriente que fluye a través del R3-D1-D2-R4 es de 5,8 mA y la corriente que fluye a través del colector de Q2 es de 1,8 mA. Esto tiene sentido con KCL en el nodo 1. El voltaje en la base de Q2 es de 6.2 voltios. Suponiendo 0.7 Vbe, el voltaje del emisor en Q2 será de 5.5 voltios. Según la especia, el voltaje en el nodo 2 es de 5,48 voltios, o 20 mV caídos a través de R1. Esto no funcionará ya que 1.8mA está fluyendo a través del colector Q2 (0.020 / 33 = 0.61mA), ¿así que me estoy perdiendo cómo influye Q3 en esto?

¿Hay algo en el circuito causando una caída de voltaje en R3 de 5.8 V, o algo en el circuito está causando que 5.8 mA de corriente fluya a través de R3? Parece una especie de pollo v. Huevo. No sé qué está afectando a qué en el circuito. Además, ¿qué está causando el 1.8mA a través de Q2? Si se conociera el voltaje en el emisor de Q1, se podría conocer el voltaje de base en Q1 y también el voltaje en el nodo 2 debido a la red de polarización.

¿Qué hace que el voltaje del emisor de Q1 sea de 0.5 V según lo informado por Spice? El voltaje del colector en Q1 es el mismo que el voltaje base de Q3, que es dos caídas de diodo debajo de la base de Q2. Pero, entonces estoy de vuelta a mi primera pregunta.

Parece que hay muchas incógnitas, y si puedes resolver una de ellas, el resto se queda en su lugar utilizando todas las herramientas básicas de análisis de circuitos. Sin embargo, siempre he tenido problemas para comenzar en un circuito como este.

Finalmente, a continuación se muestra una imagen de mi análisis de Spice.

Editar:AcabodesimularelmismocircuitosinR1yR2ylascorrientesaumentanconsiderablemente(verimagendeanálisisdeespeciasmásabajo),loqueprobablementeexplicaelcalor.Aunquecreoquemispreguntassiguensiendoválidas.

    
pregunta nu77p01nt3r

2 respuestas

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Pollo & Egg es una forma precisa de describir lo que sucede en este circuito ... o cualquier circuito que esté incluido en un circuito de retroalimentación.

Aquí, tiene el punto de operación y, por lo tanto, el voltaje de salida en el nodo 2 determinado por el voltaje del nodo 2 realimentado a través de la resistencia de polarización R6 a la entrada de su amplificador. Esta retroalimentación general es negativa porque solo hay una etapa de inversión, Q1. La mayoría del análisis de circuitos se realiza en función de lograr una salida específica.

Entonces, para comenzar, suponga que el voltaje de salida (nodo 2) = 1/2 V1 = 6 voltios. Esto permitirá la máxima oscilación de voltaje de salida pico a pico en condiciones de señal.

Elija una corriente de emisor inactiva para Q2; digamos 10 miliamperios.

Calcule la caída de voltaje en R1 = 0.33 voltios.

Calcule el voltaje en la base de Q2 = 6.0 + 0.7 + 0.33 = 7.03 voltios.

Calcule la caída de voltaje en R3 = 12 - 7.03 = 4.97 voltios.

Calcule la corriente a través de R3 = 4.97V / 1000 = 4.97 miliamperios.

Calcule el voltaje del colector de Q1 = 7.03 - 0.7 - 0.7 = 5.63 voltios.

Calcule el voltaje del emisor de Q3 = 5.63 + 0.7 = 6.33 voltios.

Calcule la caída de voltaje en R2 = 6.33 - 6.0 = 0.33 voltios.

Calcule la corriente a través de R2 = 0,33 voltios / 33 ohmios = 10 miliamperios.

Ahora sabemos que las corrientes de emisor Q2 y Q3 son ~ iguales.

Supongamos que Q1, Q2 y amp; Q3 beta = 500.

Calcular Q2 & Q3 corrientes de base = 10 miliamperios / 500 = 20 microamperios.

Calcule la corriente del colector Q1 = 4,97 miliamperios - 0,02 miliamperios - 0,02 miliamperios = 4,93 miliamperios.

Calcule la corriente de base Q1 = 4.93 / 500 = 10 microamperios.

Calcule la corriente del emisor Q1 = 4.93 miliamperios + 0.01 miliamperios = 4.94 miliamperios.

Calcule el voltaje en R4 = 100 * 4.94 miliamperios = 0.494 voltios.

Calcule el voltaje base de Q1 = 0.7 + 0.494 = 1.194 voltios.

Calcule la corriente a través de R5 = 1.194 voltios / 1500 ohmios = 0.796 miliamperios.

Calcule la corriente a través de R6 = (6 voltios - 1.194 voltios) / 5000 ohmios = 961 microamperios.

Ahora puede reiterar, sabiendo que aproximadamente un miliamperio de la corriente del emisor de 2 miliamperios de Q2 fluye desde el "Nodo 2" a la base de Q1. Q2 & Los Q3 están disipando alrededor de 60 milivatios cada uno, lo que podría estar más cerca de la Clase AB +, pero se puede ver que reducir la disipación de la potencia de reposo en los transistores de salida es tan simple como elegir un valor más bajo para la corriente del emisor inactivo en Q2 y Q3.

En la práctica, el punto de operación a menudo se establece mediante una resistencia en paralelo con los diodos D1 y amp; D2.

Espero que esto ayude. ¡Diviértete!

    
respondido por el akatengu
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La forma de resolver un circuito con retroalimentación a través de cálculos manuales de primer orden es:

  1. romper el ciclo de retroalimentación
  2. Supongamos que la corriente en ese punto es despreciable
  3. usa el nodo roto como tu entrada
  4. escriba las ecuaciones del circuito basadas en esa entrada desconocida
  5. Entrada y salida equivalentes
  6. Resuelve para lo desconocido
  7. Verifique sus suposiciones

Rompiendo el circuito en el nodo 2 y asumiendo todos los diodos y uniones de transistores a 0.6V (esto causará problemas para la corriente a través de Q2 y Q3, pero podemos solucionarlo más adelante):

  1. Calcule la corriente a través de la base de Q1 en función de Vnode2
  2. Calcule la corriente a través de D1 y D2 en función de Vnode2
  3. Calcule el voltaje en medio de D1 y D2 en función de Vnode2
  4. Como D1, D2, Q2. Q3, R1, & R2 tiene simetría. Vnodo2 será igual al voltaje entre D1 y amp; D2.
  5. Ahora resuelve para el desconocido

Esto te da una primera aproximación. Ahora puede encontrar la corriente real y verificar cuánto se desvía de la suposición inicial. Tenga en cuenta que podría haber incorporado esta corriente desconocida en el procedimiento anterior y habría terminado con dos ecuaciones con dos incógnitas.

Aparte de eso, el cálculo de la corriente real a través de Q2, Q3 es complicado ya que requiere el uso de las ecuaciones no lineales reales para Vbe. Esto da lugar a ecuaciones trascendentales.

    
respondido por el Edgar Brown

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