Base común con Polarización por divisor de voltaje
Tema complementario: Polarización por divisor de voltaje bjt
A continuación se realizará un análisis de un transistor bjt en configuración base común con polarización por divisor de voltaje. El circuito es el siguiente:
Apagando la fuente Vcc el circuito queda de la siguiente manera:
Y ahora colocando en corto los condensadores de desacople y cambiando el transistor por su respectivo modelo híbrido el circuito queda ahora:
Donde RB2'' no aparece en el circuito ya que al estar en paralelo con el condensador cb se reemplaza por un corto circuito. La idea es trabajar con el modelo híbrido del amplificador que integra tanto al modelo híbrido del bjt junto con las resistencias de polarización RB1, RB2, RE y RC. El circuito es el siguiente:
Este modelo tiene unos parámetros denominados zi, zo, Ai y Ava. Las ecuaciones para hallar estos parámetros se muestran en la siguiente tabla:
Tenga en cuenta:
- En un base común la impedancia de entrada es baja, la impedancia de salida es alta, la ganancia es corriente es menor a la unidad, y la ganancia en voltaje es alta.
- En el modelo híbrido del bjt se asume que hre y hoe son cero, esto con el fin de facilitar el análisis del circuito.
- El resistor RB2 se dividió entre los resistores RB2' y RB2'', el resistor RB2' es la parte del resistor RB2 que se conserva en ac, y el resistor RB2'' es la parte del resistor RB2 que se elimina en ac.
Calculadora Base común con Polarización por divisor de voltaje
Descarga la simulación en Proteus 7.9 de Base común con Polarización por divisor de voltaje aquí.
Descarga la simulación en Proteus 8.3 de Base común con Polarización por divisor de voltaje aquí.
Ejemplo. Realice un análisis del siguiente circuito:
El valor de hfe es de 100 y el valor de hie es de 1kΩ. Halle los valores de todos los parámetros zi, zo, Ava y Ai para una entrada de 10mVac @ 10kHz para los siguientes casos:
a) Se conserva la resistencia de base RB2 en ac: RB2'=10kΩ y RB2''=0.
b) Se elimina la resistencia de base RB2 en ac: RB2'=0 y RB2''=10kΩ.
c) Se elimina parcialmente la resistencia de base RB2 en ac: RB2=3kΩ y RB2''=7kΩ.
d) Realice una tabla comparativa de los resultados anteriores y saque conclusiones.
Solución.
a ) RB2'=10kΩ y RB2''=0. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
Los parámetros zi, zo, Ai y Ava se muestran en la siguiente tabla:
El modelo simplificado del amplificador queda de la siguiente forma:
Y la simulación es la siguiente:
La linea de color amarilla es la entrada y la linea de color azul es la salida. Se puede ver que la ganancia en voltaje Ava es de 100 aproximadamente.
b ) RB2'=0 y RB2''=10kΩ. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
Los parámetros zi, zo, Ai y Ava se muestran en la siguiente tabla:
El modelo simplificado del amplificador queda de la siguiente forma:
Y la simulación es la siguiente:
La linea de color amarilla es la entrada y la linea de color azul es la salida. Se puede ver que la ganancia en voltaje Ava es de 1000.
c ) RB2'=3kΩ y RB2''=7kΩ. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
Los parámetros zi, zo, Ai y Ava se muestran en la siguiente tabla:
El modelo simplificado del amplificador queda de la siguiente forma:
Y la simulación es la siguiente:
La linea de color amarilla es la entrada y la linea de color azul es la salida. Se puede ver que la ganancia en voltaje Ava es de 255.
d) Tabla comparativo y conclusiones
- Se puede observar que en todos los casos se obtuvieran las características típicas de un transistor en base común: impedancia de entrada pequeña, impedancia de salida grande, ganancia en corriente menor a la unidad y ganancia en voltaje alta.
- También se puede ver que el voltaje de salida no se invierte respecto al voltaje de entrada, nuevamente caracteristica tipica de un base común.
- Por último se puede observar que al variar el valor de RB2 en ac, también varia el valor de la impedancia de entrada y la ganancia en voltaje.
- En un base común la impedancia de entrada es baja, la impedancia de salida es alta, la ganancia es corriente es menor a la unidad, y la ganancia en voltaje es alta.
- En el modelo híbrido del bjt se asume que hre y hoe son cero, esto con el fin de facilitar el análisis del circuito.
- El resistor RB2 se dividió entre los resistores RB2' y RB2'', el resistor RB2' es la parte del resistor RB2 que se conserva en ac, y el resistor RB2'' es la parte del resistor RB2 que se elimina en ac.
Calculadora Base común con Polarización por divisor de voltaje
- Para los datos de entrada en caso de tener decimales se usa el punto no la coma. De usar la coma se produce error.
- Las resistencias RB1, RB2', RB2'', RC y RE y las impedancias zi y zo se pueden ajustar a ohmios (Ω), kiloohmios (kΩ) o a Megaohmios (MΩ).
- La ganancia beta es la relación entre la corriente de colector ic y la corriente de base ib.
- La ganancia beta es la relación entre la corriente de colector ic y la corriente de base ib.
Descarga la simulación en Proteus 7.9 de Base común con Polarización por divisor de voltaje aquí.
Descarga la simulación en Proteus 8.3 de Base común con Polarización por divisor de voltaje aquí.
Ejemplo. Realice un análisis del siguiente circuito:
a) Se conserva la resistencia de base RB2 en ac: RB2'=10kΩ y RB2''=0.
b) Se elimina la resistencia de base RB2 en ac: RB2'=0 y RB2''=10kΩ.
c) Se elimina parcialmente la resistencia de base RB2 en ac: RB2=3kΩ y RB2''=7kΩ.
d) Realice una tabla comparativa de los resultados anteriores y saque conclusiones.
Solución.
a ) RB2'=10kΩ y RB2''=0. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
b ) RB2'=0 y RB2''=10kΩ. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
c ) RB2'=3kΩ y RB2''=7kΩ. El circuito en ac queda de la siguiente manera:
d) Tabla comparativo y conclusiones
- También se puede ver que el voltaje de salida no se invierte respecto al voltaje de entrada, nuevamente caracteristica tipica de un base común.
- Por último se puede observar que al variar el valor de RB2 en ac, también varia el valor de la impedancia de entrada y la ganancia en voltaje.
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