Polarización por divisor de voltaje bjt

El circuito de polarización por divisor de voltaje o de tensión, para un transistor bjt es como se muestra en la siguiente figura.

Circuito polarización por divisor de voltaje transistor bjt.

La polarización por divisor de voltaje es la polarización más estable respecto al punto de trabajo Q. Se puede usar en todas las configuraciones del transistor bjt, emisor común, base común, y colector común. Las ecuaciones básicas son las siguientes:

Descarga la simulación en proteus 7.9 de Polarización por divisor de voltaje bjt aquí.

Descarga la simulación en proteus 8.3 de Polarización por divisor de voltaje bjt aquí.

Ecuaciones para cuando se da el valor de las resistencias, y se pide hallar el valor del punto Q (IBQ, ICQ, VCEQ). La ecuación para IBQ es la siguiente:

El valor de ICQ está dado por la siguiente ecuación:

Y finalmente VCEQ es igual a:

Calculadora para hallar el punto Q (IBQ,ICQ,VCEQ)

Como usar la calculadora:

- Para los datos de entrada en caso de tener decimales se usa el punto no la coma. De usar la coma se produce error.
- En las operaciones se asume que VBE tiene un valor de 0.7 voltios.
- Los voltajes polarización y colector-emisor están en voltios.

- Las resistencias RE, RC, RB1 y RB2 se pueden ingresar en ohmios (Ω), kiloohmios (kΩ) o a Megaohmios (MΩ).
- Las corrientes de base ibq y de colector icq se pueden ajustar a nanoamperios (nA), microamperios (uA) o miliamperios (mA).

Ejemplo. Hallar en el siguiente circuito IBQ, ICQ y VCEQ. VCC tiene un valor de 16 voltios y hfe tiene un valor de 80.

Solución. primero se halla el valor de IBQ:

Ahora hallamos el valor de ICQ:

Y finalmente hallamos VCEQ:

Ecuaciones para cuando se conoce el valor del punto Q (IBQ, ICQ, VCEQ), y se pide hallar el valor de las resistencias. Primero se escoge un valor para m que debe estar entre 0 a 10, m es la relación entre las resistencias de colector y emisor:

Para un bjt en emisor comun o base comun el valor típico de m debe estar entre 3 y 10, y para un bjt en colector comun el valor de m debe estar entre 0 y 10. Ahora el valor de la resistencia de emisor RE está dado por la siguiente ecuación:

El valor de la resistencia de colector RC está dado por la siguiente ecuación:

Ahora se debe elegir un valor para n:

n relaciona la resistencia de emisor RE con las resistencias de base RB1 y RB2 ademas de garantizar que halla estabilidad en la polarización. Un valor bajo de n hace que el valor de las resistencias de base sea bajo y un valor de n alto hace que los valores de las resistencias de base sean altos. Para hallar las resistencias de base antes se debe hallar un voltaje que se normalmente se denomina VTH (voltaje Thevenin), su ecuación es la siguiente:

Ya con VTH hallamos las resistencias de base. La ecuación para la resistencia de base RB1 es la siguiente:

Y finalmente la ecuación para la resistencia de base RB2 es la siguiente:

Al realizar el paralelo de las resistencias de base se cumple la siguiente ecuación RB1IIRB2≤0.1*β*RE, que es una condición de estabilidad que se debe dar en la polarización por divisor de voltaje.

Calculadora para hallar las resistencias RB1, RB2, RC y RE

Como usar la calculadora:

- Para los datos de entrada en caso de tener decimales se usa el punto no la coma. De usar la coma se produce error.

- En los cálculos se asume que el voltaje base-emisor tiene un valor de 0.7 voltios.
- Los voltajes de polarización y de colector-emisor están en voltios.
- Se puede escoger si se usara la corriente de base o de colector en los cálculos, además se puede elegir si la corriente estará en nanoamperios (nA), microamperios (uA) o miliamperios (mA).
- La ganancia beta (hfe) es la relación entre la corriente de colector icq y la corriente de base ibq.

- Las resistencias RE, RC, RB1 y RB2 se pueden ajustar a ohmios (Ω), kiloohmios (kΩ) o a Megaohmios (MΩ).

Ejemplo 1. En el circuito siguiente hallar todas las resistencias para tener una IBQ de 20uA, y un VCEQ de 7.5 voltios. VCC tiene una valor de 15 voltios. Hfe tiene un valor de 100.

Solución. Se elige un valor de m de 10 (se elige le valor mas conveniente). Ya teniendo el valor de m se halla ahora RE:

Ahora se halla el valor de RC:

Para determinar el valor de RB1 y RB2, se debe hallar ante el voltaje thevenin. Se elige n de un valor de 0.1:

Ahora se halla el valor de RB1:

Y finalmente se halla el valor de RB2:

Ejemplo 2. En el siguiente circuito halle el valor de las resistencias del circuito para un valor de VCEQ de 15 voltios y un valor de ICQ de 1mA. El valor de VCC es de 20 voltios y el valor de beta es de 100.

Solución. Se puede observar que el valor de la resistencia de colector RC es cero por ende el valor de m es cero también. Se halla el valor de RE: