Análisis de circuito con múltiples BJT

Actualmente estoy tomando una clase de electrónica analógica y este es uno de los problemas que surgieron:ingrese la descripción de la imagen aquí

  V 1 = 15V V 1 = 15V, Ueb = Ube = 0.6V, Uce(sat) = 0.2V, β =200, 
  VT = 25mV, R2 = 39Ω, R4 = 4.7kΩ, R5 = 470Ω

Me piden que encuentre los valores de R1, R3 y R6 de modo que las corrientes de colector de reposo de Q2 y Q3 sean ambas de 8 mA, y el colector de Q2 esté en el potencial V1/2 cuando no haya una señal de entrada presente (¿qué significa esto dime ¿Es relevante ya que solo estoy haciendo análisis de CC aquí?) ¿Hay algún paso general a seguir? Hice un análisis similar con dos transistores, y lo que siempre se necesitaba hacer era encontrar expresiones para Ve, Vc y Vb para cada transistor y, comparándolas, hacer una suposición en qué modo está operando. Aquí, sin embargo, llegué a una contradicción, a saber, Q2 parece estar en modo lineal y, por lo tanto, R6 = (V1/2-V1-0.7)/8mA <0. Espero no haber hecho una pregunta demasiado amplia. No estoy pidiendo una solución, sino simplemente que me diga la receta para este tipo de análisis.

EDITAR : Lamentablemente, solo ahora me di cuenta de que, de hecho, lo que me parecía un nodo entre el colector de Q1 y la base de q3 no lo es. Uno puede decirlo simplemente observando cuidadosamente.

Correcto, está calculando una solución para el punto de polarización (análisis de CC), que es la situación en la que no hay señal de entrada (CA). Entonces puedes ignorar todos los capacitores. Asumir que todos los transistores están en modo lineal es una buena suposición inicial. Si un transistor debe estar saturado, se aclarará más adelante. Ic (Q3) = 8 mA, ¿cómo puede fluir esa corriente a tierra? En el esquema escribe todo lo que sabes (corrientes, voltajes). Haga una suposición aquí y allá y vea si eso puede proporcionar una solución. Algunos componentes pueden tener un rango de valores, por ejemplo R6.
Si pudieras dar una respuesta, sería genial. Realmente necesito obtener una mejor comprensión, para poder aprender sobre amplificadores.
Darle solo la respuesta (suponiendo que tenga una) no lo ayuda mucho, es el método que uso para llegar a una solución lo que importa porque puede aplicarlo a casi cualquier circuito. ¿Dibujaste el esquema en una hoja de papel y completaste todo lo que ya sabes? Como base de Q2, ¿cuál es el voltaje allí? Son 15 V (V1) - 0,6 V (Ube) = 14,4 V. Ic de Q3 = 8 mA, ¿dónde puede fluir? Emisor Q3 - R4 - no puede fluir hacia R5, C3 lo bloquea, por lo que debe ir al emisor base Q1 - R2 a tierra. Ahora haga lo mismo para Q2, Ic también es 8mA, fluye R6 -R3 -R2 Esto se suma a los 8mA a través de R2...
@FakeMoustache Ese es el problema. Entonces solo puede fluir desde el nodo en C4 al colector, teniendo en cuenta que el voltaje del colector es de 7,5 V y que el voltaje del nodo en c4 es de 14,4 V. Luego, la corriente del colector fluye ENTRADA al transistor, lo cual es bastante extraño aquí, teniendo en cuenta que realmente parece que este transistor está en modo lineal. Por cierto, no estaba preguntando por la solución, sino por el método, para escuchar tu forma de pensar.
... lo determinamos antes. Entonces, I(R2) debe ser de aproximadamente 16 mA, multiplicado por 39 ohmios = 0,624 V. Entonces, en la base de Q1 tenemos 1,224 V. Pero bueno, R4 multiplicado por 8 mA = 37,6 V, por lo que no podemos tener 8 mA fluyendo allí. ¿Estás seguro de que Q3 tiene Ic = 8mA? Porque con R4 = 4,7 k eso no es posible. Q1 que tiene Ic = 8mA tiene más sentido, entonces la corriente a través de R4 = 8mA / 200 = 40 uA * 4.7k = 188 mV. Entonces, en la base de Q3 obtenemos: 0.624 + 0.6 + 0.188 = 1.412 V. Escribes que el nodo en C4 es 14.4 V, ¡creo que es 1.412 V! Has visto que Q2 es un PNP, ¿verdad?
¡Tu circuito es venenoso! Podría bloquearse en medio de la noche. Realmente tendría que vigilar los valores de su resistencia. ¿Este circuito tiene un propósito único o debería permanecer en la academia universitaria?
@Autistic No hay un propósito específico para este. Ahora, estoy aún más confundido. Todo lo que escribí fue dicho en el ejercicio, y todo lo que me confunde está escrito en la pregunta anterior.
Estoy de acuerdo con @FakeMoustache, la pregunta como se indica no funciona. La corriente del colector Q3 debe pasar por r4, lo que no es posible con 8ma y 4k7 y 15v
Lamentablemente, solo ahora noté que, de hecho, lo que me parecía un nodo entre el colector de Q1 y la base de q3 no lo es. Uno puede decirlo simplemente observando cuidadosamente.

Respuestas (2)

Tanto la pregunta como la configuración parecen estar ... rotas, de alguna manera, pero haciendo algunas suposiciones/cambios, intentaré ilustrar cómo resolvería una tarea similar. Supongo que mi configuración supuesta no es la prevista, pero no puedo ver ninguna alternativa obvia.

Entonces: suponiendo que todos los transistores son NPN (y cambiando los parámetros para el transistor que hemos cambiado para aplicar al emisor), suponiendo que los objetivos actuales del colector son Q1 y Q2. (en lugar de Q2/Q3)

En general, el enfoque consiste en asumir un conjunto razonable de condiciones iniciales y su estado objetivo, y luego cambiar los valores hasta que se cumplan las condiciones o se alcance un estado absurdo (lo que provoca un cambio en las suposiciones iniciales).

Comenzaremos suponiendo una operación lineal para todos los transistores (todos parecen estar implementando configuraciones básicas de amplificadores, y si es probable que tengan la intención de operar de forma lineal).

Q1 visto desde R2 y Q3 visto desde R4 son seguidores de emisor, y dado que asumimos que la operación lineal I_R4 debería ser 8mA/β. la caída de voltaje sobre R4 es entonces (8m/200*4k7 V) pequeña (< 200mV). La caída de voltaje sobre R3, pasando por los dos emisores y R4, se vuelve 2Ube + ~200mV o ~1.4V.

Ahora conocemos el voltaje sobre R3. Nuevamente, dado que estamos asumiendo que Q3 es lineal, la corriente base en Q3 << IR3 e IR3 deben estar cerca de la corriente de colector de Q2, es decir, 8 mA. dado que nuestras suposiciones son correctas, ahora podemos configurar R3.

La corriente a través de R2 es entonces la corriente a través de R3 + la corriente del emisor de Q1, ~16mA. Ahora conocemos o asumimos los voltajes en Q2 (U1/2),R3(~1.4V),R2. El resto del voltaje debe estar por encima de R6. La corriente es igual a IQ2.

Si Q2 va a operar en la región lineal, el voltaje sobre R1 debe ser ~Ueb sobre el voltaje del emisor objetivo. También necesita absorber la mayor parte de la corriente de Q1. I=~8mA, U=U1/2-Ueb

Ahora tiene una respuesta, y todo lo que queda es ver que este es realmente un estado constante, no absurdo. A partir de la operación de los seguidores de doble voltaje, puede ver que hay un circuito de retroalimentación negativa a través de los tres transistores. Si la corriente a través de Q2 es demasiado alta, el voltaje a través de R3 también debe ser alto, aumentando Q3 -> Q1 -> disminuyendo R1 -> reduciendo el voltaje en la base Q2.

Los números exactos quedan como ejercicio para el lector. Tenga cuidado con los horribles errores matemáticos y lógicos inducidos por la deficiencia de café.

Revisa mi última edición.
Nunca vi un nodo allí. Mi problema con el circuito es que Q3 parece estar insertado como un amplificador de retroalimentación, pero si sigue la ganancia de bucle alrededor de Q1-Q2-Q3, resulta ser positivo (a menos que esté leyendo mal el circuito).

¿Estás seguro de haber proporcionado toda la información sobre este circuito?

Por lo que puedo ver, este dispositivo solo produce algo de corriente de fuga.

No hay posibilidad de un flujo de corriente.

O Q3 hará algo, ni Q1. La única corriente posible podría fluir en Q2 desde el Emisor hasta la base, pero aún no hay forma de continuar.

Incluso un análisis de tiempo podría no cambiar nada porque no hay un condensador, que podría proporcionar la corriente base requerida para cualquier transistor.

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